4　结构计算

该闸门结构计算主要基于平面体系假定和容许应力方法进行结构计算，对面板、垂直次梁、主横梁、主纵梁与支臂组成的框架结构和支铰、吊耳等零部件均进行了强度、刚度、稳定验算。由于该闸门属于大孔口、高水头弧形闸门，荷载动力系数按1.2考虑，同时材料容许应力考虑0.9的调整系数。

图3　弯矩计算结果图（单位：kN·m）

荷载传递顺序按照水压→面板→垂直次梁→主横梁→主纵梁→支臂→支铰顺序，其中主纵梁也同时直接承受面板传递过来的受压范围内的水压荷载。面板按四边固定的弹性薄板承受均布荷载计算厚度，考虑2mm的锈蚀余量取整后，厚度确定为28mm，同时对面板进行折算应力验算。计算垂直次梁时按照支撑在主横梁上的4跨连续梁进行超静定计算，由于垂直次梁上翼缘直接和面板焊接，整体稳定不再验算。主横梁按照支撑在左右主纵梁上的简支梁模式计算，承受来自于各垂直次梁传递来的集中荷载。主纵梁和上下支臂组成了框架结构，承受的荷载由两部分组成，一部分是主纵梁本身与面板连接处传递来的水压力，另一部分是各横梁和转铰止水传来的集中力。主框架结构复杂，采取有限元方法计算，弯矩计算结果见图3，最大弯矩值出现在下支臂与主纵梁连接处。

闸门支臂和门叶主纵梁下翼缘采用8.8级M48高强度螺栓连接，在连接板上下边缘设置抗剪板，抗剪板同主纵梁下翼缘采用工地焊接，螺栓沿连接板周边对称布置，共24根螺栓。同样，支臂同铰链、支臂分段处也采用8.8级M48高强度螺栓连接，其中，支臂分段处按照等强设计方法计算。铰座和支铰钢梁之间采用12根M64螺栓上下对称连接，水压荷载最终通过支铰钢梁传递给水工塔架，计算螺栓时，弯矩产生的拉力由螺栓承受，剪力由设于支铰钢梁上的抗剪块承受，弯矩由两部分叠加而成，一部分是垂直支铰钢梁面的正向压力作用在支铰轴承上产生的摩阻力；另一部分是平行于支铰钢梁表面的切向荷载产生的弯矩。