水工平面鋼閘門表面積計算

滿　曼　李興柏　汲建業

(濟寧市南四湖水利管理局， 山東 濟寧　272000)

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水工平面鋼閘門表面積計算

滿曼李興柏汲建業

(濟寧市南四湖水利管理局， 山東 濟寧272000)

對比討論水工建筑物中平面鋼閘門表面積的不同計算方法，結合工程實例進行數據分析，探尋水工平面鋼閘門表面積的最優計算方法，為水工平面鋼閘門防腐項目預算及工程量校核提供科學依據。

水工建筑物； 平面； 鋼閘門； 表面積

在平面鋼閘門的生產和維修中，經常碰到鋼閘門門葉結構表面積的計算問題。譬如，按照《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范》(DL/T 5018—94)，需要對閘門做表面防腐處理；在閘站的維修管理中，也需要對閘站鋼結構進行防腐處理。除銹除砂后，需要噴涂涂料或油漆，這些防腐措施都要以閘門的實際表面積為依據，根據實際防腐面積來計算生產費用或者編制維修養護預算經費。但是，水工鋼閘門是由很多不同型號的鋼材構件焊接或鉚接而成，如果按構件逐一統計，將是一項十分繁雜的工作，如果用閘門外形尺寸大致估算，其結果未免太過粗糙，不能作為應用依據。尋求一種簡潔而準確的算法，對于生產實際具有重要意義。

1　算法討論

當前，對水工平面鋼閘門表面積的計算，常見的算法有兩種。

方法一，是現在工程技術人員普遍采用的，根據不同規格鋼材的重量和外形截面尺寸進行推算。譬如，水工平面閘門的面板，一般是鋼板，用總重量除以理論重量，即得到鋼板的表面積；其他型號的鋼材，如背拉架、底梁等構件，多為角鋼、槽鋼或鋼管等，用設計長度乘以折算周長，即得到表面積。鋼材總重和長度在金屬結構設計圖紙里就能查到，折算周長根據截面尺寸大致計算。這種算法被廣為采用，一是計算比較快捷，二是抓住了平面鋼閘門的主要表面積，忽略了次要位置的表面積，具有可操作性。從計算上看，一些型鋼折算周長的計算不太準確，如角鋼或工字鋼，其截面周長并非肢長或腹板長的簡單相加。

方法二，也是根據鋼材重量和界面尺寸推算，和方法一的不同之處在于其截面周長的計算更為簡化。如槽鋼表面積的計算：

式中G——某種型號槽鋼的重量，kg；

G0——該種型號槽鋼的單重，kg/m；

h—槽鋼的高度，mm；

b—槽鋼的寬度，mm。

從上式可以看出，G/G0是槽鋼的長度，0.002(h+1.5b)是槽鋼的截面周長。槽鋼截面周長包括上、下肢長度和腹板長度之和，此處的(h+1.5b)是一種簡化，因為標準構件的上、下肢同腹板結合處有倒圓角，而且內外兩側的上、下肢長度和腹板長度并不一致。槽鋼的長度也可以直接從圖紙上查得，同方法一相比的區別其實就是截面周長的計算。

另外，討論一種新方法。

對于鋼板，方法一的辦法是可取的。鋼板的總重量除以理論重量得到的是鋼板兩個大平面的表面積，四個小平面面積占總表面積的比例很小，而且平面鋼閘門四周與其他鋼構件連接，也不需要計入防腐面積，鋼板的總重量和單位面積重量都便于查詢，所以，鋼板的表面積的計算采用方法一。

對于角鋼、槽鋼或工字鋼等線型構件。表面積=截面周長×構件長度。其中，構件長度可以從金屬結構設計圖紙上查詢，主要在于計算截面周長。其實，標準構件的截面周長也可以直接從國家標準里查得。譬如等邊角鋼，表3有外表面積(m2/m)一欄，這個數值就是不同型號角鋼的截面周長。

相比方法一和方法二，這個方法結果更準確，熱軋鋼板、鋼帶、工字鋼和角鋼等標準型材的截面周長都是查詢得到的；計算過程也更快捷，查到構件長度和外表面積，二者相乘即可。方法一和方法二，還要經過簡化計算。此法可以稱為查表法。

2　工程實例

南四湖位于山東省濟寧市南部，由南陽、昭陽、獨山、微山四湖連接而成，是我國北方最大的淡水湖。南四湖湖東大堤是沂沭泗洪水東調南下工程治淮項目的骨干工程，全長約124km，湖堤沿線有眾多的平原區水工建筑物，新建和維修加固各類建筑物152座，各種閘站涵洞等每年都需要維修養護。筆者根據近期實施的南四湖湖東堤水工建筑物維修養護工程鋼閘門防腐項目，選取湖東堤夏鎮航道閘上節閘門和蔣莊河閘下節閘門作為驗算實例，對三種計算方法進行比較。此處選擇的閘門都是雙扉式平面鋼閘門，總共包括上下兩節。由于閘門門葉結構煩瑣，限于文章篇幅，只羅列了其中部分主要型鋼構件的表面積計算，旨在對比方法，說明問題，如表1～表4所列。

表1　夏鎮航道閘上節閘門(10.57m×4.23m)部分門葉構件數據

表2　蔣莊河閘下節閘門(10.31m×3.8m)部分門葉構件數據

表3　根據國家標準查得的相關數據

表4　各種算法結果比較

從表4中可以看出，鋼板表面積的計算結果相同，都是總重量除以理論重量，適用于不同型號的鋼板。主要的差別在于線性鋼構件截面周長的計算。查表法查得的槽鋼和角鋼單位長度的截面積，數值上就等于截面周長，結果最精確。反過來驗證方法一和方法二，方法二比方法一結果更準確，當然計算過程也稍微復雜一點。

3　結　論

對于水工平面鋼閘門門葉結構表面積的計算，采用查表法，簡潔而準確，具有實際操作意義。

[1]鐵漢.鋼閘門防腐面積的計算[J].金屬結構,1993(5):6.

[2]GB/T 706—2008熱軋型鋼[S].北京:中國標準出版社,2008.

[3]GB/T 708—2006冷軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差[S].北京:中國標準出版社,2005.

[4]GB/T 709—2006熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差[S].北京:中國標準出版社,2005.

[5]張志振.發揮統管優勢，加強建設項目審查管理[J].水利建設與管理，2003(1):12,21.

Calculation of hydraulic plane steel gate surface area

MAN Man, LI Xingbai, JI Jianye

(JiningNansiLakeWaterConservancyAdministrationBureau,Jining272000,China)

Different calculation methods of plane steel gate surface areas in hydraulic structures are comparatively discussed. Engineering examples are combined for data analysis. The best calculation method of hydraulic plane steel gate surface area is explored, thereby providing scientific basis for hydraulic plane steel gate anticorrosive project budget and engineering quantities checking.

hydraulic structures; plane; steel gate; surface area

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.01.016

TV663+.4

B

1005-4774(2016)02-0054-02