根据《水利水电工程钢闸门设计规范 SL74-95》,采用以下公式进行计算。
式中:FQ——启门力,KN;
R1、R2——分别为加重和启门力对弧形闸门的力臂,m;
Tzd——滑动支承摩擦阻力,KN;
f2——滑动摩擦系数,取0.6;
P——作用在闸门上的总水压力,KN;
PZ——静水压力的铅直分力,KN;
R——滚轮半径,mm,R=100mm,
r——滚轮轴半径,mm,r=100mm
f3——滑动摩擦系数,取0.7;
Pzs——作用在止水上的压力,KN;
r0、r1、r2、r4——分别为转动轴摩阻力、止水摩阻力、闸门自重、下吸力对弧形闸门转动中心的力臂,m;
PX ——下吸力,KN,弧形门;
HX——闸门下游水深,m;HX=0
B——闸门宽度,m;B=8.0m
B1——止水总宽度,m;B1=0.09m
n'G——计算持住力和启门力用的闸门自重修正系数,可采用1.0~1.1;
G——闸门自重,计算启门力时计入浮重,KN;G=18×9.8=176.4KN
Gj——加重块的重量,KN;
nT——摩擦阻力安全系数,可采用1.2;
该闸门不再加重,则Gj=0,相应R1=0,启门力的力臂R2=10m,转动轴摩阻力距r0=0.1m,止水摩阻力距r1=10m,闸门自重力矩r2=10m。
计算式考虑下游无水,则下吸力PX=0,相应r4=0。
作用在闸门上静水压力的水平分力Px:
静水压力的铅直分力Pz为闸门排开水的重量
则作用在闸门上静水总压力
作用在止水上静水压力的水平分力P止水x:
静水压力的铅直分力Pz为闸门排开水的重量(可忽略)
则作用在止水上静水总压力
滑动支承摩擦阻力
止水摩擦阻力
则启门力FQ: