水工金属结构课件.ppt

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1、水工金属结构制作：周建旭2007年8月(1)熟练掌握水工金属结构布置、选型和主要构造设计。(2)掌握水工钢闸门受力条件、运用方式。(3)掌握金属结构构件、强度、刚度及稳定计算。(4)掌握构件的连接计算、材料选用及构造要求。(5)掌握金属结构的防腐工程措施；了解金属结构的防冻工程措施。(6)了解金属结构的疲劳计算方法和构造要求。(7)了解金属结构制造安装及验收等有关技术要求。(8)了解启闭机和压力钢管设计、制造安装及验收等有关技术要求。3.1水工金属结构布置、选型和主要构造设计水工金属结构泛指应用于水利水电工

2、程中的各种永久性的钢结构和机械设备，其中最基本的应用最广泛的是水电站压力钢管、水工钢闸门、启闭机、拦污栅和充水阀等。压力钢管压力钢管管道线路应符合枢纽总体布置要求，并考虑具体条件，经技术经济比较后确定；管道条数的确定依据；管道顶部在最低压力线以下至少应有2m的裕度；钢管宜设过流保护装置；管道进口处应设充水阀或旁通充水管；管道转弯半径不宜小于3倍管径，位置相近的平面转弯和立面转弯宜合并；位置相近的弯管和渐缩管宜合并成渐缩弯管；渐变段长度不宜短于1倍管径；在压力管道最低点宜设排水设施。1．压力钢管的布置设计2．

3、压力钢管的选型设计压力钢管具有强度高、防渗性能好等许多优点，常用于大中型水电站。包括明钢管，坝内钢管，地下埋管。钢衬钢筋混凝土管是在钢筋混凝土管内衬以钢板构成，在内水压力作用下钢衬与外包钢筋混凝土联合受力，从而可减小钢衬的厚度，适用于大HD值管道情况。由于钢衬可以防渗，外包钢筋混凝土可按允许开裂设计，以充分发挥钢筋的作用。3．压力钢管的构造设计压力钢管按其构造又分为无缝钢管、焊接管和箍管，其中焊接管应用最普遍。分段式明钢管布置镇墩、支墩和伸缩节。镇墩的布置:支墩的布置:伸缩节的布置:水工钢闸门闸门的布置，应

4、保持水流平顺，尽量避免出现门前横向流和漩涡、门后淹没出流和回流等现象。对重要的深底孔闸门或采取水力操作的闸门，应注意选择合理的水道布置和体形，使闸门及门槽段获得良好的水力条件；合理选择和设计闸门的门槽型式、底缘型式、胸墙相关尺寸以及通气孔面积等；设置通气孔及布置；闸门的平压设施；电站进水口应设有可靠的水位差观测设施。1．水工钢闸门的布置设计当水工建筑物有泄洪和发电等要求时，孔口应布置在不同高程，并从有利于水流和运行条件等考虑，在平面上应尽量错开布置，不宜重叠；若深孔闸门设于泄洪管道出口时，对闸门的安装和运行

5、比较方便，而若深孔闸门设于进口或中部时，可使泄水管道的有压段缩短，节省管道衬砌，但闸门的安装与施工干扰较多。溢洪道、泄水孔和施工导流孔中工作闸门检修闸门、事故闸门的布置和相关要求。检修闸门或事故闸门的设置数量的确定。当机组或钢管要求闸门作事故保护时，坝后式电站的进水口应设置快速闸门和检修闸门；引水式电站，除在压力管道进口处设快速闸门外，宜在长引水道进口处设置事故闸门；河床式水电站的进水口，当机组有可靠防飞逸装置，只需设置事故闸门和检修闸门；对设于调压井中的事故闸门，应考虑涌浪对闸门的停放和下降的影响；快速闸

6、门的关闭时间，应满足机组和钢管的保护要求，快速闸门下降速度，在接近底槛时，不宜大于5m/min。抽水蓄能电站上池进水口宜设拦污栅、检修闸门（或事故闸门）；机组下游尾水系统较长时，除在尾水洞出口处设检修闸门与拦污栅外，尚宜在尾水肘形管段与尾水调压井之间设一道事故闸门（或检修闸门），当尾水系统较短时，可在尾水洞出口处设检修闸门（或事故闸门）与拦污栅；拦污栅设计应考虑双向水流作用下的水动力影响。贯流式机组电站的进水口宜设拦污栅、检修闸门（或事故闸门），尾水出口宜设事故闸门（或检修闸门）；拦污栅设计应采取减少水头损

7、失的措施，同时尚应考虑水动力影响，必要时，可设清污机。闸门的布置和结构要求。2．水工钢闸门的选型设计3．水工钢闸门的构造设计闸门的构造设计包括平面闸门的梁系型式选择和布置、弧形闸门的面板曲率半径和主梁以及主框架型式的选择和布置，以及零部件和埋件的构造设计。一般说来，平面闸门和弧形闸门普遍适用于高、中、低水头下的各类闸门，工作闸门、事故闸门和检修闸门；一般弧形闸门的启闭力小，无门槽，水流条件较好，但闸室尺寸较大，铰座传递荷载集中；平面闸门可提起来离开孔口，安装检修方便，坝内预留孔小，但启闭力大，门槽附近水流条

8、件较差。启闭机启闭机是开启和关闭闸门的重要机械设备，其布置应根据当地气候如日照、气温、雨量、雷雹、风沙等情况，考虑设置启闭机房的必要性，同时可与启闭机类型、运行与检修情况及上述闸门部件拼装、存放、检修场所等综合考虑；启闭机可设机罩、机房或机室．位于坝内或地下洞室内的机室，应考虑通风防潮设施；启闭机设置高程和机房尺寸，应分别满足闸门和启闭机维修的要求。启闭机房与拼装场地均应考虑一些对运行操作人员的安全与方便设施；设