水利行业水电站设计方法分析

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1、水利行业水电站设计方法分析　　摘要：随着我国社会经济的发展，对能源的需求量越来越大，然而有限的能源无法满足越来越大的能源需求，近年来，这一矛盾更加激化。国家需要为水资源的利用与开发探索新的道路，实现经济发展和能源节约的同时实现。就我国现状而言，能源结构方面主要是以火电为主，但是火力发电本身存在很多的缺陷，如污染较大，能耗较大等。随着煤炭价格的不断上涨，火电的运行成本也不断提高，相比之下水利发电的优势就更加明显。因此，关于水利行业）水电站设计方面的研究就显得格外重要。本文从水电站的设计情况基本情况入手，分析正确的设计方法，对设计工作进行不断的完善，以提高水电站设计

2、工作的质量，为水电站整体工作效率提供基础。　　1引言　　长期以来，随着工业生产和人民生活用电量的逐步攀升，不仅对水资源的开发的要求提高了，对质量的要求也越来越高，这就为水电建设提出的新的难题。在面对难题的同时，还要看到其中所提供的机遇，新的要求无疑是对水力发电发展的一个巨大的推动力。因此，在现阶段水电站设计工作上，我们必须抓住机遇，克服困难，使设计质量得到提高，促进水电站整体水平的发展，以满足国内能源的需求，为创建资源节约型，环境友好型社会贡献自己的力量。　　2水电站设计方法分析　　主厂房的结构布置设计　　主厂房的结构设计　　屋顶，屋顶包括屋面板：隔热、遮阳、避

3、风雨等。以及预制钢筋混凝土大型屋面板、隔热层、防水层以及保护层等基础部分。　　排架柱，承受屋架或屋面大梁、吊车梁、外墙传来的荷载和排架柱自重，并将它们传给厂房下部结构的大体积混凝土。　　发电机层和安装间楼板，发电机层楼板承受着自重、机电设备静荷载和人的活荷载，传给梁并部分传发电机机座和水轮机层的排架柱。安装间楼板承受自重、检修或安装时机组荷载和活荷载，传到基础。　　围护结构，包括外墙，用以承受风荷载，并将它传给排架柱或壁柱。抗风柱，用以承受厂房两端山墙传来的风荷载，并将它传给屋面大梁和基础或厂房下部大体积混凝土块体。圈梁和连系梁，用以承受梁上砖墙传下的荷载和自重

4、，并传给排架柱或壁柱。　　蜗壳和水轮机座环将机墩传下来的荷载通过座环传到尾水管上，另外水轮机层的设备重量和活荷载通过蜗壳顶板也传到尾水管。　　尾水管，承受水轮机座环和蜗壳顶板传来的荷载，经尾水管框架结构再传到基础上。　　厂房混凝土浇筑的分期和分层分块　　对厂房混凝土）浇注进行分期，主要是由于机组到货一般均迟于土建的施工期，且为机组安装创造工作面，为了适应水轮发电机组的安装要求，厂房中的混凝土需要分期浇筑，称为一期和二期混凝土。　　一期混凝土一般指的是底板、尾水管、尾水闸墩、尾水平台、混凝土蜗壳外的混凝土、上下游边墙、厂房构架、吊车梁、部分楼板等，在施工时先期浇筑

5、，以便利用吊车进行机组安装。　　二期混凝土则是为了机组安装和埋件需要而预留的，要等到机组和有关设备到货后、尾水管圆锥钢板内衬和金属蜗壳安装完毕后，再进行浇筑。二期混凝土包括金属蜗壳外的部分混凝土、尾水管直锥段外包混凝土、机座、发电机风罩外壁、部分楼层的楼板。　　水电站厂房水下部分的混凝土属于大体积块体混凝土。其特点是现场浇筑量大，结构几何形状复杂，基础高差大，对裂缝要求严格。由于受混凝土浇筑能力的限制和为了适应厂房形状的变化，因此每期混凝土要分层分块浇筑，便于施工和保证工程质量。　　厂房结构的分缝和止水　　分缝工作中主要可以运用沉降伸缩缝，这是为了防止厂房地基不

6、均匀沉陷，减小下部结构受基础约束产生的温度和干缩应力，沿厂房长度方向设置的伸缩缝和沉降缝。其特点主要有一般都是贯通至地基，只在地基相当好时，伸缩缝才仅设在水上部分，但也需每隔数道伸缩缝设一道贯通地基的沉降伸缩缝。　　止水是对厂房水上部分的永久缝中常填充一定弹性的防渗、防水材料，以防止在施工或运行中被泥沙或杂物填死和风雨对厂房内部的侵袭。与此同时，厂房水下部的永久缝应设置止水，以防止沿缝隙的渗漏，重要部位设两道止水，中间设沥青井。止水布置主要取决于厂房类型、结构特点、地基特性等，应采用可靠、耐久而经济的止水型式。　　厂房整体稳定及地基应力设计　　厂房整体稳定及地基

7、应力应该对沿地基面的抗滑稳定、抗浮稳定、厂基面垂直正应力注等进行计算。而河床式厂房本身是挡水建筑物，厂房地基内部存在软弱层面时，还应进行深层抗滑稳定计算。　　在进行计算时，必须要保证厂房在运行、施工和检修期间，在抗滑、抗倾与抗浮方面有足够的安全系数，以保证厂房的整体稳定。并且厂房地基应力必须满足承载能力的要求，不允许发生有害的不均匀沉陷。　　由于河床式厂房直接承受上游水压力，在确定地下轮廓线、校核整体稳定性和地基应力时，以两个永久缝之间或一个机组段长度为计算单元，进行稳定分析和地基应力计算时，不能取单宽进行计算。另外厂房有大量的二期混凝土，并可能有分期安装问题，

8、故在机组安装前后荷载变化