关于水电站厂房屋面结构设计的研究

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1、关于水电站厂房屋面结构设计的研究　　摘要：以龙桥水电站工程实例，介绍了钢网结构在厂房中的应用。有效地解决了屋面建筑冬季施工困难问题，且结构造型美观、灵活、设计简单，施工方便，旨在为以后的水利水电工程厂房屋面结构设计的同行提供参考。　　关键词：水电站；屋面结构；混凝土结构；钢网结构　　　　0前言　　钢网结构作为一种空间结构，它由许多杆件沿曲面或平面按一定要求组成的空间网状结构。早在上世纪40年代就由德国首次成功运用于工业建筑上，此后在世界各地得到广泛发展，到目前已形成了很多定型体系，如单杆体系、米罗体系、菱形

2、桁架体系、空间板体系、以及诺得斯体系等。1964，我国上海师范学院球类馆的屋盖首次使用钢网结构，其后钢网结构在中国开始快速发展，在80年代颁布了《钢网结构设计与施工规定》，这标志着我国钢网的设计和施工已达到较为新进的水平。直到上个世纪90年代以前，这种结构主要应用于大跨度的展览厅、车站候车大厅以及游泳馆等公共建筑。近10年来其应领域越来越广，已经遍及冶金、机械、以及石化等行业。相比而言，钢网结构虽在水利工程中的应用起步较早，但还不普遍，本文以某水电站主厂房顶部的钢网结构为背景，通过具体的施工案例，来进一步说

3、明解钢网结构的优越性。　　1工程概况　　龙桥水电站位于湖北省利川市境内的郁江河段，为郁江干流湖北省境内三级水电梯级开发的第一级。龙桥水电枢纽工程建筑物主要由碾压砼双曲拱坝，右岸发电引水系统，岸边地面式发电厂房、升压变电站和左岸导流隧洞组成。大坝为对数螺旋线型碾压砼双曲拱坝，顶厚6m，底厚，厚高比，坝顶海拔高程589m，最大设计坝高91m，坝顶弧长，坝顶中部共布置3个泄洪表孔，堰顶海拔高程575m，单孔净宽12m，弧门挡水高10m，最大泄洪流量3580m3/s。引水隧洞长，设计引用流量67m3/s，设有直径1

4、0m的阻抗式调压井。厂房安装2台30MW的立式混流水轮发电机组，保证出电万kw，年平均发电量为亿kw•h，水库枢纽工程为三等中型工程。大坝为恩施州首座已建碾压砼双曲拱坝，坝高名列国内目前在建同类型坝第五位，坝身泄洪单宽流量位居全国同类型拱坝首位。　　龙桥水电站工程总投资亿元，设计工期为2年零5个月。XX年9月2日工程获得核准，XX年3月15日主体工程正式开工，XX年5月2日正式下闸蓄水，XX年5月28日首台机组发电，计划XX年12月工程竣工。　　电站主厂房全长，宽17m，最大高度。厂房与开关站结合地形条件布

5、置，左侧为安装间，与主机间同宽；主厂房内2台发电机组呈一字形排列。副厂房布置在主厂房后侧，厂区室外和主变场地面高程为。　　2主厂房屋顶设计方案比选　　钢网架结构方案　　钢网架结构的特点是，施工速度快，安装、维修容易，安全系数高，且可以解决机电安装急需保温的困难。钢网结构比较固定，一般由三部分组成：厂顶网架、网架支撑以及屋面。在材料选择上，屋面采用彩钢夹芯板，檩条采用冷弯溥壁型钢。　　钢筋混凝土方案　　钢筋混凝土结构在工业与民用建筑中得到了广泛的应用，其主要优点是作为承重构件，其承载力大，施工技术成熟，抗震和

6、防火等方面的性能优越。采用钢筋混凝士框架结构，稳定性可以得到很好的保证。钢筋混凝土梁板结构经历了两个阶段，传统的做法是薄腹梁或混凝土屋架加大型槽型板，后来随着预应力技术的成熟，一些技术公司开发出雁型板项目。值得强调的是屋面板要有保温层、防水以及保护等功能。　　房屋方案的比选　　为了选出更为合理的方案，应对两种方案的优缺点进行比较。笔者根据工程的实际情况，主要对以下几个方面做了比较：　　施工工期：钢网结构施工工期短，且不受天气的影响，即使是在寒冷的冬季，混凝土无法施工的情况下，钢网仍可进行。且预制构件的施工周

7、期长，养护周期长。　　施工人员费用：钢网结构主要的构件厂家已经事先设计好了，电站只需要安装即可，施工时间大大缩短，因此，施工人员费用也比混凝土结构便宜。　　工程造价：施工以及装修等工作完成以后，按实际的覆盖厂房面积，经过计算知钢网结构每平米综合造价比混凝土结构节省投资30-40%。　　构件制作：钢网结构所需的钢管、螺栓、锥头、板材以及檩条等构件均由设计厂家按要求制作，只需将构件运到现场安装即可完成；混凝土结构方案需要浇注梁以及面板，为了保证预制施工质量，需要事先平整夯实及硬化预制场地[2]，特别是在场地受限

8、的水电站工程中，场地条件有时无法保证。　　构件的安装：钢网结构需要事先清除构件铁锈、用油漆涂刷一遍，利用塔式起重机吊装的制定的位置，校正无误后将构件焊接为整体，安装檩条以及板材。完成焊接固定工作以后，进行细石混凝土天沟浇筑。施工非常方便，吊装工作量小。已成型的构件拆卸、加固及改造都非常容易。混凝土结构通常采用索吊，需要对缆索进行设计，确定缆索的跨度、主缆索以及后缆风绳钢丝绳的直径、数量、埋深以及主地锚规格尺寸等相