某水电站蜗壳外包混凝土结构布置选择

《某水电站蜗壳外包混凝土结构布置选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第02期(总第381期)吉林水利2014年02月[文章编号]lOO9—2846(2o14)02—0053—03某水电站蜗壳外包混凝土结构布置选择舒婧(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)[摘要]本文从分析不同蜗壳(金属蜗壳)结构形式入手，同时对不同蜗壳结构形式的分析，并通过新疆目前已建最大装机的某水电站工程实例，结合三维有限元的分析成果，说明蜗壳外包混凝土结构选择考虑的原则及设计方法，希望能为类似的工程结构提供一些参考。【关键词]蜗壳；外包混凝土；弹性垫层；承载比【中图分类号]Ⅳ74[文献标识码]B水压力．有可能引起混凝土过分开裂，对结构带来1蜗壳结构设计主

2、要类型不利影响(2)蜗壳打压埋人法分析世界上主要一些国家的蜗壳结构设计根据蜗蜗壳打压埋人法．是在浇筑蜗壳二期混凝土壳埋入方式的不同可分为三种基本类型：①钢蜗之前．将蜗壳充水加压，在金属蜗壳因内水压力而壳与外包混凝土直接接触的联合作用埋人方式．产生变形的前提下，进行浇筑．并在混凝土凝固蜗壳内加支撑以防蜗壳变形．外部用锚钩固定于后．撤去蜗壳中水压．利用钢蜗壳与混凝土之间的外包混凝土中．即空壳埋人法。②在充水加压状态间隙调剂二者内水压力的分担比例在预充水压下浇筑外包混凝土的蜗壳打压埋人法③蜗壳上之下．压力由蜗壳承担，预充压力之上，压力由蜗半部范围加弹性垫层．以减少蜗壳向外围钢筋混壳

3、及混凝土联合承担此法使混凝土与蜗壳承担凝土结构传递内水压力，其他同①的垫层蜗壳埋内水压力比例明确，在一定程度上可以人为控制．人法有利于蜗壳强度的发挥．同时也可直接检查蜗壳的焊接质量。不利之处在于需要加压及密封设施，2不同蜗壳结构形式的分析需要一定的投入．对工期也有影响(3)垫层蜗壳埋入法分析不同的埋人方法．蜗壳及外包混凝土的受力垫层蜗壳埋人法．是在蜗壳与外包混凝土之状态不同．设计所考虑的因素各异．对机组运行的间设置垫层．通过垫层达到调节混凝土与蜗壳之影响也各有利弊间荷载分配的目的。以往的设计．基于垫层的设置(1)联合作用埋人法分析使蜗壳承受全部内水压力．但进一步试验和分析采用

4、联合作用埋人方式．蜗壳的受力方式类计算表明垫层并不能阻止内水压力外传．垫层蜗似于联合受力的压力钢管．对高水头机组通过合壳仍是一种联合受力结构。因此弹性垫层蜗壳的理的设计．有可能减少蜗壳的钢板厚度．避免采用设计应当是在充分发挥蜗壳强度作用的前提下．厚板材带来不利影响．同时此种埋人方式由于蜗通过选择适宜的垫层材料的弹模、厚度及铺设范壳与混凝土直接接触．可以减轻座环与蜗壳连结围．从而合理确定混凝土承担的荷载．同时尽可能处刚度突变所造成的引力集中的影响．对机组的避免和减轻座环与蜗壳连结处刚度突变所造成的抗震也较为有利但此法使混凝土承担大部分内引力集中的影响[收稿日期]2013—12—

5、26[作者简介]舒婧(1987一)，女，新疆伊犁人，本科，助理工程师，研究方向：水利水电工程。一53—吉林水利某水电站蜗壳外包混凝土结构布置选择舒婧2014年02月度5em．钢蜗壳上半圆与外包混凝土之间铺设垫3工程实例层。即包角180~。以蜗壳进口断面1断面为例．分别计算垫层弹模E=2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、某水电站总装机460MW．单机容量115lOMPa时蜗壳结构各种材料在不同垫层弹模下的MW，电站保证出力91．6MW，机组最小运行水头承载比．见表1及图1所示为86．3m．最大运行水头为138．5m，设计水头表1各种材料在不同垫层弹模下的承载比110m为新疆

6、目前已建总装机及单机容量最大的水电站工程钢蜗壳的设计和加工由水轮机制造厂负责．并按承受包括水机压力升高值在内的全部内水压力设计．最大值为180m。蜗壳平面尺寸4为12．67~11．26m．进口直径4．6m．中心距4．6m(见6附图1．I—I剖面)。由于厂房的布置为一机一8逢．布置的限制使蜗壳外包混凝土尺寸局部较薄，lO不宜承担较大的内水压力．同时也为了充分发挥无垫层蜗壳的强度．选定了垫层蜗壳的结构形式．蜗壳外注：无垫层情况括号中数值为外围混凝土未开裂处的承载比围混凝土承受部分内水压力的布置方式括号外为开裂处的承载比4豫9137图1各种材料在不同垫层弹模下的承载比曲线图4“9鲫

7、370m(5(2)不同厚度的垫层材料对蜗壳各组合结构承载比的影响．取垫层弹模为2MPa．钢蜗壳上半圆与外包混凝土之间铺设垫层．即包角180~以蜗226．3“壳进口断面1断面为例，分别计算垫层厚。d：3cm、4em、5em时蜗壳结构各种材料在不同垫层厚度时的承载比，如表2所示表2蜗壳各种材料在不同垫层厚度时的承载比376．78．814．5477．68．6l3．8578．48．413．2附图1I—I剖面为了选择适宜的垫层材料的弹模、厚度及铺(3)不同包角的垫层对承载比的影响，取垫层设范围．合理确定混凝土承担