基于大型水电站充水保压蜗壳结构联合承载分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第33卷第4期JournalofCivil．Architectural&EnvironmentalEngineering土木建筑与环境_7--程V()1．33NO．42O11年8月Aug．2O11大型水电站充水保压蜗壳结构联合承载分析郭涛，张立翔，姚激(昆明理工大学建筑工程学院，昆明650224)摘要：蜗壳结构是电站厂房的核心结构物，因此准确获取其应力、应变状态是至关重要的。通过数值计算，采用简化算法对某水电站保压蜗壳结构进行了应力状态和变形情况分析，并与直埋方案做了对比研究，结果

2、表明：从限裂方面考虑保压蜗壳结构有利于机组的安全稳定运行，该水电站采取充水保压埋设方式是合理的；蜗壳外围混凝土各截面最大拉应力值出现在蜗壳顶部，该机组设计保压值偏低，选取1．9MPa保压值比较合理；蜗壳外围混凝土的结构应力值主要是由内水压力所引起的，上部荷载影响很小，仅占5～24左右。关键词：蜗壳；简化算法；结构；充水保压中图分类号：TV731文献标志码：A文章编号：1674—4764(2011)04—0080—05JointBearingAnalysisforthePreloadingWater—filledSpi

3、ralCaseofLagerHydropowerStationGUOTao，ZHANGLi—xiang，YAOJi(DepartmentofEngineeringMechanics，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650051，P．R．China)Abstract：Spiralcaseisthecorestructureofpowerhouse，therefore，itiscritica1toobtainitsaccuratestressandstrain

4、．Simplifiedalgorithmisadoptedtoanalyzethemechanicalcharacteristicsofpreloadingwater—filledspiralcaseofalargehydropowerproject．Thenumericalresultsshowthattheadoptionofpreloadingwater—filledspiralcasestructureisfeasible．Themaximumstressofsurroundingconcretemainly

5、liesinthetopofspiralcasestructureatvarioussections．Thesuitableinternalpressureis1．9MPa．Thestressofsurroundingconcreteofspiralcaseismainlycausedbywaterpressure，andtheeffectofupperloadingislimited，whichisonlyabout5to24．Keywords：spiralcase；simplificationalgorithm；

6、structure；preloadingwater—filledspiralcase随着能源需求的不断增加，拟建或建成了大批设方式，是确保大型水电站机组安全稳定运行的关高水头、大容量水电站，发电机组单机容量越来越键问题之一。大，蜗壳的HD值也急剧增长，水电站结构的设计和目前较常见的埋设方式有：直埋方式、垫层埋设安全运行面临新的挑战。蜗壳埋设方式的选择不仅方式、充水保压埋设方式。3种埋设方式各有优缺影响电站厂房的设计和施工工期，还决定了钢蜗壳点，若从承担荷载的工作机理来讲都属于钢蜗壳和和混凝土之间的承载比例，因此选择合

7、理的蜗壳埋外围混凝土联合承载结构，区别在于联合承载的方收稿日期：2010一l2一O8基金项目：国家自然科学基金资助项目(50839003、11002063)；云南省自然科学基金资助项目(2008GA027、2009ZC035M)作者简介：郭涛(1983一)，男，博士生，主要从事流固耦合数值模拟及水电站建筑物结构分析研究，(E—mail)guotaoj@126．conl。张立翔(通讯作者)，男，教授，博士生导师，(E—mail)zlxzcc@126．COnl。学兔兔www.xuetutu.com第4期郭涛，等：大型水电

8、站充水保压蜗壳结构联合承载分析81式和程度各有不同。充水保压埋设方式作为一种部就是运行工况下外围混凝上的真实应力。迄今中国分联合承载结构，可以量化的控制蜗壳和外围混凝大型机组保压蜗壳结构外围混凝土的应力计算，大土承载的比例，在减少混凝土开裂的同时又满足了多是采取简化算法，如三峡水电站、二滩水电整体刚度的要求，减少了机组振动和变形，有利于机站、十