对李仙江戈兰滩水电站工程泄洪系统金属结构设计

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1、2010年第29卷第1期·DWRHE水利水电工程设计李仙江戈兰滩水电站工程泄洪系统金属结构设计莘龙李润芝吕晓腾摘要李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸承担着泄洪排沙和调节水库水位等任务，着重介绍表孔泄洪系统金属结构的布置及金属结构设备的设计特点。关键词表孔弧门液压启闭机球面自润滑轴承框架戈兰滩水电站中图分类号TV34文献标识码B文章编号1007—6980(201O)01—0033—03李仙江戈兰滩水电站位于云南省思茅地区江城求，泄洪闸的金属结构设备应操作灵活、运行可靠县和红河洲绿春县的界河——李仙江干流上，

2、是李并能满足各种过流量的要求。仙江流域7个梯级电站中的第6级，坝址距省会昆为满足以上要求并结合水工布置，表孑L泄洪闸明市公路里程约650km，距左岸红河洲绿春县县金属结构布置采用5扇尺寸为13m×18．8m—城140km，距右岸思茅地区江城县县城90km。本l8．49m(宽x高一设计水头，下同)弧形工作钢闸电站为岸边式地面厂房，工程主要任务是发电，电门，堰顶高程为438．00In，采用2×2500kN双作站装机3台，单机容量为150MW，总装机容量用液压启闭机操作。表孔弧门主要承担泄洪任务，450M

3、W。电站具有不完全年调节水库，调节库容操作比较频繁。考虑到弧门门槽的检修与维护，弧0．87X10m3，保证出力81．02MW，多年平均发电门前设有检修闸门。表孔检修闸门为叠梁型式，5量20．182×108kW·h。孔共用1套检修闸门，检修门底槛高程为437．955李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸是本工程重要m。该闸门由溢流坝段坝顶门机2X250kN副钩通的泄洪建筑物，承担着泄洪排沙和调节水库水位等过液压抓梁操作。泄洪闸布置见图1。任务，泄洪闸的布置优劣，产品闸门设计的刚度、强度及稳定性，启闭机选型是否合

4、理，启闭机的同步等均关系着工程的安全性。根据本工程采用碾压混凝土坝以及洪峰流量大，上、下游水位变幅大的特点，从枢纽布置合理性及水力学条件等方面考虑，采用泄水建筑物集中布置在主河道且表孔和底孔采用“五表二底”的重叠布置方式。表孔泄洪闸z笾Z：垫校核洪水位共设5孔。为保证水流平顺，减少底部气蚀，保证舛56．(x)坝面平整美观，泄洪闸采用弧形钢闸门，启闭机采正常蓄水位V45347用双作用液压启闭机。本文主要就表孔泄洪系统的设计洪水位金属结构布置及启闭机选型的思路及设计特点进行论述。1金属结构布置及工作闸门

5、的设计李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸为2级建筑物，其洪水标准为100年一遇设计，1000年一遇校核。设计洪水位453．47m，校核洪水位457．29m。图1表孔泄洪闸布置图(单位：高程m；尺寸m)表孔泄洪闸为本工程主要泄洪建筑物。水库没有调蓄能力，泄洪闸应能宣泄各种流量。因此要表孔弧形工作门半径21m，闸门底坎布置在·34·水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第1期溢流堰顶，高程为438．00m，支铰高程考虑按校核水压力及泥沙压力作用外，在闸门开启过程中还要洪水位时支铰不能受门后水流及漂浮物

6、冲击，故将承受液压启闭机双缸启门瞬间的最大作用力，因而支铰布置于高程447．00m处，高于最大过流曲线为保证主梁悬臂端的最大弯应力与跨中的最大弯应水位。考虑到该闸门在工程运用中的重要性，闸门力相同或接近，以达到既经济又可靠的目的，而将设计采用最不利的工况进行设计，即以上游设计挡主梁悬臂端长度取为0．17L(L为孔口宽度)，而不水位456．00m作为闸门进行强度、刚度和稳定性是规范推荐的0．2L。计算及液压启闭机启闭力的正常设计依据。以校核本闸门的支臂断面采用箱型结构。洪水位457．29m作为闸门启闭

7、力的校核工况。弧门支铰作为闸门与闸墩传力的主要构件，其弧门框架布置采用主横梁、斜支臂结构型式。结构设计至关重要。单铰受力最大可达到10000弧门门叶结构采用双主梁结构、主次梁采用同层布l【N，本弧形闸门的支铰轴承采用自润滑球面轴承，置方式，以提高整个门叶的刚度。侧止水采用L型此轴承除能承受较高的径向荷载外，还能承受一定水封。的轴向荷载。该轴承采用铜基镶嵌石墨作为摩擦弧形闸门技术参数如下：副，轴承球形摩擦面上根据一定规律镶嵌着石墨固闸门作用泄洪体润滑剂，石墨与轴承球面采用特殊工艺烧结成一闸门型式表孔弧

8、形体。本轴承同时具有低摩擦(干摩擦系数0．1～孔口数量／个50．13)、自润滑(镶嵌石墨会随轴承的转动游离出闸门数量／套5来充当润滑剂)、无需密封(无润滑剂)、安装方便埋件数量／套5(轴承外圈采用分体拼接而成)、免维护等优点。另孔口宽度，m13外对于大型斜支臂弧形闸门，由于制造、运输中闸闸门高度，m18．8门各部件产生的制造偏差、变形，往往在弧门的支设计水头／ml8．49臂、主梁、支铰的安装时调整比较困难。球面自润底坎高程／m437．51滑轴承允许轴承外圈左右偏摆2。