潘口水电站厂房蜗壳垫层结构优化研究

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1、第37卷第3期2011年3月水力发电潘口水电站j．-．-房蜗壳垫层结构优化研究彭辉，陈健玲，刘绍林(1．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002；2．湖南水利水电职业技术学院，湖南长沙410131)摘要：利用ANSYS结构分析程序对潘口水电站蜗壳进行整体三维有限元分析，探讨了垫层弹性模量、厚度及铺设范围对外包混凝土影响。通过方案对比可知，当垫层厚度为5cm，材料弹性为2MPa，包角为190。时，能显著减小蜗壳外围混凝土的受力。另外，针对座环与钢衬蝶形边处存在应力集中现象，提出可在此处留出1O。范围不铺设垫层，通过加强该处的配筋解决受力问题。关键词：三维有限元分析；蜗壳垫层；结

2、构优化；潘口水电站StudyonStructureofCushionLayerfortheSpiralCaseinPankouHydropowerStationPengHui，ChenJianling，LiuShaolin(1．CollegeofWaterConservancy&EnvironmentScience，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，Hubei，China；2．HunanHydroelectricOccupationalCollege，Changsha410131，Hunan，China)Abstract：Thest

3、ructureanalysisprogramANSYSwasusedfortheanalysisofspiralcaseinPankouHydropowerStation．Theeffectsofelasticmodulus，thicknessandplacementextentofspiralcasecushionlayeronsurroundingconcretewereanalyzedherein．Theresultsshowthatthestressonsurroundingconcretecanbesignificantlyreducedwhenwiththethick

4、nessof5am，elasticmodulusof2MPaandwrappinganglesof190。．Fordealingwiththestressconcentrationinthejointsofthestayringandthesteelliningbutterflyside，therangewithanangleof10。canbewithoutcushionlayerandstrengthenedbythereinforeement．KeyWords：3-DFEM；cushionlayer；structureoptimization；PankouHydropowe

5、rStation中图分类号：0241；TV34(263)文献标识码：A文章编号：0559—9342(2011)03—0047—03层也不充水预压；②钢蜗壳在充水预压状态下浇筑1工程概况外围混凝土；③钢蜗壳上部一定范围内铺设垫层后潘口水电站位于湖北省十堰市竹山县境内，地浇筑外围混凝土。我国已建、在建和设计中的水电处堵河干流上游河段，坝址距竹山县城13km。工站蜗壳，多采用第三种结构形式。这种形式的优点程开发任务以发电、防洪为主，电站建成后还具有在于，可以减少钢蜗壳向外围钢筋混凝土结构传递增加南水北调中线可调水量，提高南水北调供水保的内水压力，充分发挥钢衬的承载力，改善蜗壳外证率，改

6、善库区通航条件等综合利用效益。水库正围混凝土的应力状态，提高其抗裂安全度。但在工常蓄水位355。O0m，相应库容l9．70亿m，，总库容程应用和计算分析中还存在一些问题：①有限元23．38亿in，调节库容l1．20亿m．为完全年调节计算一般仅取控制断面附近局部范围的蜗壳结构水库。电站装机2台，总装机容量500Mw。进行分析，而实际上沿蜗壳环向存在着较大的应潘口水电站为一等大(1)型工程。枢纽建筑物力，整体受力状况明显，因此对蜗壳结构进行整体主要由混凝土面板堆石坝、右岸岸边开敞式溢洪道、分析更能反映工程的实际情况；②垫层材料的试验右岸泄洪洞、左岸引水隧洞、地面厂房和开关站等组成。地

7、面厂房为1级建筑物。收稿日期：2010—10L．22目前，国内外水电站钢蜗壳结构设计形式主要作者简介：彭辉(1976一)，男，湖北武汉人，副教授，博士有3种f-41：①钢蜗壳外直接浇筑混凝土。既不设垫主要从事水下结构和T程力学教学与科研T作．WaterPowerVo1．37No．3团水力发电2011年3月表明，垫层厚度／J、，如何精确模拟值得研究；③由凝土之间铺设垫层，即包角为180。。分别计算垫层于受到弹性模量、厚度、铺设范嗣的综合影响，没厚度为3、4、5cm时外围混凝土的最大