针对亭子口水电站厂坝间设置垫层管可行性研究

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1、第3l卷第1期水利水电科技进展2011年2月V0』．3lNo．1AdvancesinScienceandTechnologyofWaterResourcesFeb．2Ol1DOI：10．388o／j．issn．1006—7647．2011．01．012亭子口水电站厂坝问设置垫层管可行性研究崔建华一，苏杰，祁勇峰2(1．长江科学院材料与结构研究所，湖北武汉430010；2．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：为研究亭子口水电站厂坝间设置垫层管的可行性，以厂房坝段、厂房以及钢管为研

2、究对象，采用三维有限元仿真计算技术模拟厂房坝段以及厂房的浇筑和运行过程，计算得到厂坝间相对位移及垫层管段钢管等效应力。计算结果表明，厂房蜗壳内设置止推环时，运行期高温季节垫层管的等效应力将大于钢材允许应力，如果采用垫层管方案，需采取必要的结构或工程措施以减小垫层管段的应力。关键词：三维有限元法；垫层管；止推环；亭子口水电站中图分类号：TV732．44文献标识码：A文章编号：1006—7647(2011)01—0050—04Feasibilitystudyoncushionpipesbetweendamandpow

3、erhouseofT~zikouHydropowerStation／／CUIJian—hua一．SuJie，QIYong-feng(1．MaterialsandStructureDepartmentofChangfiangRiverSciemifcResearchInstitute，Wuhan430010，China；2．ResearchCenterOilWaterEngineeringSafetyandDisasterPreventionofMinistryofWaterResources，Wuhan43001

4、0，Chiruz)Al~tract：InordertostudythefeasibilityofsettingupacushionpipebetweenthedamandthepowerhouseofTingzikouHydropowerStation，thedam，thepowerhouseandthesteelpipewerediscussed．Byuseof3DFEMsimulation，theconcreteplacingprocessofthedamandpowerhouseWaSsinmlated．T

5、herelativedisplacementbetweenthedamandthepowerhouseandtheequivalentstressofthecushionpipewerecalculated．Theresultsindicatethattheequivalentstressofthecushionpipeislargerthanitsallowablestressinhotseasonifthethrustringissetinthespiralcasing．Inordertoreducethes

6、tressofthecushionpipe，somestructuralortechnicalmeasuresshouldbetakenwhenthecushionpipeisused．Keywords：3DFEM；cushionpipe；thmstring；TingzikouHydropowerStation亭子口水电站工程等级为I等大(1)型，大坝坝较；吴海林等_2J针对某实际工程，提出以一定长度的顶高程为466．00m，正常蓄水位为458．O0I／1，坝高为伸缩管代替常规伸缩节，使结构位移和钢管应力满110

7、m，厂房为坝后式，共设有4台机组，设计水头为足要求；申艳等l3J针对紫坪铺水利枢纽工程，论证了120m，总装机容量为1100MW，单机容量为275MW。引水系统取消伸缩节的可行性；赵德海等l_4J讨论了引水管道为坝后背管式，在厂坝分缝处暂采用垫层三峡工程取消厂坝问伸缩节后应采取的结构措施和管方案。施工过程。综上所述，这项技术的应用取决于垫层大坝与厂房之间设有温度沉陷缝，使厂房、大坝管段的应力是否满足设计要求，而该段钢管的应力各自受力明确。厂坝连接处的钢管一般采用伸缩分析比较复杂，除内水压力引起的钢管应力外，在水节

8、，以适应二者之间的相对变形，但伸缩节的制造和压和温度荷载作用下，大坝和厂房的相对变形所造安装不仅增加了工程投资，也给运行期的止水和维成的垫层管两端的相对位移对钢管应力也有很大的护带来很多麻烦。近年来，国内外很多工程都提出影响。采用外包软垫层的一段压力钢管(简称垫层管)取代垫层管取代伸缩节的技术曾应用于三峡工程厂伸缩节。很多学者针对实际工程开展了相应的研房岸坡坝段【l1驯。