前六章复习.ppt

二、发电建筑物 进水建筑物 ：进水口、沉沙池 引水建筑物 ：引水道、压力管道、尾水道 平水建筑物：前池、调压室 厂区枢纽 ：主厂房、副厂房、变电站、开关站等 塔式进水口 管壁厚度估算 管身应力计算： 跨中断面 1-1 钢管强度校核 1、跨中断面 1-1应力计算 (2) 加劲环断面的外压稳定 两个要求 加劲环断面本身不失稳 加劲环断面的压应力小于材料的允许值。 按光滑管的公式计算，但是等式右边应该除以加劲环的间距L，其他参数用加劲环有效断面计算。 光面管临界外压的计算式： 加劲式钢衬临界压力计算 １）三梁岔管 ２）内加强月牙肋岔管 ３）贴边岔管 4）球形岔管 5）无梁岔管 ６）隔壁岔管 1、提高钢衬承载能力： ① 研究高强度钢——在保证塑性、韧性、冷加工性、可焊性基础上提高强度。 ② 新的结构型式：双层管、箍管。 改进途径 2、改进设计思想、设计理论： 充分利用围岩承载，在围岩条件较好时，少衬或不衬，已成为国内外的一种趋势。 前述设计理论的中心就是让围岩分担部分内水压力，围岩能否承担它所分担的这部分内压需要校核，关于围岩承载力的分析方法主要有： ① 最小覆盖层厚度方法 围岩承载能力校核 埋管顶部净厚度 管道混凝土衬圈外半径 ② 抗上抬方法 —上覆岩体重量能与分担内水压力产生的上抬力维持平衡。 上覆岩体重量 上抬力 ③ 有限元分析方法 可考虑岩体的不同参数(刚度、弹模等）、地质条件、河谷形状等对围岩承载力的影响。 承载力很复杂，理论不够。研究地质条件+工程经验 对竖井和陡井不适用 埋管外压稳定校核的荷载 地下水压力；钢衬与混凝土之间接缝灌浆压力；回填混凝土时流态混凝土的压力。 钢衬承受外压时稳定校核 埋管防止外压失稳措施 ① 多采用排水管，结合排水廊道降低地下水位线； ② 减小初始缝隙，精心施工和接缝灌浆。 ③ 流态混凝土的压力稳定可用临时支撑解决或限制浇筑高度。 加劲管 光面管 (a) n个屈曲波 埋管外压下屈曲的形态与临界压力计算公式 (b)三个半波 光面管：当外压超过钢衬的临界外压时，一部分钢衬首先失稳，屈曲成三个半波，一个向内，两个向外，在被压屈部分，钢衬中的最大应力达到了材料的屈服强度。 加劲管：加劲环的存在使管壁屈曲波数 n 增多，波幅减小。受混凝土限制，随着外压增加，应力也增加，钢衬中的最大应力达到了材料的屈服强度。 地下埋管钢衬变形受外围混凝土约束： （阿式公式） σN — 钢衬屈服部分由外压直接引起的环向应力， 屈曲波数： 加劲环之间管壁的稳定： 目前没有合理的计算方法，可以套用带有加劲环的明管的外压稳定计算公式。即认为缝隙值很大，这样偏于安全。 加劲环本身抗外压稳定计算： 加劲环嵌固在混凝土中，向内变形时约束大，一般可以不考虑加劲环的外压稳定性问题，而按强度条件控制，即： Pcr=σsF/r1l 式中： F——加劲环有效截面； l——加劲环间距。 重点： 1、坝内压力管道的特点和类型。 2、坝内埋管的布置方式和工作原理。 3、设软垫层的坝内埋管。 第五章 混凝土坝体压力管道 混凝土坝体压力管道即埋设在坝体内或固定在坝面上,并与坝体成为一体的输水管道。 主要特点: ① 结构紧凑简单； ② 引水道短、小，机组运行稳定； ③ 运行集中方便，事故及误操作少； ④ 管道施工与坝体施工可能有干扰； ⑤ 坝体空腔使坝体应力恶化。 特点与类型 坝内埋管的特点是管道穿过混凝土坝体，全部埋在坝体内。 坝内埋管又分为联合承载的坝内埋管和设软垫层的坝内埋管。 坝上游面管道的特点是管道的大部分位于上游坝面坝体外，仅厂房前较短的一段穿过坝体． 这种布置特别适用于薄拱坝。 坝下游面管道钢管大部分布置在坝下游面上，仅进口后较短的一段穿过坝体。从结构形式分又分为坝下游面钢衬钢筋混凝土管和坝下游面明钢管。 优点：既保持了深式坝内钢管管线短、施工干扰小等优点，又避免了深式进水口技术困难。 缺点：管道大部分位于水库内，检修困难；坝内钢管部分位于坝底高应力区，对结构不利。 混凝土坝上游面管 坝下游面管道 优缺点： ① 布置方便，便于检修。 ② 减少空腔对坝体削弱，有利于坝体安全。 ③ 管坝施工干扰少，加快施工进度，提前发电。 ④ 有利于分期施工，减少投资积压。 ⑤ 增大了厂坝轴线间距离，工程量会有所增加。 ⑥ 增加了水头损失。 倾斜式 平式和平斜式布置 竖直式 管道布置在坝体下部，坡度较缓 管轴线与下游坝面近于平行并尽量靠近下游坝面 管道的大部分竖直布置 立面布置 坝内管布置形式 倾斜式 管轴线与下游坝面近于平行并尽量靠近下游坝面 倾斜式 平式和平斜式布置 竖直式 倾