坝后式水电站压力钢管厂坝过缝措施研究

本文结合某水电站的工程实例，采用三维有限元法，对厂坝分缝处的伸缩管段预留环缝的焊接时间、厂坝分缝处键槽的合拢时机以及键槽合拢的效果对于伸缩管的影响进行了敏感性分析。计算结果表明，如果在蓄水前对厂坝分缝进行灌浆处理，则推迟钢管环缝焊接时间，可以减小钢管的等效应力，但是降低的数值较小。在蓄水前如未进行厂坝分缝处的灌浆而仅仅焊接钢管的环缝，将大大降低厂坝之间的联合作用，并且恶化伸缩管的应力状态。厂坝分缝处的键槽合拢效果对于伸缩管将会产生一定程度的影响，若键槽合拢后存在缝隙将会造成分缝处钢管局部应力增大，而灌浆材料的选取对于钢管影响不大。     

几内亚苏阿皮蒂水电站坝坡明管设计研究

苏阿皮蒂水电站主坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高120 m,发电厂房为坝后式地面厂房。电站压力钢管采用坝坡明钢管,单管单机布置。为了解该钢管在内水压力、温度荷载及地震作用下的应力变形规律,对大坝、管道及厂房建立三维模型,利用有限单元法进行计算分析,重点研究了静、动力工况下管道位移、支座滑动、伸缩节变形及压力钢管应力分布规律。结合该工程实际,利用有限元方法对坝坡明钢管进行了计算校核,以期对我国坝坡明管的设计提供参考。     

万家寨水利枢纽厂坝连接设计

坝后式厂房采用厂坝连接的方式，可提高大坝和厂房的整体稳定性，减少工程量，节省投资，具有明显的经济效益，结合万家寨工程厂坝连接设计，在厂坝分离，平缝连接，整体连接３种连接型式的分析计算的基础，对接缝型式，接缝高度，接缝时间等有关问题进行了探讨。     

水电站厂坝联合作用的受力特性分析

本文结合我国某水电站厂，坝间分缝主不设分缝的厂坝联合作用形式，用空间有限元法研究了在各种运行条件下的变形及应力分布规律，探明了该为结构的空间整体受力特性为水电站的合理结构设计提供了可靠依据。     

某水电站碾压混凝土坝三维非线性有限元分析

针对厂坝联合、横缝灌浆和高地震烈度等特殊工程背景,采用三维非线性有限元方法,对某水电站碾压混凝土坝进行了应力变形分析和抗滑稳定分析。并采用超载法得出了大坝整体抗滑稳定安全系数。分析计算结果认为,各个工况下的应力变形的大小和分布规律基本合理,其抗滑稳定性总体上是有保证的。厂坝联合和横缝灌浆可以显著提高坝体整体的抗变形能力以及抗滑稳定性,提高坝体的整体抗震性能。     

丰满水电站重建工程压力钢管过缝措施研究

丰满水电站压力钢管采用垫层式浅埋管,后接坝后式厂房。由于大坝和厂房高度不相同,两部分地基的沉陷也不同,另外在温度等荷载作用下,很容易在厂坝连接处出现应力集中和破坏。由于设置伸缩节不仅提高了工程造价,也给伸缩节的制安、维修等带来很多麻烦。因此该工程提出了取消伸缩节,而采用垫层管过缝的结构形式。文中主要研究采用垫层管过缝时,厂坝分缝处两侧相对位移能否满足要求,钢管与混凝土结构的应力状态能否满足要求。     

厂坝间巨型压力钢管在常规荷载作用下受力特性研究

水电站坝后式厂房，在厂坝间交界处的压力钢管不设伸缩节，而是采用在一段钢管外周设垫层结构，以适应荷载作用下钢管的变位，这是一种有效的途径。通过对某大型水电站的三维有元计算，得出了在常规荷载作用下厂坝间垫层压力钢管的变位及受力情况。从对计算结果的分析，为使这种垫层结构的受力能得到进一步的改善，建议：尽量提高河床坝段厂坝间接缝混凝土的高程，使厂坝能较好地联系受力；尽可能增加垫层管段的长度；尽量推迟厂坝间压力钢管的最后一条环缝的施焊时间，且在施焊前尽可能蓄高水库的上游水位，这时厂坝自重引起的不均匀沉陷已基本终了，且已蓄水位的荷载对垫层管不再增加应力。     

鸭池河水电站坝后背管三维有限元分析

对鸭池河水电站引水系统坝后背管进行了三维有限元分析，得出了背管在死水位、正常蓄水位、校核洪水位及温变作用等工况下产生的应力及位移，为该钢管设计及施工提供了依据．根据分析计算结果，提出了取消伸缩节的建议，可大量节省投资成本．     

厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机对垫层蜗壳的影响

对于坝后式水电站,厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机和分缝下游侧是否设置止推环均对垫层蜗壳以及水轮发电机组支撑结构的受力和变形存在影响。本文建立了坝-厂房三维有限元模型,通过数值模拟手段研究了上述影响。结果表明,对于坝后式水电站,在坝体变位作用下引水钢管对蜗壳进口作用一个数值可观、指向下游的推力,因此在分析垫层管过缝对厂房结构的影响时,在蜗壳进口施加轴向约束的简化处理不能合理反映实际情况。不同焊接时机条件下设置止推环对垫层蜗壳的受力、座环的抗剪等都是有利的,尤其在上游水位较低时焊接预留环缝,止推环的作用效果更加明显,在可能的条件下建议设置止推环。与此同时,为确保水轮发电机组的安全稳定运行,建议以座环和机墩的对角不均匀上抬变形为主要考虑因素,尽可能在上游水位较低时焊接钢管预留环缝。     

几内亚苏阿皮蒂水电站引水系统设计

苏阿皮蒂水电站进水口与坝体结合形成一整体,引水线路短,根据经验公式计算和模型试验验证,在正常蓄水位、设计水位和校核水位下,电站进水口水流平稳,流态较好。利用ANSYS软件对进水口、压力钢管、镇墩支墩以及厂房等进行了三维有限元分析,根据结构应力计算结果,对结构相关部位进行了配筋。厂坝间压力钢管过缝段采用垫层管取代伸缩节,以适应分缝两侧相对变位,简化了设计,方便施工。     

横缝深止水布设对蜗壳应力的影响规律研究

横缝深止水方案的布设对轴流式机组蜗壳部位的应力影响较大,而深止水方案的布设通常根据工程经验确定,没有统一的规范。止水方案的布设在满足防渗和安全的同时,应选择最优布设使其对蜗壳应力的影响较小。依托某轴流式水电站实际工程,建立厂房的ANSYS三维有限元模型,模拟在机组正常运行和检修工况下,横缝深止水在上游处闭合和上游处联通两种方案的不同止水布设对蜗壳应力的影响。对比两种深止水方案下蜗壳进口断面、内部典型断面和外包混凝土的应力变化,结果表明：随着止水位置的上移,两种深止水方案下的蜗壳应力变化规律相同,但相同的止水位置下,上游联通方案对蜗壳各种应力的减小幅度是上游闭合方案的2倍以上,横缝深止水布设时可优先采用上游联通方案进行止水。     

设垫层的坝内浅埋管计算研究

通过对某水电站顶部设置垫层的大直径坝内浅埋管进行线弹性和非线性有限元计算,得到钢管、外包混凝土及钢筋的受力规律。提出在钢管外侧设置垫层可以较好地使钢衬发挥承载作用．减少坝体混凝土的受力,防止或减轻坝体表面产生裂缝。     

河床式水电站厂房坝段温控措施研究

采用非线性有限元仿真分析方法,模拟水电站厂房坝段的实际工程情况,对厂房坝段施工期 及运行期温度场与应力场进行了仿真计算,分析了厂房坝段分块浇筑等措施的效果,结果表明:厂房 坝段顺河向分成4个浇筑块可大幅度降低最大温度应力值,通过合理设定不同浇筑块的施工次序,分 块浇筑措施可满足厂房坝段温控防裂要求。     

向家坝水电站大体积混凝土温度应力与温度控制

为了满足向家坝水电站大坝施工混凝土浇筑温度控制设计的需要,对向家坝水电站设计阶段的几种施工方案进行仿真模拟,研究其温度和温度应力场。主要对左岸的非溢流底孔两坝段、右岸的坝后厂房坝段、表孔坝段等典型坝段进行了仿真计算和温控方案研究。主要结论为：① 基础强约束区最高温度为29.97℃,满足温控要求;基础弱约束区最高温度为38.04℃,所处位置材料为钢筋混凝土,可适当放宽容许温差。其它特征块的最高温度,均满足容许温差的要求。② 基础强约束区顺河向最大应力为1.48 MPa,基础弱约束区顺河向最大应力为1.15 MPa,有较大的安全储备。③ 非孔洞区域典型点最小安全系数为3.02,在高程324.25 m附近,远大于抗裂安全系数1.65,温控防裂安全储备是足够的。④ 最大y方向温度应力出现在高程246.00 m位置,最大应力值为1.76 MPa,最大应力出现时恰逢全年最低温度,由此亦再次表明寒潮对表面应力影响很大,要注意做好坝体表面防寒工作。     

地下厂区渗流场参数反演分析及帷幕布置方案研究

现代水电站建设中,地下厂区规模日趋宏大。由于地下厂区多位于降雨形成的天然水位线以下,渗漏成为主要问题。针对某工程复杂的地质条件和防渗措施,建立厂房区及坝区的三维整体模型,采用三维有限元法对稳定渗流场进行计算。运用反问题正算的方法反演枢纽区天然渗流场,在此基础上,对两种不同帷幕布置方案下厂区渗流场、渗流量以及坡降等水力要素进行对比分析。分析表明:枢纽区天然水位较高,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗控系统对厂房区地下水位具有较好的控制作用;厂前封闭式帷幕相对于开敞式帷幕的渗控效果更加明显,结合渗流控制效果和工程造价的角度,优先推荐采用封闭式帷幕进行厂区渗流控制。     

水电站厂房坝段温度场和热应力仿真研究

本文模拟了水电站厂房混凝土施工过程,即考虑混凝土热力学参数随龄期的变化,采用三维有限单元法进行了温度场和热应力仿真计算研究。结果表明:若对低温季节浇筑的部位,采取自然入仓浇筑方式,高温季节浇筑的部位,采取控制浇筑温度和采用天然河水冷却的措施,最高温度和最大热应力均可满足规范要求。研究成果可为有关厂房坝段的设计、施工和温度控制提供参考。