蜗壳及尾水管复杂空间曲面三维布筋方法及应用

水电站蜗壳及尾水管由复杂空间曲面构成,体型结构十分复杂,二维配筋设计工作量大,效率低。基于“三维配筋设计、二维出图”的设计思想,根据蜗壳及尾水管空间曲面特征及配筋特点,考虑到布筋形状与混凝土结构面具有相似性这一特点,对曲面渐变段提出基于截面法的横向布筋方法及基于离散重构法的纵向布筋方法。工程实例表明,该方法可实现蜗壳及尾水管复杂空间曲面三维配筋设计,可有效提高设计效率和出图质量。可为复杂体型结构三维布筋设计提供参考。     

水工结构全自动布筋设计方法

为解决水工建筑物三维可视化布筋操作中需逐个拾取面导致操作效率低甚至遗漏面的问题,提出全自动布筋设计方法。采用该方法,各结构面上的钢筋段可自动生成,相邻面上各段钢筋可按规范要求自动连接或作"剪刀筋"处理,并自动分组,实现了钢筋的三维可视化自动布置。工程应用表明,采用该方法简化了人机交互操作,设计效率得到大幅度提高。     

基于Revit的水电站异形曲面结构创建方法研究

为降低复杂水工结构建模的设计难度，使基于Revit平台的水利BIM设计人员不再依赖于编程，提高建模效率，针对水电站厂房含蜗壳、尾水肘管等异形结构精细化建模的设计难点，分析了蜗壳、尾水肘管曲面的构成特点，比较了Revit的公制常规模型、体量模型的异同。以河南省洛宁县禹门河水电站为例，介绍了利用Revit的体量和内建模型进行厂房蜗壳、尾水肘管结构建模的具体过程。结果表明：该方法可以结合体量多断面放样融合、非封闭轮廓建立、可参数化特性和内建模型多专业集成优势，灵活建立多轮廓的异形曲面，并在三维可视化的基础上进行碰撞检查进而保证设计精度。该方法可以快速、灵活运用Revit普通功能解决三维复杂曲面精细化建模难题，为设计人员提供新思路。     

金属里衬型尾水管钢筋图CAD绘制

金属里衬型尾水管为一空间结构，体形复杂，绘制钢筋图和钢筋表的工作量较大。介绍绘制金属里衬型尾水管钢筋图的CAD软件，它基于三维数学模型进行钢筋布置设计与计算，自动绘制二维施工详图，使用方便灵活，可大大提高工效与设计质量。     

沙湾电站蜗壳、尾水管三维有限元计算分析

结合大渡河沙湾水电站,建立了混凝土蜗壳、尾水管三维有限元整体模型,采用有限元法对混凝土蜗壳进行了三维线弹性计算,分析蜗壳以及尾水管在三维受力状态下典型部位的主拉应力及主压应力,对蜗壳及尾水管应力状态作出评价,并根据有限元计算得出的应力分布图对结构尺寸验算以及指导结构配筋。     

三维布筋系统钢筋显示技术研究

三维布筋系统采用“三维钢筋设计、二维剖切出图”的方案,通过建立与实际工程一致的结构——钢筋三维混合模型,来实现结构设计．并可自动生成工程图。但与一般结构体及面不同,钢筋通常是线,它在传统三维系统中渲染显示有一定困难。介绍了一种新的显示方法,它可以提供直观、快捷的钢筋线显示,方便指导结构设计。     

轴流式机组厂房横缝水平止水布置研究

以轴流式机组厂房坝段为研究对象,分析在正常运行和机组检修两种运行工况下不同水平止水布置方案尾水管和蜗壳结构的应力变化规律。研究结果表明:横缝水平止水布置在尾水管弯肘段范围内时,随着止水的上抬尾水管部位混凝土及内敷钢衬拉应力逐渐减小;横缝水平止水布置在蜗壳高程范围内时,与上游竖直止水连通方案比闭合方案缓解蜗壳附近应力效果更佳。实际工程设计中,建议轴流式机组厂房横缝水平止水布置为:水平止水上游段布置在蜗壳进口断面顶板下表面附近,且与上游竖直止水连通;水平止水下游段布置在尾水管扩散段出口顶部高程附近。     

莲花电站蜗壳设计

莲花电站蜗壳结构为金属蜗壳外包钢筋混凝土，根据蜗壳的钢衬与钢筋混凝土结构为联合承载结构的研究成果，同时参照白山电站蜗壳配筋和混凝土中钢筋应力的观测成果，在莲花电站蜗壳设计中采用了“三维非线性有限元分析”方法。通过“三维有限元分析”与工程类比相结合的方法，使蜗壳设计进一步接近实际，按初设阶段蜗壳设计的钢筋含量２５ｋｇ／ｍ３计算，技施阶段蜗壳设计实际节省钢筋２９３．５ｔ，节省投资约１００万元。经济效益显著，同时也为厂房蜗壳设计积累了经验。     

广蓄电站尾水支管渐变段钢衬失稳原因分析与处理措施

广蓄电站一期工程尾水隧洞在充水时，４条尾水支管渐变段钢衬都发生了不同程度的失稳变形，特此对尾水支管渐变段钢衬失稳的原因及工程处理措施、钢衬修复、加固、焊接和美国ＴＵＬ防水涂料的施工工艺作简单介绍，以供设计、施工人员从中吸取教训。     

三维渐变大断面洞室混凝土衬砌施工技术探讨

拉西瓦水电站地下厂房尾水扩散段为三维渐变结构,洞室断面大,曲面变化复杂,模板设计及配置技术含量高,混凝土衬砌施工难度大。以该水电站尾水扩散段混凝土衬砌施工为例,对施工程序、模板配置、排架搭设和混凝土衬砌等施工技术作了简要介绍,同时通过取芯检验显示,混凝土内部结构强度符合要求。相关成果可为以后同类工程施工提供经验借鉴。     

思林水电站长尾水隧洞取消尾调水力过渡过程分析

思林水电站引水系统为“一洞一管一机＋尾水隧洞”布置型式,压力引水管道长335m,压力尾水隧洞长210m,压力水道水流惯性时间常数Tw=4．13s,尾水反水锤问题十分突出。主要论述了思林水电站取消常规的尾水调压井设计,通过优化流道系统、机组参数、调节系统参数等,有效地解决了长尾水隧洞的反水锤问题,水力过渡过程的稳定性满足规范要求,保证了整个工程安全、经济运行。     

调压室位置对调保参数的影响

调压室位置是影响调保参数的主要因素之一。本文针对上、下游调压室及不同调压室型式进行理论分析及数值计算,证明了调压室对调保参数的作用存在最佳临界位置和变化不敏感的范围。该结果有利于地下厂房和调压室的布置,缓解了洞室围岩稳定和过渡过程之间的矛盾。究其物理本质,在机组特性、导叶关闭规律确定的前提下,蜗壳最大动水压力及尾水管最小压力主要取决于压力管道的水击压力、调压室涌浪水位两者的叠加。由于管道总长度不变,移动调压室位置,两者所起的作用相互消长,所以并非调压室越靠近厂房对调保参数越有利。     

吉沙水电站发电系统布置与设计

吉沙水电站采用引水式开发,岸边式地面厂房。发电系统主要由厂区建筑物、主副厂房、尾水渠、开敞式开关站等建筑物组成。各建筑物的布置和结构设计较常规,在常规水电站中具有一定的代表性。     

Dadinkowa水电站厂房蜗壳外围薄壁混凝土受力分析

针对国内对水轮机蜗壳外围薄壁混凝土结构研究较少、设计经验欠缺的问题,以尼日利亚Dadinkowa水电站厂房续建项目为典型案例,对水电站蜗壳外围薄壁混凝土结构进行设计分析。建立三维有限元模型,分析蜗壳外围混凝土在正常运行工况和检修工况下的应力,提取内力进行配筋计算;建立蜗壳0°断面的平面有限元模型,分析蜗壳顶部及基坑里衬附近混凝土应力,提取弯矩和轴力进行正截面和斜截面承载力计算。结果表明,基坑里衬附近混凝土尺寸较小,最薄处仅约21 cm,压应力峰值位于内侧,为5.67 MPa,未超过C25混凝土抗压强度;拉应力峰值位于外侧,为1.55MPa,最大拉应力范围较小。从而,混凝土尺寸能够满足斜截面抗剪承载力要求,无需另外设置抗剪钢筋。为保障结构安全,采用一期混凝土凿毛4 cm、配合植筋φ16@1×1 m的措施,基坑里衬采用双层双向配筋和C30混凝土,蜗壳及引水钢管顶部设置弯起φ32@15 cm钢筋提高斜截面承载力。设计经验可为同类工程设计提供参考。     

土卡河水电站泄洪消能设计

云南土卡河水电站是一个中型水电工程,拦河坝为碾压混凝土重力坝。在参考国内中型水电站的泄洪消能设计经验后,结合土卡河的洪水、地质条件、尾水条件及枢纽布置特点,在施工详图阶段,对枢纽的泄洪消能方式进行了优化,采取了台阶式溢流坝面加平尾墩及戽式消力池方案,水工模型试验表明该方案是合理的。     

小湾水电站大型金属蜗壳水压试验

小湾水电站最大水头251m，机组转速150r／min,为我国目前在建水电站单机700MW水头和转速最高的水轮发电机组。蜗壳水压试验压力43．5bar，采用保压混凝土浇筑工艺方法，保压压力为17．4～18．6bar。目前，已完成6台机蜗壳水压试验，5台机蜗壳保压混凝土浇筑（4号机保压混凝土浇筑正在进行中）。文章总结了蜗壳水压试验、保压混凝土浇筑以及变形监测的工作经验和体会。     

彭水水电站勘测设计过程及主要技术问题研究

彭水水电站的勘测设计与科研工作始于上世纪70年代初,30多年来,针对坝址地形、地质条件及水文特性,对枢纽布置、坝型及泄水建筑物、电站主厂房轴线、尾水洞体型和通航建筑物型式等主要技术问题开展了多方案研究,确定了长溪坝址及河床泄洪、右岸地下厂房、左岸通航建筑物的枢纽布置格局,以及大坝采用碾压混凝土弧形重力坝、主厂房采用与岩层走向呈0°角布置、电站尾水采用变顶高隧洞、通航建筑物采用船闸加升船机的建筑物型式方案.这些研究较好地解决了彭水水电站设计中的主要技术问题.     

水布垭电站尾水出口高边坡预应力锚索施工

介绍水布垭电站尾水洞出口高边坡预应力锚索布置及施工工艺.     

土的最大干密度和最优含水率快速测定法

对快速击实试验研究成果进行了总结,并介绍了应用快速击实试验研究成果的经验.不论是重型击实还是轻型击实,也不论击实试验所给定的击实功能多大,应用"一点法"或"快速法"击实试验原理,对土料都有一定要求."一点法"击实试验与快速击实试验所用土体的比重在2.67～2.73之间,当被测土样的比重超越此范围时,在绘制击实曲线时可适当偏离ρdmax计算值的点,但这个误差是很小的,通常ρdmax的影响在±0.01 g/cm3以内,而对ωop的影响在±0.5%以内.结合工程实例,对击实试验成果的简化校正作了详细介绍.