内水压力重复加载作用下蜗壳外围钢筋混凝土的损伤分析

本文分析了三峡电站某直埋式蜗壳结构在内水压力重复加载下的混凝土损伤演变规律和钢蜗壳以及钢筋的受力特性,分析中考虑了钢蜗壳与外围混凝土间的摩擦接触特性,采用弹塑性损伤模型来描述混凝土的受拉损伤特性。研究表明,在历经内水压力的多次加、卸载循环后,蜗壳外围混凝土的损伤程度及范围虽有一定的增加并导致混凝土强度和刚度的相应退化和降低,但经一定的循环次数后,钢衬和钢筋的应力以及混凝土的损伤分布范围和程度将保持稳定状态。蜗壳外围混凝土出现稳定的损伤后,钢衬和钢筋承担的内水压力比例将比线弹性分析结果增大,从而能进一步发挥钢结构的承载作用。     

天荒坪抽水蓄能电站钢蜗壳水压试验研究

通过天荒坪抽水蓄能电站金属蜗壳水压试验，研究大型水电站的钢蜗壳采用充水加压浇筑钢蜗壳外围混凝土，以便充分发挥钢蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对钢蜗壳外围混凝土的作用，减少混凝土中的配筋用量，节省工程投资，方便施工，保障混凝土浇筑质量，对我国在建的大型水电工程具有现实意义．     

高水头电站垫层式蜗壳自振特性分析

垫层蜗壳作为蜗壳结构形式中的一种,其结构形式复杂,内水压力传递比例不易控制,受力条件复杂,为分析探讨钢蜗壳在不同的垫层弹性模量和垫层包角作用下的自振特性,研究其自振频率与垫层弹性模量、垫层包角的关系,本文建立钢蜗壳的三维有限元模型,采用弹簧单元替代垫层和外包混凝土,考虑了垫层与钢板、混凝土与钢板接触效应,模拟了垫层和外包混凝土对钢蜗壳的作用。分析研究表明:钢蜗壳的自振频率随着垫层弹性模量的增大而增大,随着垫层包角的增大而减小,为机组的共振校核提供了一定的理论依据。     

三峡左岸厂房试运行蜗壳混凝土联合承载监测分析

本文对蜗壳混凝土联合受力进行了分析，通过分析认为：影响蜗壳与混凝土的结合缝、钢板应力、周边混凝土和钢筋应力大小的主要因素是内水压力。在机组发电试运行期，在上部活荷载作用下，监测成果各量值变化不大。在蜗壳充水过程中，各监测效应量主要随水压而变化。应力和变形均在设计允许范围内，工作性态正常。     

二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对外围钢筋混凝土的作用     

预应力混凝土蜗壳三维仿真材料结构模型试验研究

采用三维仿真材料结构模型试验,研究了高坝洲水电站预应力混凝土蜗壳在预应力、竖向荷载、内水压力及温度荷载作用下的应力分布情况,论证了在混凝土蜗壳这一结构复杂、限裂要求高的建筑构件中采用预应力先进技术的必要性、可行性和优越性。     

巴塘水电站蜗壳结构型式受力特性对比研究

结合巴塘水电站工程,针对垫层蜗壳和直埋蜗壳,研究对比钢蜗壳及外围混凝土的受力特性。研究表明:直埋蜗壳在外露部位的应力存在应力突变,蜗壳钢板整体结构受力不均匀。垫层蜗壳不仅可以发挥埋入混凝土内的蜗壳钢板承担内水压力的能力,还能使蜗壳整体结构的应力均匀。     

三峡水电站左岸厂房水轮机蜗壳保温保压后运行监测成果分析

对三峡水电站左岸厂房蜗壳在充水保温保压进行外包二期混凝土浇筑后,设计低水头运行的情况下的监测资料进行了简要分析,通过对蜗壳的钢板应力、钢筋应力、应变等监测资料在蜗壳运行期间充、放水的变化,结合数理统计模型与应力分布图,简述了三峡蜗壳钢板及外包混凝土的不同工况下的变化规律,为工程运行和保温保压进行二期混凝土浇筑工艺的效果提供了参考依据.     

预应力混凝土蜗壳三维仿真材料结构模型试验研究

采用三维仿真材料结构模型试验，研究了高坝洲水电站预应力混凝土蜗壳在预应力、竖向荷载、内水压力及温度荷载作用下的应力分布情况，论证了在混凝土蜗壳这一结构复杂，限裂要求高的建筑结构中采用预应力先进技术的必要性、可行性和优越性。     

陕西镇安抽水蓄能电站蜗壳保压值合理性分析

蜗壳保压值过低会导致蜗壳外包混凝土受力过大,增加钢筋混凝土结构工程量,而保压值过高则会造成低水压运行过程中蜗壳与外包混凝土形成脱空现象,对蜗壳结构运行稳定性和机组抗振性能不利,因此,蜗壳保压值的合理性是确保抽水蓄能电站安全稳定运行的关键因素。结合镇安抽水蓄能电站工程实际,运用三维有限元分析软件ANSYS,计算分析不同保压值下蜗壳结构应力、承载比、混凝土配筋等情况。结果表明,本工程钢蜗壳采用3.8 MPa的保压值时,不仅可以保证机组稳定运行,同时能够充分发挥钢蜗壳外包混凝土的受力特性,是合理的保压水头。     

三峡水轮机蜗壳充水加压过程应力分析

三峡部分水轮机蜗壳采用充水保压方式埋设。为了了解蜗壳在充水加压过程中的运行状况,以及蜗壳内水压力对蜗壳运行情况的影响,采取在蜗壳上安装钢板应力计监测的方法进行试验和分析研究。通过对蜗壳在充水加压过程中的应力进行监测分析,得出了蜗壳在所试验内水压力条件下能安全运行的结论,并总结出了蜗壳所受应力与蜗壳内水压力的对应变化关系和规律。该成果为后续类似机组蜗壳的安全施工和调试、安全运行提供了依据,也为以后类似机组蜗壳的设计、施工和运行管理提供了一定的参考。     

大型水轮机蜗壳充水加压结构三维有限元分析

采用三维线弹性有限元方法分析了大型水轮机蜗壳充水加压结构的受力状态,得到了该结构的应力分布规律,通过两种充水加压内水压力值方案的比较,提出了该蜗壳外围混凝土配筋建议及充水加压内水压力值的选择范围。     

直埋式蜗壳结构动力响应特性真机测试分析研究

水电站直埋式蜗壳的钢衬和外围混凝土完全联合承载,蜗壳内部的静动态内水压力很大的比例可以外传至外围混凝土结构,从而引起蜗壳结构较大的振动反应。采用数学统计和Welch法的功率谱估计分析方法,针对机组升负荷运行时蜗壳振动测试信号进行分析处理。结果表明,在升负荷运行时,尾水管脉动压力为主要水力振源;蜗壳内部脉动压力、蜗壳外围加速度与尾水管脉动压力变化趋势基本相同;同时揭示了直埋式蜗壳脉动压力振动能量的衰减、传递规律。可为直埋式蜗壳的机组与厂房的振动评估及动力反馈分析提供可靠的依据。     

高水头水轮机配水环管(蜗壳)水压试验及保压浇筑混凝土

高水头冲击式水轮机配水环管（蜗壳）采用分段压力试验,消除大厚度钢板焊接过程中产生的应力;大型中高水头抽水蓄能机组也采用水压试验来有效消除蜗壳焊接过程中的应力并检查焊接质量,同时检验蜗壳充水后的变形规律。两种类型机组的配水环管和蜗壳均采用保压浇筑混凝土施工的方法,取消蜗壳与混凝土之间的弹性垫层,使蜗壳与混凝土紧贴,减小机组运行中的振动,减小蜗壳内水压力对混凝土的作用力,增加安全裕度。     

马鹿塘水电站一期工程厂房蜗壳设计探索

马鹿塘水电站一、二期水头相差112 m,一期工程蜗壳钢筋混凝土结构采用与钢蜗壳联合受力的结构形式,而蜗壳最大设计水头又要按二期建成后的450 m设计,因此在一期设计水头运行时,蜗壳内的水压力小于保压值,则保证蜗壳运行稳定性是设计的难点;同时因蜗壳混凝土结构分担内水压力较大,仍按传统的抗裂设计配筋,钢筋用量太大,对保证蜗壳混凝土的质量难度大,这次蜗壳设计突破传统设计方法,采用按限裂设计配筋,最大限度的减少钢筋量用量,易保证混凝土浇筑质量。     

二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结 果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢 蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对外围钢筋混凝土的作用。     

水电站蜗壳联合承载结构内水压力荷载分配规律的研究

本文论述了近几年来水电站蜗壳结构的趋向，简要介绍了钢蜗壳与外围混凝土联合承载结构的基本概念，并用三维有限元法结合我国在龙羊峡水电站，岩滩水电站的厂房蜗壳结构，对联合承载时的内水压力荷载分配规律及其影响因素进行了初步探讨。     

猴子岩水电站蜗壳垫层铺设方案分析研究

针对猴子岩水电站蜗壳垫层铺设范围,笔者拟定了四个方案,选取包含一个固定导水叶范围的扇形区进行分析,以进口断面的第一个管节建立数值计算模型,分别对蜗壳外包混凝土环向应力;钢蜗壳、座环环板和固定导叶应力分布规律;混凝土应力承载比、钢蜗壳和外包混凝土位移分布特征进行了分析研究,最终综合考虑蜗壳及外包混凝土应力、位移水平和施工难度确定了猴子岩水电站蜗壳垫层下末端铺至腰线。该铺设方案的应用可为类似工程参考。     

万家寨水电站蜗壳组合结构有限元分析

万家寨水利枢纽工程电站采用全埋式金属蜗壳，按“蜗壳内水压力—钢衬—垫层—外围混凝土—结构上部荷载及自重”联合作用的力学模型， 用ＳＡＰ有限元结构分析程序， 对蜗壳组合结构进行三维有限元分析， 研究结构整体的应力分布及蜗壳垫层包角的合理范围。     

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。