某水电站垫层蜗壳平面铺设范围的影响研究

结合某大型水电站机组安装工程,采用三维有限元方法,从蜗壳外围混凝土应力与配筋、混凝土承载比、座环和机墩位移等3个方面讨论了垫层平面铺设范围的影响。研究结果表明,随着垫层平面铺设范围的增加,垫层区域的蜗壳外围混凝土拉应力和损伤区域明显减小,配筋量降低,座环、定子和下机架基础的不均匀上抬位移也明显减小。在综合考虑上述3个方面的影响后,建议dc-270方案作为该水电站钢蜗壳的垫层铺设方案。     

垫层铺设范围对水电站蜗壳结构特性的影响分析

基于接触非线性和开裂非线性理论,采用ABAQUS程序对某水电站地下厂房蜗壳结构进行了三维非线性有限元计算,研究了水电站垫层蜗壳结构中垫层平面铺设范围对厂房蜗壳结构特性的影响。研究结果表明:蜗壳结构中垫层平面铺设范围分别自蜗壳进口铺至0°、45°、135°和270°断面时,垫层铺设范围越大,环向钢筋应力和混凝土损伤区域明显减小,相较于0°方案,其他3种方案的最大裂缝宽度和发电机基础不均匀上抬位移均有明显减小。     

潘口水电站厂房蜗壳垫层结构优化研究

利用ANSYS结构分析程序对潘口水电站蜗壳进行整体三维有限元分析,探讨了垫层弹性模量、厚度及铺设范围对外包混凝土影响.通过方案对比可知,当垫层厚度为5 cm,材料弹性为2 MPa,包角为190°时,能显著减小蜗壳外围混凝土的受力.另外,针对座环与钢衬蝶形边处存在应力集中现象,提出可在此处留出10°范围不铺设垫层,通过加强该处的配筋解决受力问题.     

巨型水轮机蜗壳垫层埋设方式和监测设计研究

溪洛渡水电站单机容量770 MW,最大水头226 m,蜗壳尺寸大、承受的内水压力高。为设计蜗壳合理的垫层方案,从改善蜗壳结构的受力状况出发,通过建立蜗壳三维有限元模型,进行线弹性计算和非线性有限元计算,对垫层厚度、包角和平面铺设范围以及蜗壳应力、钢筋应力、混凝土裂缝开展与宽度等物理力学指标进行分析,从而确定合理的垫层方案。在结构计算结果的基础上进行蜗壳安全监测设计。针对蜗壳不同结构形状、不同垫层方案选择监测断面;选用多种监测仪器对钢衬及外围混凝土应力、应变进行全面监测,以分析机组运行性态和评价机组运行安全情况。     

藏木水电站蜗壳垫层式与直埋式受力特征比较分析

本文以藏木水电站的蜗壳结构为研究对象,取蜗壳进口段包含一个完整固定导叶在内的扇形区域作为基本有限元模型,考虑钢衬和混凝土间的滑动摩擦接触性质,从应力特性及混凝土承载比两方面对垫层蜗壳和直埋式蜗壳两种蜗壳型式进行了对比研究,以期为蜗壳埋设方式的合理选择和优化设计提供参考。     

某水电站垫层蜗壳结构受力特性研究

垫层蜗壳是大型水电站厂房蜗壳的常用结构型式。运用三维有限元分析方法对某水电站垫层蜗壳结构的受力特性进行研究,分析比较了承载能力极限状态与正常使用极限状态下正常运行时钢蜗壳的应力状态、钢筋混凝土的开裂范围与应力分布规律。分析成果验证了蜗壳型式选取的合理性,并为蜗壳外包混凝土配筋设计提供了参考。     

水电站蜗壳垫层结构研究

应用三维非线性有限元研究了水电站蜗壳垫层的弹性模量、厚度和铺设范围对承载比的影响。为减轻钢蜗壳在上蝶边处的应力集中，提出在蝶形边附近一定范围内不设垫层。如果垫层铺到180°，则恰好该处外包混凝土较薄，易产生混凝土贯穿裂缝，若将垫层下延20°～30°，则该处外包混凝土变厚，可改善垫层末端混凝土受力状态。建议将垫层的厚度与弹模之比作为垫层设计的一个参考指标，并给出厚度与弹模的优化比值，可适用于一定PD值范围的蜗壳，供工程设计参考。     

德尔西水电站压力管道设计

德尔西水电站压力管道为钢衬钢筋混凝土管,钢管直径2.9 m,最大内水压力6.15 MPa。分别采用直埋方案和垫层方案对压力管道进行设计,并对计算结果进行了比较与分析。最后针对垫层方案探讨了垫层的弹性模量、厚度、铺设范围对外包混凝土的影响。     

高混凝土坝蜗壳及软垫层互馈机理探究

垫层作为蜗壳与混凝土之间的传力部分,其材料特性和尺寸对发电机组的稳定运行起着重要作用。为探究垫层蜗壳组合埋入方式对结构特性的影响范围及程度,分析比较了不同垫层材料的物理特性,对软垫层物理尺寸进行了特性分析,在对高压聚乙烯闭孔泡沫板软垫层特性进行详细分析的基础上,对蜗壳与垫层之间的摩擦系数、垫层平面铺设范围进行了研究,最后确定了合适的混凝土重力坝蜗壳垫层。同时详细阐述了蜗壳有限元模型的建立过程,通过选取不同的垫层弹性模量,对正常工况、半数磁极短路、短路三种组合甩负荷工况下的蜗壳进行三维有限元计算,进而分析了蜗壳外混凝土的应力分布规律。结果表明垫层弹性模量对蜗壳外混凝土的应力分布影响显著,弹性模量越大外围混凝土越容易出现应力集中,并导致局部裂缝的出现,而采用软垫层则可以很好地避免此问题。     

聚氨酯软木垫层材料在水电站的应用

通过对聚氨酯软木垫层材料生产工艺的介绍和基本特性的分析,研究、对比分析了该软木垫层材料作为水电站钢蜗壳外包垫层的作用和效果,说明了聚氨酯软木垫层材料用作大、中型水电站钢蜗壳及压力引水钢管的外包垫层,具有优良的物理性能和良好的使用特点。     

大型机组蜗壳不同埋设方式的结构开裂分析

三峡电站水轮机组蜗壳采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,其中左岸保压方案机组已安全稳定运行,直埋方案为国内首次应用于大型机组。为比较不同埋设方式下的结构开裂及位移等情况,并为垫层方案尤其是直埋方案机组提供借鉴,对蜗壳3种不同埋设方式下的蜗壳流道及外围钢筋混凝土结构进行开裂分析,研究裂缝分布、钢衬钢筋应力、结构位移等问题。计算结果表明：混凝土开裂范围和结构上抬位移均以直埋方案最大,保压方案最小;垫层方案和保压方案差别较小,可以成功运用于三峡机组,而直埋方案只要采取有效的结构加强措施,也能达到安全稳定运行的要求。     

基于欧洲标准的水电站垫层蜗壳结构三维有限元分析

近年来,国内水电企业积极响应国家"走出去"战略,拓展国际水电市场。正在建设的苏布雷水电站被誉为科特迪瓦的"三峡电站",项目的勘测设计采用欧洲标准。本文分析了欧洲标准与国内行标在混凝土结构设计时的主要异同,基于欧洲标准采用Abaqus软件开展苏布雷水电站垫层蜗壳结构的有限元分析,完成了蜗壳垫层铺设方案的比选。根据选定的垫层铺设方案,采用有限元主拉应力图形配筋法进行配筋计算,并通过限制钢筋应力的裂缝控制方法修正有限元配筋计算成果,指导工程设计和施工。     

小浪底水电站蜗壳外围混凝土结构设计

小浪底水电站安装 6台 30 0MW混流式水轮发电机组 ,钢蜗壳外铺设弹性垫层 ,金属蜗壳承担全部内水压力 ,蜗壳外围混凝土结构只承担上部结构传来的水轮发电机和楼板等重力荷载。根据结构设计的特点进行强度计算、配筋和构造设计。监测资料表明 :在钢蜗壳上部铺设弹性材料后浇筑混凝土的结构形式是可行的 ,只要垫层材料选择合适 ,施工措施得当 ,结构的安全是有保证的     

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。     

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。     

三峡地下电站27号机组蜗壳不同埋设方式下结构静力分析

三峡地下电站27号机组厂房蜗壳外围混凝土结构上下游侧及左侧与基岩相连,其变形会受到基岩的约束作用,受力情况特殊,需进行蜗壳埋设方式研究。采用三维接触非线性有限元法对27号机组段蜗壳流道及其外围混凝土结构和围岩进行分析,为蜗壳埋设方式的选择和配筋设计提供科学依据。研究表明:直埋方案拉应力最大,所需配筋也最多,不经济;垫层方案除局部区域外,拉应力普遍较小,不能充分发挥钢衬钢筋混凝土结构的联合承载作用;组合方案的应力介于直埋方案与垫层方案之间,但下机架基础相对上抬位移接近控制标准。     

水电站垫层蜗壳结构研究和应用的现状和发展

结合我国水电站垫层蜗壳结构工程应用的发展近况,介绍了近年来垫层蜗壳结构设计理念的转变,指出了直埋-垫层组合方案将成为未来水电站蜗壳埋设方式选择的发展趋势。总结了垫层蜗壳结构研究发展中取得的两个重要进展——钢蜗壳与外围混凝土联合受力、钢蜗壳与外围混凝土之间滑动摩擦,指出考虑垫层材料的非线性力学性能将是垫层蜗壳结构研究的发展趋势。分别阐述了垫层材料属性和空间属性对蜗壳结构受力特性的影响,在此基础上,归纳了垫层蜗壳结构研究存在的问题,最终提出未来的垫层蜗壳结构研究应强调"控制"的研究理念,视垫层为"控制工具",以全新的视角看待垫层的作用,探求控制蜗壳结构受力特性的理论与方法。     

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.     

不同HD值下软垫层蜗壳结构优化分析

应用有限元模型分别对高低两种HD值下的水电站蜗壳结构进行分析,研究了软垫层材料的弹性模量、厚度以及铺设范围对蜗壳结构强度和变形的影响.通过不同HD值下垫层蜗壳的结构分析,得到水电站垫层蜗壳优化设计的规律性认识,进而明确了高HD值下垫层蜗壳结构设计的难点和重点,以及通过垫层优化设计的解决途径,从而进一步说明了高HD值蜗壳采用软垫层结构方案的可行性.     

大型水电站厂房弹性垫层蜗壳结构研究

钢蜗壳与外围混凝土之间设置弹性垫层是我国大型水电站厂房常采用的一种结构型式,鉴于弹性垫层的最优摩擦系数以及内水压力向外围混凝土传递机理的不确定性,应用ANSYS有限元程序对某大型水电站垫层蜗壳进行钢衬-钢筋混凝土结构三维非线性有限元仿真研究,考虑钢蜗壳与外围混凝土之间的滑移接触特性,研究钢蜗壳与混凝土之间合理的摩擦系数...