緊水灘水電站及尾水管結構設計計算書

-1-目 錄第一章 機組選型 .41.1 特征水位 .41.1.1Hmax 可能出現(xiàn)情況 41.1.1.1 校核洪水位（ =291.8m） ，四臺機組全發(fā)電, 41H1.1.1.2 設計洪水位（ =289.94m） ，四臺機組全發(fā)電 41.1.1.3 正常蓄水位（284.0m） ，一臺機組發(fā)電 51.1.2 Hmin 可能出現(xiàn)情況 51.1.3 可能出現(xiàn)情況 .6avH1.2 HL220 工作參數(shù)確定 .61.2.1 轉輪直徑 D1 61.2.2 轉速 n 71.2.3 效率修正 .71.2.4 工作范圍檢驗 .71.2.5 吸出高度 Hs 8第二章 大壩基本剖面擬定及穩(wěn)定與應力校核 .92.1 基本剖面的擬定 92.2 非溢流壩段壩基面穩(wěn)定及應力校核 102.2.1 設計洪水位（持久狀況） .102.2.2 校核洪水位（偶然狀況） 11第三章 溢流壩段剖面基本尺寸及穩(wěn)定校核 .133.1 溢流壩段剖面基本尺寸 133.1.1 堰頂高程的確定 .133.1.2 上游段曲線： .133.1.3 WES 曲線段： 143.1.4 反弧段： .143.1.5 水舌挑距: 143.2 溢流壩段壩基面抗滑穩(wěn)定校核 .153.2.1 設計洪水位（持久狀況） .153.2.2 校核洪水位（偶然狀況） 16第四章 發(fā)電機選型及主要尺寸 .184.1 主要尺寸估算（單位：mm） .184.2 外形尺寸 （單位：mm） .184.2.1 平面尺寸 .184.2.2 軸向尺寸 .18第五章 調速器及油壓裝置選擇與尺寸 .205.1 調速功計算：水輪機的調速功 205.2 接力器選擇 .205.2.1. 接力器直徑 ds 20-2-5.2.2 最大行程 S max=(1.41.8) .20max05.2.3 接力器容積計算 .205.3 油壓裝置選擇 .21第六章 金屬蝸殼尺寸 .23第七章 尾水管尺寸 .24第八章 起重設備選擇與尺寸 .25第九章 廠房輪廓尺寸估算 .269.1 廠房長度確定 .269.1.1 機組段長度 269.1.2 端機組段長度 269.1.3 裝配場長度 269.2 主廠房寬度確定 .269.3 主廠房頂高程確定 279.3.1 水輪機安裝高程： 279.3.2 尾水管底板高程 279.3.3 基巖開挖高程： =192 m2839.3.4 水輪機層地面高程 2849.3.5 定子安裝高程 289.3.6 發(fā)電機層地面高程（定子埋入式） 289.3.7 吊車軌頂?shù)母叱?289.3.8 廠房頂部高程 289.3.9 裝配廠地面高程 28第十章 壓力鋼管設計 2910.1 引水管道的布置： 2910.2 閘門及啟閉設備： .2910.3 壓力鋼管結構設計： .3010.3.1 確定鋼管厚度： 3010.3.2 承受內(nèi)水壓力的結構分析： .3010.3.2.1 應力及傳力計算： 3010.3.2.2 混凝土開裂情況的判別： .32專題設計 .34尾水管結構設計和計算 .34選出最危險截面下最危險狀況來進行彎矩計算，以求得配筋 .37討論邊墩的配筋情況。 .39討論頂梁和地基梁。 .41-3-第一章 機組選型1.1 特征水位20 萬 KW 屬大型電站，A8.4，N9.81QHAQH，考慮 2%水頭損失1.1.1Hmax 可能出現(xiàn)情況1.1.1.1 校核洪水位（ =291.8m） ，四臺機組全發(fā)電, 1H=4×5/97%=20.61 萬 kwrN假定 =275 =203m =291.8-203=88.8m1Qsm32毛=88.8×0.98=87.024凈HN=AQ =275×8.4×87.024 =20.1 萬 kw凈 取 =87.024m'max1.1.1.2 設計洪水位（ =289.94m） ，四臺機組全發(fā)電 1H=4×5/97%=20.61 萬 kwrN假定 =280 =203m =289.94-203=86.94m1Qsm32毛=86.94×0.98=85.2m凈HN=AQ =280×8.4×85.2=20 萬 kw凈取 =85.2m'max-4-1.1.1.3 正常蓄水位（284.0m） ，一臺機組發(fā)電 =4×5/97%=20.61 萬 kwrN假定 =80 =202m =284-202=82m1Qsm32H毛=82×0.98凈HN=AQ =8.4×80×82×0.98=5.4 萬 kw凈假定 =300 =203m =80.9m1Qsm32H毛=80.9×0.98=79.282m凈HN=AQ =79.282×8.4×300 20 萬 kw凈 取 =79.282m'max綜上選取 =87.024mmaxH1.1.2 Hmin 可能出現(xiàn)情況設計低水位（264.0m） ，四臺機組全發(fā)電 =4×5/97%=20.61 萬 kwrN假定 =350 =203.3m =264-203.3=60.7m1Qsm32H毛=60.7×0.98凈HN=AQ =8.4×350×60.7×0.98=17.49 萬 kw凈假定 =400 =203.5m =60.5m1Qsm32H毛=60.5×0.98m凈HN=AQ =400×8.4×60.5×0.98 205 萬 kw凈 綜上選取 = 60.5×0.98=59.29mmin-5-1.1.3 可能出現(xiàn)情況avH正常蓄水位（284.0m） ，四臺機組發(fā)電 =4×5/97%=20.61 萬 kwrN假定 =80 =202m =284-202=82m1Qsm32H毛=82×0.98凈HN=AQ =8.4×80×82×0.98=5.4 萬 kw凈假定 =300 =203m =80.9m1Qsm32H毛=80.9×0.98=79.282m凈HN=AQ =79.282×8.4×300 20 萬 kw凈 取 =79.282m'max加權平均 H av=87.024×30%59.29×20%79.282×50%=75.636壩后式電站 H r= 0.95Hav=71.854m已知水電站最大水頭 =87.024mmaxH加權平均水頭 =75.636mav設計水頭 =71.854mr最小水頭 =59.29mminH由工作水頭范圍查表得：選用 HL220 水輪機1.2 HL220 工作參數(shù)確定1.2.1 轉輪直徑 D1查表得限制工況 Q1/m1.15 m 3/s， m89.0%初設 Q1/ 1.15m 3/s， m90.9%Nr50000/96%52083kw，Hr71.854m-6- mHrQND89.281.91取相鄰較大值 D13m1.2.2 轉速 n查表得 HL220 型在最優(yōu)工況下單位轉速為：n10/m70.0r/min 設 n10/ n 10/m70.0r/min Hav75.636m n 10/70.0r/min D 13m 取相鄰較大值 n214.3r/min P14i/9.201rDHav對1.2.3 效率修正查表得 HL220 型在最優(yōu)工況下的模型最高效率 mmax91%模型轉輪直徑 D 1m0.46m max1（1 mmax）×（D 1m/D1） 1/593.8% 93.8%90.9%2.9%考慮制造工藝上的差異在 值中減去一個修正值 1.0% 1.9% max mmax+ 91%+1.9%92.9% m+ 89.0%+1.9%91.9% 與假定值相同 n10/ n10/m（ max/ mmax） 1/211%3% n、Q 1/可不加修正1.2.4 工作范圍檢驗在選定 =3m n=214.3r/min 后，水輪機的 及各特征水頭相對應1D'max1Q的 即可以計算出來。'n1.065 m 3/s1.15 m 3/s231'max18.9HrNQ-7-最大引用流量 Qmax Q 1/max D12Hr1/21.065×9× =81.2m3/s854.71各特征水頭相對應的單位轉速為： n1/minnD 1/Hmax1/268.9r/minn1/maxnD 1/Hmin1/283.5r/minn1/rnD 1/Hr1/275.8r/min由 Q1/max、n 1/min、n 1/max 在 HL220 綜合特性曲線上繪出工作范圍1.2.5 吸出高度 Hs由 n1/r75.8r/min，Q 1/max1.65 m 3/s 查曲線得：0.125由 Hr71.854m 查得： 0.019水輪機安裝海拔高程203m Hs10/900（+ ）Hr-0.57m4.0m-8-第二章 大壩基本剖面擬定及穩(wěn)定與應力校核2.1 基本剖面的擬定多年平均風速 Vf（1.52.0）×1.151.7252.3m，取 Vf2.3m吹程由地形圖上量得 D0.7km 套用官廳水庫公式得：波高 2hl2h 10.0166V f5/4D1/30.0166×2 5/4×0.71/30.04m浪高 2Ll10.4×（2hl） 0.810.4×0.04 0.80.791m=0.006m，1204LHcthlh h 設 2h 1+ h0+hc0.04+0.006+0.50.546 h 校 2h 1+ h0+hc0.04+0.006+0.40.446 壩頂 max h 設 + h 設 ，h 校 + h 校 max289.94+0.546，291.8+0.446 max290.486,292.246 取 壩頂 293m 圖 1-1初定下游坡比 1：0.75，上游坡比 0，壩底高程 194m，壩頂高程 293m。如右圖：-9-2.2 非溢流壩段壩基面穩(wěn)定及應力校核2.2.1 設計洪水位（持久狀況）1、自重G11/2×6×40×242880G210×99×2423760G31/2×63.35/0.75×63.35×2475260M1 G 1×(79.35/2-2/3×6)102744M2 G 2×（79.35/2-6-5）681318M3 G 3×2/3×(73.35-10)- 79.35/24935802、靜水壓力上游：Px1/2×9.81×97.8 246915.5Py1/2×9.81×6×（97.8+57.8）4579.3MxPx×1/3×97.81529445.3MyPy×（39.675e）168770e（57.8×2+97.8）/（57.8+97.8）×6/32.36m下游：Px /1/2×9.81×27.3 23655.6Py/1/2×9.81×20.475×27.32741.7Mx/ Px /×1/3×27.333265.96My/ Py /×（39.6751/3×20.475）90064.83、揚壓力U179.35×27.3×9.8121251U21/2×0.25×63.35×（97.8-27.3）×9.815332U30.25×9.81×(97.8-27.3)×162693.4U41/2×9.81×(97.8-27.3)×16×0.75=4040M10M2U 2×（2/3×63.35-79.35/2）13649.9M3U 3×（79.35/28）85326.9M4U 4×（79.35/216/3）138733.6W-U2880+23760+75260+4579.3+2741.7-21251-5332-2693.4-404075824.3M102744+681318+493580-1529445.3+168770+33265.96-90064.8-13649.9-85326.9-138733.6-227552.6穩(wěn)定分析S=P=46915.5-3655.6=43259.9-10-f/1.0/1.3 c /490.5/3 01.1 0.95 rd1.2 A79.35（f /W+c /A）/ 44424.25 0 S=44341.9dr穩(wěn)定滿足要求2.2.2 校核洪水位（偶然狀況）1、自重G11/2×6×40×242880G210×99×2423760G31/2×63.35/0.75×63.35×2475260M1 G 1×(79.35/2-2/3×6)102744M2 G 2×（79.35/2-6-5）681318M3 G 3×2/3×(73.35-10)- 79.35/24935802、靜水壓力上游：Px1/2×9.81×95.94 245148Py1/2×9.81×6×（95.94+55.94）4499MxPx×1/3×95.941444736MyPy×（39.675e）166148e（55.94×2+95.94）/（55.94+95.94）×6/32.74m下游：Px /1/2×9.81×24.4 22920Py/1/2×9.81×24.4 2×0.752190Mx/ Px /×1/3×24.423749.3My/ Py /×（39.6751/3×18.3）73529.53、揚壓力U179.35×24.4×9.811899.3U21/2×0.25×63.35×（95.94-24.4）×9.814148U30.25×9.81×(95.94-24.4)×162095.4U41/2×9.81×(95.94-24.4)×16×0.75=3143M10M2U 2×（2/3×63.35-79.35/2）10618.9M3U 3×（79.35/28）66382.3M4U 4×（79.35/216/3）107930.6W-U2880+23760+75260+4499+2190-18993.5-4148-2095.4-314380209.1M102744+681318+493580-1444736+166148+23749.3-73529.25-10618.9-11-66382.3-107930.6-235657.8穩(wěn)定分析S=P=45148-2920=42228f/1.0/1.3 c /1.2/3 01.1 0.85 rd1.2 A79.35（f /W+c /A）/ 43659.37 0 S=40464.28穩(wěn)定滿足要求第三章 溢流壩段剖面基本尺寸及穩(wěn)定校核3.1 溢流壩段剖面基本尺寸3.1.1 堰頂高程的確定1. 溢流壩孔口尺寸擬定通過溢流壩下泄的流量-12-Q=Qs=11700 m3/s取 q=120 m3/s則 L=(QQ)/q=(11700-280)/120=95.17m取 L=96m 由于廠房布置在溢流壩后，壓力鋼管要放在閘墩上，所以 取四孔，b=8m d=6m取五孔, b=13m d=4m則 L0=nb+(n-1)d=136mH H 0v 2/2g14.86m 堰頂 設 H275.08m2. 校核工況下q（QQ）/L152.34m 2/sQLm（2g） 1/2 H03/2H 017.62mvq/A1.55m/sH H 0v 2/2g17.5m 堰頂 校 H274.3m所以， 堰頂 274.3m3.1.2 上游段曲線：定型設計水頭 Hd=（75%95%）Hmax=13.12516.625M取 Hd15m上游段曲線根據(jù)規(guī)范采用 3 段圓弧 R1=0.5Hd=7.5M 對應的圓弧末端距原點的水平距離為 0.175Hd=2.625MR2=0.2Hd=3M 對應的圓弧末端距原點的水平距離為 0.276Hd=4.14MR3=0.04Hd=0.6M 對應的圓弧末端距原點的水平距離為 0.282Hd=4.23M3.1.3 WES 曲線段：曲線方程 yx 1.85/（2Hd 0.85） dy/dx1.85x 0.85/（2Hd 0.85）1/0.75 切點 x23.06m y16.62m表 3-5-13-X（m） 5 10 15 23.06Y（m） 0.98 3.54 7.5 16.623.1.4 反弧段：由水力學公式 T0hc 0+q2/（2g 2hc02）61.73hc 0+1460.3/hc02試算得：hc 0 5.1m R（410）hc 0（20.451）m 取 R30m反弧段最低到壩底距離 =36m'h反弧段最低到鼻坎距離 =3.6m“鼻坎高程 230.05+3.6=233.65m 下游最高水位 220.4m,廠房頂高程為226.224m，滿足要求。3.1.5 水舌挑距:=20° h 1=hc0cos20°=4.792 h2=31.12m 壩頂水面流速：壩頂平mgv 946.35.8.91.9.02.1 均水深在鉛直方向的投影 = =4.792m1hcos壩頂至河床表面高差 =31.12m2=144.27m2121121 sincosinco/ hgvvgL 導墻高摻氣水深 ha=h/(1-c)c=0.538(Ae-0.02) Ae=nv/R3/2=0.014*90.92/2.1725/2=0.183c=0.188 ha=2.38mh 導 =2.38+1.5=3.88m 取 h 導 =4.0m-14-3.2 溢流壩段壩基面抗滑穩(wěn)定校核3.2.1 設計洪水位（持久狀況） 圖 1-2 非溢流壩段典型剖面圖1、自重 G=24 (3939.85-218.5)=89312.42、靜水壓力上游 Px1/2×9.81×(274.3-194.05)×（95.89+15.64）43901.14下游 Px /2956.263、動水壓力Px 0qv（cos 2cos 1）/g130.856×30.73×（cos cos ）1278.42。52Py 0qv（sin 1+sin 2）/g130.856×30.73×（sin +sin ）。5214609.824、揚壓力U124.55×74×9.8117821.827U21.1×1/2×（1+0.3）×9.81×71.34×52501.9U31.2×1/2×0.3×71.34×69×9.8186692.08U29015.85表 1-7 壩基面持久狀況（設計洪水位）-15-名稱 荷載 方向自重 89312.4 43901.14 上游0 靜水壓力下游 2956.26 1278.42 動水壓力4609.82 揚壓力 29015.85 64901.37 合計39666.46 SP43901.14×1.0-2956.26×1.0-1278.42×1.1f/1.0/1.3 c /490.5/3 01.1 0.95 rd1.2 A74（f /W+c /A）/ 51689.1 0 S=41451.451滿足要求3.2.2 校核洪水位（偶然狀況）1、自重G=89312.42、靜水壓力上游 Px1/2×9.81×(274.3-194.05)×（97.75+17.5）45093.4下游 Px /3669.053、動水壓力V= =0.9× =31.32gh2)05.238.91(.2Px 0qv（cos 2cos 1）/g167.574×31.32×（cos cos ）1662.71。Py 0qv（sin 1+sin 2）/g167.574×31.32×（sin +sin ）。5215995.54-16-4、揚壓力 27.35×74×9.81 19854.459浮U=1.1×1/2×（1+0.3 ）滲×9.81×70.4×5+1.2×1/2×0.3×70.4×69×9.8111046.53表 1-8 壩基面偶然狀況（校核洪水位）名稱 荷載 方向自重 89312.4 45365.43 上游 0 靜水壓力下游3669.05 1162.71 動水壓力5995.54 揚壓力 30900.98 58411.42 合計40033.67 SP45365.43 1.0-3669.15 1.0-1662.71 1.1f/1.0/1.3 c /490.5/3 01.1 0.85 r d1.2 A74(f/w +c /A)/ rd51369.01 0 S=37431.48滿足要求第四章 發(fā)電機選型及主要尺寸4.1 主要尺寸估算（單位：mm）極距 Kj×（Sf/2P） 1/410×50000/（0.85×2×14） 1/467.7cm-17-Sf50000/0.85飛逸線速度 VfKf×（1.72.0）×67.7115.09135.4m/s定子鐵芯內(nèi)徑 Di2P/603.7cm定子鐵芯長度 ltSf/（CDi 2ne）50000/（0.85×6×10 6 ×603.72×214.3）125.5cm Di/（ltn N）603.7/（125.5×214.3） 0.0220.035 為懸式定子鐵芯外徑 DaDi+671.44.2 外形尺寸 （單位：mm）4.2.1 平面尺寸定子機座外徑 D 11.20Da800cm風罩內(nèi)徑 D 2 D 1+2401040cm轉子外徑 D 3Di2Di600cm下機架最大跨度 D4 D 5+0.6480cm水輪機機坑直徑 D5420cm推力軸承外徑 D6600cm勵磁機外徑 D7240cm4.2.2 軸向尺寸定子機座高度 h1lt+2261cm上機架高度 h 20.25Di151.1cm推力軸承高度 h 3150cm勵磁機高度 h 4200cm副勵磁機高度 h 5100cm永勵磁機高度 h 680cm下機架高度 h 70.12Di72.4cm定子支座支承面至下機架支承面或下?lián)躏L板間距離 h 80.15Di90.6cm下機架支承面至主軸法蘭底面間距 h 9100cm轉子磁軛軸向高度 h 10lt+80205.5cm發(fā)電機主軸高度 h 11（0.70.9）H800cm-18-H h 1+ h2+h4+ h5+ h6+ h8+ h91132.6cm第五章 調速器及油壓裝置選擇與尺寸5.1 調速功計算：水輪機的調速功A=（2228 ） Q =（ 2.883.67）× N.m30000N.m1DmaxH510Hmax最高水頭 -19-D1水輪機直徑Q最高水頭對應的發(fā)電流量5.2 接力器選擇 5.2.1. 接力器直徑 ds 采用兩個接力器，取額定油壓為 2.5MPa，式中 （由導葉數(shù)03.，為標準正曲率導葉，在表中查得）導葉相對高度 =0.25 24Z0 1Dbbo=0.75m直徑 ds=D 1 mHbo420ax在水利機械表 5-4 選擇與之相近且偏大的 ds=450mm 的標準接力器。5.2.2 最大行程 S max=(1.41.8) max0水輪機導葉最大開度max0a0max= a0 Mmax 5.26DoMZ采用計算系數(shù) 1.4-1.8，則 Smax=310mm5.2.3 接力器容積計算 2209.maxSdsVTv/13.選用 Ts=4S Vm=4.5m/sd845./09.故選用 DT-100 型電氣液壓型調速器-20-5.3 油壓裝置選擇D10mHKLn圖 5-2 壓力油罐尺寸VK=（1820）V S=1.7821.98m 3選用相近而偏大的 YZ-2.5 型分離式油壓裝置。表 5-1 壓力油罐尺寸：V0（m 3）D1（mm）D0（mm）H（mm） H（mm）2.5 1132 1390 3654 2732表 5-2 回油箱尺寸：m（mm） n（mm） k（mm） L（mm）1916 1900 1440 2435-21-22-第六章 金屬蝸殼尺寸包角 345°由 Hr71.85m 查得：Vc8.7m/s由 Hr71.85m，D 13m 查得：D b4000mm，D a4750mm 。iciiVQ36072.360maxair a+i2.375+ .1iRir a+2 i2.375+ 3604.iRir a+2 i2.375+ 7.i表 6-1 金屬蝸殼尺寸： i（°） 30 75 120 165 210 255 300 345 i（m）0.48 0.88 1.08 1.31 1.40 1.61 1.77 1.98ai（m） 2.855 3.255 3.435 3.685 3.645 3.775 3.989 4.355Ri（m） 3.325 4.135 4.395 4.995 5.085 5.425 5.841 6.335-23-第七章 尾水管尺寸尺寸由計算得出：D1D 2 標準砼肘管 D 13m （單位：m）表 6-2 尾水管尺寸：h L B5 D4 h4 h6 L1 h57.826 13.5 8.250 4.057 4.057 2.028 5.46 3.711-24-第八章 起重設備選擇與尺寸起重機的額定起重量一般為發(fā)電機轉子重量、平衡梁重以及專用吊具重量之和本設計額定起重量： 選擇與之接近而偏大的 2*100 橋機tGr7.1831、設備型號臺數(shù)選擇：最大起重量 183.7t，機組臺數(shù) 4 臺，選用一臺雙小車起重機，跨度 16m 。表 8-1 工作參數(shù)表單臺小車起重量（t）名義起重量t主鉤 副鉤跨度 lkm起重高度m2×100 100 20 14 25極限位置吊鉤至軌道 吊鉤至軌道h h1 中心 距離推薦用大車軌道輕道中心距起重機外端距離 B1軌道面至起重機頂端距離 H主鉤 副鉤 L1 L2 Qu-1001240 700 1100 1600460 3700平衡梁吊點至大車軌頂極限位置 146mm表 8-2 平衡梁參數(shù)吊鉤起重量（t）平衡梁起重量(t) a a1 a2 a3 b h h1自重(t)2×100 250 3780 3100 1450 700 1300 940 650 4.578-25-第九章 廠房輪廓尺寸估算9.1 廠房長度確定9.1.1 機組段長度a. 由蝸殼層決定的機組段長度 L=渦殼寬度 +2 =14.0mb. 尾水管層 L=尾水管出口斷面寬度 +2 =10.56mc. 發(fā)電機層 L=風罩直徑 +尾水管邊墩厚+2*風罩邊凈距 =14.0m尾水管邊墩砼厚度 取 1.01.5m發(fā)電機風罩壁厚，一般取 0.30.4m兩臺機組之間風罩外壁的凈距，一般取 1.52.0m綜上考慮取機組段長度 14m 。9.1.2 端機組段長度端機組段的附加長度： .根據(jù)需要取為mDL)36.0(*).120(1.0m 則端機組段的長度為：L=14+1=15m9.1.3 裝配場長度同時考慮到水輪機頂蓋 D=3.8m水渦輪 D=2.7m上機架 D=6.6m下機架 D=4.6m發(fā)電機轉子 D=4.8因裝配廠高程與發(fā)電機層同高，可以占用發(fā)電機層空間，取 mL169.2 主廠房寬度確定a. 由渦殼層決定的廠房寬度： 上游側寬度： =機組中心線至上游渦殼外緣尺寸+渦殼外包混凝土+外墻1l厚-26-下游側寬度： =機組中心線至下游渦殼外緣尺寸+ 渦殼外包混凝土+外墻2l厚主廠房寬度：L= =7.2+11.5=17.4m21lb. 由發(fā)電層決定的廠房寬度L=風罩直徑+2*通道寬度+外墻厚=17.3m 。c. 由橋吊機決定的廠房寬度：由 2×100 橋機的規(guī)格， =14m 得，klL= +2*B+2*外墻厚+橋吊工作裕度 =18m 。kld. 裝配廠寬度：采用與主廠房寬度相同 18m 。綜上考慮，取主廠房寬度為 18m 。9.3 主廠房頂高程確定9.3.1 水輪機安裝高程：對于 HL220-LJ-300 型水輪機 2bHswZs0式中 為設計尾水為：由于本水電站裝機四臺，故取一臺水輪機滿發(fā)電時的額定流量，從下游水位流量關系曲線中查得 =202m 。吸出高度Hs-0.57m， =0.375m 。2b0得到水輪機的安裝高程 Zs=201.1m。9.3.2 尾水管底板高程 mhbZs .5241986.735.012101 h1尾水管高度（m）bo導葉高度（m）尾水管頂部高程： =196.5m2-27-9.3.3 基巖開挖高程： =192 m 39.3.4 水輪機層地面高程 4=ZS+ + d=201.7+0.75/2+3.5=204.975m42b0d蝸殼頂板厚度和外包混凝土厚度，取 2.03.5M9.3.5 定子安裝高程= +（1.82.0）+1.9=209m549.3.6 發(fā)電機層地面高程（定子埋入式）=抬高+ +h1+h2=211.3m659.3.7 吊車軌頂?shù)母叱?發(fā)電機層樓板高程 +轉子軸長+工作裕度+ 定子外露高度+吊鉤極限位置7= 219.5m9.3.8 廠房頂部高程= +吊車總高度+小車至天棚必要距離+ 屋頂厚=224.5m 。879.3.9 裝配廠地面高程為方便安裝并減小裝配廠長度采用發(fā)電機層和安裝場層同高方案，裝配廠層與發(fā)電機層地面同高，高程 224.5m。-28-第十章 壓力鋼管設計10.1 引水管道的布置：壓力鋼管的型式：采用壩內(nèi)埋管的型式。1、 管軸線布置：1) 進水口高程，根據(jù)前面壩體剖面設計中對上游坡折點的敘述，進水口高程死水位臨界淹沒水深257.96 米。2) 鋼管直徑根據(jù)管中經(jīng)濟流速和發(fā)電設計流量確定，定為 4.2 米。3) 鋼管軸線沿主應力方向。3、進水口：1） 、進口段設計為平底，上唇收縮曲線為四分之一橢圓，長軸取為 6.0 米，短軸取為 2.0 米。2） 、攔污柵鑒于本樞紐是壩后式水電站，攔污柵的立面布置采用垂直式。平面布置采用平面攔污柵。柵條厚度取為 10mm ,寬度取為 200mm,間距取為 128mm。4、漸變段是由矩形閘門段到圓形管道的過渡段，采用圓角過渡，長度規(guī)范規(guī)定不少于一倍管徑，取 6.0 米。5、上彎段及下彎段設計：上彎段及下彎段轉彎半徑不得小于 23 倍的管徑，取為 13 米。10.2 閘門及啟閉設備：1、閘門處凈過水斷面為隧洞斷面的 1.1 倍，壩式進水口為了適應壩體的結構要求，進水口長度要縮短，進口段與閘門段常合而為一。壩式進水口一般都做成矩形喇叭口狀，水頭較高時，喇叭開口較小，以減小閘門尺寸以及孔口對壩體結構的影響；滲透較低時，孔口開口較大，以降低水頭損失。2、啟閉設備安放在壩頂。-29-10.3 壓力鋼管結構設計：10.3.1 確定鋼管厚度：擬定三個斷面進行計算，分別為進水口中心線高程 74.57 米處；壓力鋼管中心線高程為 55.0 米處以及壓力鋼管末端處高程 35.0 米。計算公式為： RaPWarHrt)cos(;fdR01K式中: 0為結構重要性系數(shù)取為 1.1ra鋼管內(nèi)徑為 2.80 米設計狀況系數(shù)，持久狀況為 1.0 d結構系數(shù)，考慮鋼管及混凝土聯(lián)合受力和焊縫系數(shù)（0.95）取為1.3f鋼材強度設計值，采用 16Mn 鋼 f315mpaH為上游水位到鋼管中心線高程的距離；K為考慮水錘作用以后的系數(shù)，三段分別為 1.06、1.15 和 1.3表 6-1截面鋼管厚11 截面22 截面33 截面 備注Ta(mm) 10 10.4 17.2小于 10mm 的取為10mm10.3.2 承受內(nèi)水壓力的結構分析：10.3.2.1 應力及傳力計算：外包混凝土厚度擬定為 4.0 米 0.8D，考慮混凝土和鋼管聯(lián)合受力。鋼管徑向位移計算公式： )1(22aatEpu-30-式中：Pa鋼管承受的內(nèi)水壓力；ta鋼管厚度；Ea鋼材彈模，采用 16Mn 鋼，為 2.10×105N/mm2; a泊松比，取為 0.3；a鋼管半徑；b外包混凝土外緣距離混凝土徑向位移計算公式: cccc pabEu)1(212式中：Pc混凝土承受的內(nèi)水壓力；Ec混凝土彈模，取為 3.0×104N/mm2; c泊松比，取為 0.17根據(jù)位移協(xié)調條件和內(nèi)水壓力守恒條件可計算出各個截面混凝土所受到的內(nèi)水壓力 Pc 結果如下：表 6-2 內(nèi)水壓力 Pc 結果截面內(nèi)水壓力 11 截面 22 截面 33 截面Pc(mpa) 0.344 0.632 1.01根據(jù)拉梅公式可以計算處外包混凝土各點的應力，公式如下： ccprba)1(22其中應力大于 ct的那部分應力由外包混凝土所配的鋼筋承擔。 ct為判斷混凝土開裂的拉應力值（N/mm 2）按素混凝土計算公式為：dctmctf0式中： mc為截面抵抗矩塑性系數(shù)可按 DL/T5057-1996 規(guī)范采用，為1.563； ct為混凝土拉應力限制系數(shù)為 0.7；ft為混凝土抗拉強度。經(jīng)計算 ct1.429mpa計算簡圖如下：