不同埋設(shè)方式的巨型蝸殼結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、隨著水電事業(yè)的不斷發(fā)展，在建及將建的水電站機(jī)組的單機(jī)容量越來越大；蝸殼的HD值也急劇增長，蝸殼日趨向巨型化發(fā)展。蝸殼埋設(shè)方式的選擇，是保證大型水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題之一。對于巨型水電站高HD值的蝸殼，國內(nèi)外多采用打壓埋設(shè)方式，但墊層和直埋方式也有明顯的優(yōu)點(diǎn)，能否在巨型蝸殼結(jié)構(gòu)中采用，一直存在疑慮并缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，研究成果也相對缺乏。因此，本文結(jié)合三峽工程建設(shè)實(shí)踐，在收集和總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以大型通用有限元分析軟件ANSYS為平

2、臺，對不同埋設(shè)方式的巨型蝸殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行以下幾個方面的研究： (1)引入循環(huán)對稱邊界條件，考慮墊層-鋼板-混凝土之間的接觸摩擦，建立有限元模型；并對墊層敷設(shè)范圍、墊層厚度和彈性模量等設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并把“墊層彈性模量與墊層厚度之比”作為參考指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (2)通過對墊層方案、保壓方案和直埋方案的比較，分析了不同埋設(shè)方式下蝸殼及外圍混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的變形規(guī)律與應(yīng)力水平，為設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。 (3)通過對是否

3、設(shè)置伸縮節(jié)與止推環(huán)的方案對比分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)置伸縮節(jié)在一定程度上降低了流道系統(tǒng)的軸向剛度和抗扭轉(zhuǎn)剛度，影響水電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重視。 (4)利用鋼筋混凝土有限元理論，對直埋方案蝸殼結(jié)構(gòu)的受力特性進(jìn)行了初步探討，研究內(nèi)水壓力等荷載作用下混凝土裂縫的發(fā)展過程、裂縫分布和裂縫開度以及鋼襯、混凝土和鋼筋的應(yīng)力與變形特性。 本文著重從靜力角度對不同埋設(shè)方式蝸殼結(jié)構(gòu)的受力特性進(jìn)行了分析對比，以期為蝸殼埋設(shè)方式的選擇提供理