【正文】 平次梁選用槽鋼14a滿足強(qiáng)度和剛度要求。主梁跨中截面的幾何特性如下表： 表6—2 主梁跨中截面的幾何特性部位截面尺寸 （ ）截面面積A（）各形心離面板表面距離各形心離中和軸距離（）面板部分385929上翼緣板4010478738腹板2401526471002下翼緣78476989合計(jì)252351010658截面形心矩為：截面慣性矩為：截面模量為：上翼緣頂邊 下翼緣底邊 彎應(yīng)力為：（安全） 圖6—4 主梁跨中截面尺寸結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）整體穩(wěn)定性與撓度驗(yàn)算。則，取B=500mm。m） 圖6—10 結(jié)構(gòu)剪力圖(單位：KN)在每側(cè)邊梁各設(shè)5個(gè)滾輪，其布置位置為：閘門下側(cè)4根主梁的位置對(duì)應(yīng)4個(gè)滾輪，第一根主梁和頂梁中點(diǎn)設(shè)一個(gè)滾輪。設(shè)計(jì)的過程中，也因?yàn)楹芏嗟脑驅(qū)е铝嗽O(shè)計(jì)時(shí)間計(jì)劃的安排出現(xiàn)了一些變動(dòng)。依托書本教材、有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范等資料以及老師的指導(dǎo)，讓我在廠房設(shè)計(jì)這一部分的理解與認(rèn)識(shí)更加深了一個(gè)層次。本設(shè)計(jì)邊梁選用雙腹式，邊梁的截面尺寸按構(gòu)造要求確定，即截面高度與主梁端部高度相同，腹板厚度與主梁腹板厚度相同，為了便于安裝壓合膠木滑塊，下翼緣寬度不宜小于300mm。 橫隔板設(shè)計(jì) 荷載和內(nèi)力計(jì)算橫隔板同時(shí)兼做豎直次梁，它主要承受水平次梁、頂梁和底梁傳來的集中荷載以及面板傳來的分布荷載，計(jì)算時(shí)可把這些荷載用以三角形分布的水壓力來代替，并且把橫隔板作為支承在主梁上的雙懸臂梁。翼緣截面選擇。對(duì)于支座負(fù)彎矩段取。6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 閘門基本資料閘門形式：潛孔式平面鋼閘門；孔口凈寬：；孔口凈高：；結(jié)構(gòu)材料：選用Q235鋼；設(shè)計(jì)水頭：。，供作通道用。可用下式表示：上式中：為發(fā)電機(jī)定子高度和上機(jī)架高度之和（如果發(fā)電機(jī)定子為埋入式布置），則僅為上機(jī)架高度。吸出高由前面的計(jì)算已知，即。 根據(jù)橋機(jī)跨度計(jì)算廠房寬度根據(jù)前面起重機(jī)的選擇知，橋機(jī)的跨度為19m。 廠房的總長度由上述三部分的計(jì)算，得到主廠房的長度為：。則。頂板仰角一般為10~13度。需要根據(jù)地形資料、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料、水文資料、氣象資料、水能規(guī)劃資料、主機(jī)組和機(jī)電設(shè)備資料、建筑材料供應(yīng)和交通運(yùn)輸情況等來進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。 尾水管進(jìn)口處負(fù)壓計(jì)算尾水管進(jìn)口處水錘壓力計(jì)算：取尾水管平均流速與引水系統(tǒng)平均流速一致，取尾水管長度為30m。 水錘壓力值為： 總壓力值為： 轉(zhuǎn)速上升率為（按列寧格勒金屬工廠公式計(jì)算）： 上式中：為機(jī)組額定容量。機(jī)組在丟棄全負(fù)荷時(shí)，若電站設(shè)計(jì)水頭小于40m，~，若電站的設(shè)計(jì)水頭大于40m小于100m，~，若電站的設(shè)計(jì)水頭大于100m。從引水線路地質(zhì)條件來看，1線路的地質(zhì)條件較好，而2線路在上、下游均有小部分距離經(jīng)過地質(zhì)條件不好的區(qū)域，但基本上不影響壓力管道的安全性。通氣孔面積按下式計(jì)算： 為進(jìn)水口流量，這里取單機(jī)最大引用流量。且本水電站的引水道不長，因此設(shè)置單元供水管道的成本也不會(huì)很高。 工作范圍的驗(yàn)算、n=150r/min的情況下，水輪機(jī)的和各種特征水頭下相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值分別為：則水輪機(jī)的最大引用流量為：對(duì)值：在設(shè)計(jì)水頭時(shí)，在最大水頭時(shí)，在最小水頭時(shí)，查HL220水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖，分別畫出，和的直線。并且為了接線等對(duì)稱，大多數(shù)情況下都希望選用偶數(shù)組機(jī)組臺(tái)數(shù)。若廠房類型選用引水式廠房，則廠房只適宜布置在左岸下游側(cè)，因右岸地形地勢(shì)較陡，布置引水式廠房沒有合適的位置，并且開挖量比較大，也很難保證穩(wěn)定。）） 式中 E0——巖石變形模量； 181。左岸臺(tái)地2～15米厚砂質(zhì)粘土層，右壩肩有5～ 15米厚殘坡積層。 ～，～，屬北亞熱帶江北濕潤區(qū)，為付熱帶季風(fēng)氣候，流域平均氣溫，℃，℃，℃。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的成績只是一個(gè)基本的要求，在完成設(shè)計(jì)的過程中更是鍛煉了讓我們?cè)谟龅叫轮R(shí)時(shí)勇于去學(xué)習(xí)、解決的能力。這次設(shè)計(jì)主要需解決的問題在于各種主要設(shè)備的參數(shù)、尺寸等的計(jì)算，以此根據(jù)相關(guān)資料選擇經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備型號(hào)；引水系統(tǒng)的布置以及進(jìn)水口尺寸、管道尺寸的計(jì)算和選擇；廠房的平面尺寸以及立面尺寸的計(jì)算和選擇；潛孔閘門的尺寸計(jì)算、選擇以及強(qiáng)度等驗(yàn)算。河床中偏右為一順河向深槽，復(fù)蓋沙礫石層厚12～14米。 本區(qū)地震基本烈度，經(jīng)中國科學(xué)院地球物理研究所鑒定為6度，場地設(shè)防烈度采用7～。片理產(chǎn)狀忌的趨勢(shì)走向北西西，側(cè)向北北東，其上均呈弱風(fēng)化狀態(tài)。水輪機(jī)的選擇，在確定水輪機(jī)的型號(hào)和有關(guān)參數(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合樞紐布置、工期安排以及水輪機(jī)的制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行維護(hù)等方面的因素，列出可能的水輪機(jī)待選方案，進(jìn)行各方案之間的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析，力求選出技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的水輪機(jī)． 水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量選擇當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)不同時(shí)，單機(jī)容量不同，水輪機(jī)的直徑、轉(zhuǎn)速、效率和吸出高等也就不同，從而引起工程投資、運(yùn)行效益及產(chǎn)品供應(yīng)等情況的不同。相比軸流式水輪機(jī)應(yīng)用也較為普遍，因此本水電站廠房工程采用混流式水輪機(jī)。其各參數(shù)如下：額定轉(zhuǎn)速 定子鐵芯外徑定子鐵芯內(nèi)徑 定子鐵芯長度定子機(jī)座高度 上機(jī)架高度勵(lì)磁機(jī)高度 發(fā)電機(jī)主軸高度 機(jī)座外徑 風(fēng)罩內(nèi)徑轉(zhuǎn)子外徑 水輪機(jī)基坑直徑轉(zhuǎn)子重 定子重總重、 起重設(shè)備的選擇水電站廠房起重設(shè)備一般采用橋式起重機(jī)或門式起重機(jī)，而橋式起重機(jī)又有單小車和雙小車兩種。 進(jìn)口段尺寸計(jì)算進(jìn)口段頂板曲線采用1/4橢圓曲線。為避免進(jìn)水口前出現(xiàn)吸氣漏斗和漩渦的臨界深度按下式計(jì)算： 式中：為無漩渦的臨界淹沒水深 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，~，對(duì)稱進(jìn)水時(shí)取小值，側(cè)面進(jìn)水時(shí)取大值。 調(diào)壓室的設(shè)置判斷由于設(shè)置調(diào)壓室增加了建造費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)，調(diào)壓室的投資有時(shí)幾乎占引水系統(tǒng)投資的1/~1/5，相當(dāng)于廠房的土建投資，因此是否設(shè)置調(diào)壓室，必須經(jīng)過電站的引水系統(tǒng)與機(jī)組聯(lián)合調(diào)節(jié)保證計(jì)算及電站穩(wěn)定運(yùn)行綜合分析，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較加以論證。 調(diào)節(jié)保證計(jì)算基本數(shù)據(jù)由前面計(jì)算可知，壓力管道長度取為460m，壓力鋼管直徑為6m。 為定子鐵芯內(nèi)徑（m）。 為水流速度。對(duì)于進(jìn)口斷面：斷面流量為 斷面面積為 斷面半徑為 同時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑以及設(shè)計(jì)水頭，查《水力機(jī)械》附錄二得：座環(huán)外徑 內(nèi)徑座環(huán)外半徑 內(nèi)半徑則從軸中心線到蝸殼外緣半徑 圖5—1 座環(huán)尺寸圖對(duì)蝸殼內(nèi)任一斷面，根據(jù)計(jì)算要求，取若干個(gè)包角計(jì)算斷面，便可繪制出蝸殼斷面單線圖，計(jì)算結(jié)果如下表： 表5—1 蝸殼斷面計(jì)算成果表0000153045607590105120135150165180195210225240255270285300315330345 圖5—2 金屬蝸殼單線圖 尾水管單線圖的繪制根據(jù)水輪機(jī)的選擇計(jì)算知水輪機(jī)型號(hào)為HL220—LJ—380。 主廠房長度計(jì)算主廠房的長度為：上式中：為機(jī)組臺(tái)數(shù) 為機(jī)組段長 為端機(jī)組附加長 為安裝間長度 機(jī)組段長的確定機(jī)組段的長度主要由蝸殼層、尾水管層和發(fā)電機(jī)層的尺寸確定。則。 為風(fēng)罩外壁到上游墻內(nèi)側(cè)的凈距，本設(shè)計(jì)取為5m。則由牛腿下部計(jì)算：式中：為橋機(jī)跨度，為19m。可用下式表示：上式中：從蝸殼水力計(jì)算表中可以得到蝸殼進(jìn)口直徑為蝸殼包角為時(shí)的半徑。 屋頂高程計(jì)算當(dāng)?shù)踯囓夗敻叱檀_定后，根據(jù)已知軌頂至吊車頂端高度，根據(jù)屋面大梁的高度、屋面板厚度、屋面保溫防護(hù)層厚度，確定屋頂上緣高程。尾水閘門尺寸為。因本閘門的水頭較大，閘門上下部分所承受的水壓力相差不大，這里改選選用主梁均勻布置的形式，根據(jù)水頭的大小，選擇均勻布置五主梁。 頂梁和底梁頂梁所承受的荷載很小，為保證剛度要求，頂梁和底梁都選用槽鋼14a。因主梁上翼緣直接同鋼面板相連，按規(guī)范規(guī)定可不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。計(jì)算橫隔板截面幾何特性：截面形心到腹板中心線的距離為：截面慣性矩為： 截面模量為：驗(yàn)算彎應(yīng)力：由于橫隔板截面高度較大，剪切強(qiáng)度更不必驗(yàn)算。由前面計(jì)算得主梁上最大作用力為1200KN，這里為保證安全，考慮為所有主梁的作用力均為最大值1200KN，滾輪布置圖以及通過結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得的內(nèi)力結(jié)果圖如上。其中主要的有一點(diǎn)原因就是設(shè)計(jì)資料的不全面，使得設(shè)計(jì)中斷斷續(xù)續(xù)的出現(xiàn)問題，卻無法解決。結(jié)論本畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對(duì)黃龍灘水電站樞紐的廠房設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)讓我把平時(shí)課堂中學(xué)習(xí)到的只是與實(shí)際緊密的聯(lián)系在了一起，讓書本上的知識(shí)轉(zhuǎn)換成為現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中的成果。雙腹式邊梁抗扭剛度大，也便于設(shè)置滾輪和吊軸，但構(gòu)造復(fù)雜且用鋼量較多，雙腹式邊梁廣泛用于定輪閘門。故面板厚度選用16mm，滿足強(qiáng)度要求。按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：考慮彎矩較大，這里選用腹板厚度為2cm。對(duì)于第一跨中正彎矩段取。主變站靠左側(cè)，開關(guān)站靠右側(cè)。對(duì)安裝間的具體說明如下：，以供安裝磁極之用。 起重機(jī)（吊車）安裝高程從發(fā)電機(jī)層樓板高程加上發(fā)電機(jī)在樓板以上出露部分高度、（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪帶軸、主變）三者中的高度最大值、起吊設(shè)備與地面的安全距離、設(shè)備頂與吊鉤間距離、吊鉤至軌頂面距離即可得吊車的安裝高程。 為導(dǎo)水葉高度，一般為，則。經(jīng)計(jì)算，廠房寬度為：。則。 為混凝土邊墩厚度，~。 出口擴(kuò)散段計(jì)算出口擴(kuò)散段是一水平放置斷面為矩形的擴(kuò)散段，其出口寬度一般與肘管出口寬度相等，其頂板向上傾斜。平面轉(zhuǎn)彎局部水頭損失系數(shù)為： 立面轉(zhuǎn)彎局部水頭損失系數(shù)為： 則整個(gè)引水線路局部水頭損失系數(shù)之和為：局部水頭損失為： 壓坡線的繪制 圖4—6 引水系統(tǒng)布置示意圖 圖4—7 壓坡線示意圖5 廠房布置設(shè)計(jì)廠房的布置設(shè)計(jì)包括平面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)和立面設(shè)計(jì)三個(gè)部分。因整個(gè)有壓引水系統(tǒng)的壓力上升值與轉(zhuǎn)速上升率均在規(guī)定范圍內(nèi)，若按管道、蝸殼以及尾水管三部分的水體動(dòng)量為權(quán)，對(duì)水錘壓力進(jìn)行分配，則管道和蝸殼的水錘壓力值必然也在規(guī)定范圍內(nèi)。水流最大速度為：管道特性系數(shù)為： 丟棄全負(fù)荷時(shí)：，所以發(fā)生末相水擊。 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組在丟棄負(fù)荷的過程中，一般情況下，最大轉(zhuǎn)速上升率，對(duì)于大型電站，對(duì)于沖擊式機(jī)組。從施工干擾程度來看，2線路距離壩體過近，因此與主壩體的施工干擾程度大，而1在這一方面則較有優(yōu)勢(shì)，距離主壩體較遠(yuǎn)，互相施工影響小。進(jìn)口的面積應(yīng)不小于下式的計(jì)算值：式中：為進(jìn)口斷面的面積 為引水?dāng)嗝娴拿娣e（按漸變段末端計(jì)算） 為引水道中心線水平面間夾角，本設(shè)計(jì)取 為收縮系數(shù)，~，本設(shè)計(jì)取由上式計(jì)算得：進(jìn)口面積為 滿足流速要求 進(jìn)水口尺寸示意圖由前面的計(jì)算得出進(jìn)水口的尺寸示意圖如下： 圖4—5 進(jìn)水口結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 通氣孔和進(jìn)人孔為保證當(dāng)引水道充水時(shí)可以排氣，在事故閘門之后設(shè)置一通氣孔，同時(shí)可保證引水道排水時(shí)供氣，避免引水道內(nèi)產(chǎn)生較大負(fù)壓。聯(lián)合供水方式在布置上較單元供水容易，但估算本水電站的單機(jī)引用流量較大，因此若采用聯(lián)合供水，則主管道的規(guī)模較大，對(duì)于管道的生產(chǎn)以及運(yùn)輸安裝都有較大的問題。為避免水輪機(jī)轉(zhuǎn)速過高，選擇與之接近的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速150r/min。為了水電站的運(yùn)行可靠性和靈活性，一般應(yīng)不少于兩臺(tái)機(jī)組。因此右岸山體內(nèi)開挖地下廠房的條件同樣不理想，且開挖地下廠房的投資成本較高。 K0=E0/（rb（1+181。在正、付片巖接觸帶附近，常有寬度不等的硅化，云母化、綠泥化等接觸蝕變現(xiàn)象。 堵河系山溪性河流，河谷狹窄，灘多流急，河道平均坡降約為上游15‰、中游約3‰、下游約1‰。關(guān)鍵詞：樞紐布置 引水系統(tǒng) 布置設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)