【正文】 平次梁選用槽鋼14a滿足強度和剛度要求。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 彎應力為：（安全） 圖6—4 主梁跨中截面尺寸結構圖（單位：mm）整體穩(wěn)定性與撓度驗算。則，取B=500mm。m） 圖6—10 結構剪力圖(單位：KN)在每側邊梁各設5個滾輪，其布置位置為：閘門下側4根主梁的位置對應4個滾輪，第一根主梁和頂梁中點設一個滾輪。設計的過程中，也因為很多的原因?qū)е铝嗽O計時間計劃的安排出現(xiàn)了一些變動。依托書本教材、有關設計規(guī)范等資料以及老師的指導，讓我在廠房設計這一部分的理解與認識更加深了一個層次。本設計邊梁選用雙腹式，邊梁的截面尺寸按構造要求確定，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。 橫隔板設計 荷載和內(nèi)力計算橫隔板同時兼做豎直次梁，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，計算時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。對于支座負彎矩段取。6 結構設計 工作閘門結構設計 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：；結構材料：選用Q235鋼；設計水頭：。，供作通道用。可用下式表示：上式中：為發(fā)電機定子高度和上機架高度之和（如果發(fā)電機定子為埋入式布置），則僅為上機架高度。吸出高由前面的計算已知，即。 根據(jù)橋機跨度計算廠房寬度根據(jù)前面起重機的選擇知，橋機的跨度為19m。 廠房的總長度由上述三部分的計算，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、主機組和機電設備資料、建筑材料供應和交通運輸情況等來進行布置設計。 尾水管進口處負壓計算尾水管進口處水錘壓力計算：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算）： 上式中：為機組額定容量。機組在丟棄全負荷時，若電站設計水頭小于40m，~，若電站的設計水頭大于40m小于100m，~，若電站的設計水頭大于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算： 為進水口流量，這里取單機最大引用流量。且本水電站的引水道不長，因此設置單元供水管道的成本也不會很高。 工作范圍的驗算、n=150r/min的情況下，水輪機的和各種特征水頭下相應的轉(zhuǎn)速值分別為：則水輪機的最大引用流量為：對值：在設計水頭時，在最大水頭時，在最小水頭時，查HL220水輪機模型綜合特性曲線圖，分別畫出，和的直線。并且為了接線等對稱，大多數(shù)情況下都希望選用偶數(shù)組機組臺數(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，因右岸地形地勢較陡，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)，為付熱帶季風氣候，流域平均氣溫，℃，℃，℃。檢驗學習的成績只是一個基本的要求，在完成設計的過程中更是鍛煉了讓我們在遇到新知識時勇于去學習、解決的能力。這次設計主要需解決的問題在于各種主要設備的參數(shù)、尺寸等的計算，以此根據(jù)相關資料選擇經(jīng)濟合理的設備型號；引水系統(tǒng)的布置以及進水口尺寸、管道尺寸的計算和選擇；廠房的平面尺寸以及立面尺寸的計算和選擇；潛孔閘門的尺寸計算、選擇以及強度等驗算。河床中偏右為一順河向深槽，復蓋沙礫石層厚12～14米。 本區(qū)地震基本烈度，經(jīng)中國科學院地球物理研究所鑒定為6度，場地設防烈度采用7～。片理產(chǎn)狀忌的趨勢走向北西西，側向北北東，其上均呈弱風化狀態(tài)。水輪機的選擇，在確定水輪機的型號和有關參數(shù)時，應結合樞紐布置、工期安排以及水輪機的制造、運輸、安裝和運行維護等方面的因素，列出可能的水輪機待選方案，進行各方案之間的動能經(jīng)濟比較和綜合分析，力求選出技術上先進可靠，經(jīng)濟上合理的水輪機． 水輪機機組臺數(shù)和單機容量選擇當機組臺數(shù)不同時，單機容量不同，水輪機的直徑、轉(zhuǎn)速、效率和吸出高等也就不同，從而引起工程投資、運行效益及產(chǎn)品供應等情況的不同。相比軸流式水輪機應用也較為普遍，因此本水電站廠房工程采用混流式水輪機。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座高度 上機架高度勵磁機高度 發(fā)電機主軸高度 機座外徑 風罩內(nèi)徑轉(zhuǎn)子外徑 水輪機基坑直徑轉(zhuǎn)子重 定子重總重、 起重設備的選擇水電站廠房起重設備一般采用橋式起重機或門式起重機，而橋式起重機又有單小車和雙小車兩種。 進口段尺寸計算進口段頂板曲線采用1/4橢圓曲線。為避免進水口前出現(xiàn)吸氣漏斗和漩渦的臨界深度按下式計算： 式中：為無漩渦的臨界淹沒水深 為經(jīng)驗系數(shù)，~，對稱進水時取小值，側面進水時取大值。 調(diào)壓室的設置判斷由于設置調(diào)壓室增加了建造費用和維護費，調(diào)壓室的投資有時幾乎占引水系統(tǒng)投資的1/~1/5，相當于廠房的土建投資，因此是否設置調(diào)壓室，必須經(jīng)過電站的引水系統(tǒng)與機組聯(lián)合調(diào)節(jié)保證計算及電站穩(wěn)定運行綜合分析，進行技術經(jīng)濟比較加以論證。 調(diào)節(jié)保證計算基本數(shù)據(jù)由前面計算可知，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。對于進口斷面：斷面流量為 斷面面積為 斷面半徑為 同時根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑以及設計水頭，查《水力機械》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)尺寸圖對蝸殼內(nèi)任一斷面，根據(jù)計算要求，取若干個包角計算斷面，便可繪制出蝸殼斷面單線圖，計算結果如下表： 表5—1 蝸殼斷面計算成果表0000153045607590105120135150165180195210225240255270285300315330345 圖5—2 金屬蝸殼單線圖 尾水管單線圖的繪制根據(jù)水輪機的選擇計算知水輪機型號為HL220—LJ—380。 主廠房長度計算主廠房的長度為：上式中：為機組臺數(shù) 為機組段長 為端機組附加長 為安裝間長度 機組段長的確定機組段的長度主要由蝸殼層、尾水管層和發(fā)電機層的尺寸確定。則。 為風罩外壁到上游墻內(nèi)側的凈距，本設計取為5m。則由牛腿下部計算：式中：為橋機跨度，為19m?？捎孟率奖硎荆荷鲜街校簭奈仛にτ嬎惚碇锌梢缘玫轿仛みM口直徑為蝸殼包角為時的半徑。 屋頂高程計算當?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)定可不必驗算整體穩(wěn)定性。計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：驗算彎應力：由于橫隔板截面高度較大，剪切強度更不必驗算。由前面計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構力學求解器求得的內(nèi)力結果圖如上。其中主要的有一點原因就是設計資料的不全面，使得設計中斷斷續(xù)續(xù)的出現(xiàn)問題，卻無法解決。結論本畢業(yè)設計是針對黃龍灘水電站樞紐的廠房設計，通過設計讓我把平時課堂中學習到的只是與實際緊密的聯(lián)系在了一起，讓書本上的知識轉(zhuǎn)換成為現(xiàn)實設計中的成果。雙腹式邊梁抗扭剛度大，也便于設置滾輪和吊軸，但構造復雜且用鋼量較多，雙腹式邊梁廣泛用于定輪閘門。故面板厚度選用16mm，滿足強度要求。按經(jīng)驗公式計算：考慮彎矩較大，這里選用腹板厚度為2cm。對于第一跨中正彎矩段取。主變站靠左側，開關站靠右側。對安裝間的具體說明如下：，以供安裝磁極之用。 起重機（吊車）安裝高程從發(fā)電機層樓板高程加上發(fā)電機在樓板以上出露部分高度、（發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶軸、水輪機轉(zhuǎn)輪帶軸、主變）三者中的高度最大值、起吊設備與地面的安全距離、設備頂與吊鉤間距離、吊鉤至軌頂面距離即可得吊車的安裝高程。 為導水葉高度，一般為，則。經(jīng)計算，廠房寬度為：。則。 為混凝土邊墩厚度，~。 出口擴散段計算出口擴散段是一水平放置斷面為矩形的擴散段，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 廠房布置設計廠房的布置設計包括平面設計、剖面設計和立面設計三個部分。因整個有壓引水系統(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量為權，對水錘壓力進行分配，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： 丟棄全負荷時：，所以發(fā)生末相水擊。 調(diào)節(jié)保證計算的標準機組在丟棄負荷的過程中，一般情況下，最大轉(zhuǎn)速上升率，對于大型電站，對于沖擊式機組。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，距離主壩體較遠，互相施工影響小。進口的面積應不小于下式的計算值：式中：為進口斷面的面積 為引水斷面的面積（按漸變段末端計算） 為引水道中心線水平面間夾角，本設計取 為收縮系數(shù)，~，本設計取由上式計算得：進口面積為 滿足流速要求 進水口尺寸示意圖由前面的計算得出進水口的尺寸示意圖如下： 圖4—5 進水口結構尺寸示意圖 通氣孔和進人孔為保證當引水道充水時可以排氣，在事故閘門之后設置一通氣孔，同時可保證引水道排水時供氣，避免引水道內(nèi)產(chǎn)生較大負壓。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，對于管道的生產(chǎn)以及運輸安裝都有較大的問題。為避免水輪機轉(zhuǎn)速過高，選擇與之接近的標準同步轉(zhuǎn)速150r/min。為了水電站的運行可靠性和靈活性，一般應不少于兩臺機組。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‰。關鍵詞：樞紐布置 引水系統(tǒng) 布置設計 結構設計