【正文】 .襯砌自重 g 假定襯砌為等厚度 ,各斷面的彎矩和軸向力按下列公式計算 : ? ?? ?2 1111M gr A B nN gr C D n?? g為 21m 襯砌的重量 , 2 5 0 .6 5 1 6 .2 5g rc h? ? ? ? c? 為混凝土的容重， 1A 、 1B 、 1C 、 1D 為斷面與垂直線成不同傾角 ? 的系數(shù) , 3).洞內(nèi)滿水而無水頭時的水內(nèi)力； 根據(jù)公式 M＝ 2 22()wir r A B n? ? ? ? N＝ 2 22()wir C D n? ?? 其中 w? －水的容重 n－系數(shù) M＝ 2 2 2 2 21 0 4 .5 7 5 4 .2 5 ( 1 3 .1 3 ) 8 2 6 .3 6 ( 1 3 .1 3 )A B A B? ? ? ? ? ? ? ? N＝ 2 2 2 2 21 0 4 . 2 5 ( 1 3 . 1 3 ) 1 8 0 . 6 2 5 ( 1 3 . 1 3 )C D C D? ? ? ? ? ? ? 各種工況下的計 算結(jié)果 斷面 山巖壓力 襯砌自重 無水頭滿水壓力 M N M N M N 0?? 4??? 2??? 34??? 34??? 最后求得的鋼筋的面積 疊加結(jié)果 鋼筋的面積 ( 2cm ) M N if of 襯砌的內(nèi)、外層的鋼筋的面積按下列公式計算： 00( ) ( ) 22 [ ] ( )pi gN N h a Mf has += 邋 00( ) ( ) 22 [ ] ( )po gN N h a Mf has = 邋 式中： a－襯砌斷面中鋼筋保護(hù)層的厚度 0h －襯砌斷面的有效的高度，即 0h ＝ h－ a,h 為襯砌斷面的厚度 pN 內(nèi)水壓力作用下，在襯砌中產(chǎn)生的軸向作用力。 ③ 襯砌自重沿襯砌中心線均勻分布 。 ③ 彈性抗力分布范圍 ,假定作用與中心角為 270 的部分襯砌上 . ⑵ .荷載作用的假定 : ① 荷載對稱與頂拱 ,垂直職工心線 。 參照相關(guān)的書籍最后選定的荷載的組合為： 圍巖垂直松動壓力 ,襯砌自重 ,洞內(nèi)滿水而無水頭時的壓力 . 3．根據(jù)《有壓引水隧洞設(shè)計規(guī)范》知 :在在上述荷載作用下 ,可采用彈性抗力為一固定規(guī)律變化 .利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解 . ⑴ .該 方法基本假定為 : ① 襯砌周圍介質(zhì)的特性以彈性抗力系數(shù)表示 。 本設(shè)計取為 L= 尾水管的示意圖下圖所示： 由推薦的尾水管尺寸知 : 尾水管的尺寸如表下表所示 : 參數(shù) 1D h L 5R 4D 4h 6h 1L 5h 5Z 1 ? 參數(shù) 4B a 6R 1a 7R 2a 8R 3D 3h 5Z ? 單位 :米 9 結(jié)構(gòu)計算 隧洞的結(jié)構(gòu)的計算 1． 隧洞部分： 隧洞洞徑： ? 隧洞內(nèi)水壓： 0H =調(diào)壓室最高涌波水位 —— 隧洞洞頂高程 222?? ? 隧洞內(nèi)水壓強度： P= wrgH ? ? ? 310 ? = 圍巖單位彈性抗力系數(shù)：31200 KgK cm? 2． 襯砌部分： 考慮到圓形有壓隧洞，采用雙筋混凝土襯砌技術(shù)成熟，結(jié)合有關(guān)工程事例，參照 《水電工程設(shè)計基礎(chǔ)》，《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編 .水利水電卷 .普通建筑物設(shè)計》，《水工設(shè)計手冊 .水電站建筑物》，混泥土與鋼筋選行如下： 混泥土標(biāo)號： 250 號 彈性模 量 522 .8 5 1 0n KgE cm?? 軸心抗壓 aR 145?2Kgcm 彎曲抗壓 180wR ?2Kgcm 泊松比 ? ＝ 16 抗拉強度 lR ＝ 2Kgcm 抗裂 19fR?2Kgcm 設(shè)計抗拉安全系數(shù)： K? (特殊 鋼筋標(biāo)號 : I級鋼筋 (3 號 ) ? 鋼筋的彈性模量 gE ＝ ? 6102Kgcm 設(shè)計的強度 gR ＝ 28002Kgcm 彈性特征系數(shù) A＝ 000 .0 1 (1 )0 .0 1 (1 ) (1 2 )nnEKEK?????? ? ? ? : gh?????_____鋼筋混泥土結(jié)構(gòu) 混泥土的允許軸向拉力 gh?????＝ ffRK ( 2Kgcm ) ? ? 2Kgcm 其中 :鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂安全系數(shù) fK ＝ g?????鋼筋的允許應(yīng)力 g?????ggRK? ( 2Kgcm ) ? ( 2Kgcm ) 1931? ( 2Kgcm ) 其中 :鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度安全系數(shù) ? : gi?襯砌內(nèi)圈的鋼筋應(yīng)力 (2Kgcm) g? 襯砌外圈的鋼筋應(yīng)力 (2Kgcm) if 內(nèi)圈鋼筋的斷面面積 ( 2cm ) f 外鋼筋的斷面面積 ( 2cm ) F 襯砌橫截面的面積 rF 襯砌橫截面的折算面積 rF =F + 2()g inE f f cmE ? h 襯砌的有效厚度 cm a 內(nèi)外圈鋼筋的保護(hù)層厚度 (cm) 1. 按混泥土襯砌未出現(xiàn)裂縫來計算 : 先只按照內(nèi)水壓作用計算 : 襯砌厚度： h＝ [][ 1][]ghi gh prA p?? ? ??=57cm 由于只考慮例如內(nèi)水壓 力 ,為安全起見 ,取 h＝ 65cm 2．荷載組合 : a. 水工建筑物 （ 1）正常的運行情況 圍巖壓力 +襯砌的自重 +宣泄洪水時的內(nèi)水壓力 +外水壓力 （ 2）施工檢修情況 圍巖壓力 +襯砌的自重 +可能出現(xiàn)的最大的內(nèi)水壓力 （ 3）非常運行的情況 圍巖壓力 +襯砌的自重 +宣泄洪水時的內(nèi)水壓力 +外水壓力 b．水利水電工程畢業(yè)設(shè)計指南 兩種情況：第一種情況，均勻的內(nèi)水壓力 +山巖壓力 +不均勻的內(nèi)水壓力+襯砌的自重 +山巖的彈性抗力。 本設(shè)計中，由已知資 料知 h= 總長度 L 是指從機組中心到尾水管出口的水平距離，增長 L 會使尾水管端面增大，從而可減少出口流速以提高 η w，但過分增長 L 會增大水力沿程損失和房尺寸，反而不利。 對本設(shè)計其取值分別為 h1= 米， h2= 米 所以增大尾水管高度時，主要是增大直錐管的高度 h3,增大尾水管的 h，對減小水力損失和提高 η w是有利的 .對混流式水輪機，尾水管中產(chǎn)生的真空渦帶在嚴(yán)重情況下不僅影響機組的運行而且還會影響到尾水管引起機組和廠房的震動，為了改善這一狀況也常采取增大尾水管高度 h 的辦法 ,但過分增大尾水管的高度，就會加深廠房的開挖，從而引起工程投資的增加。 尾水管的總高度 h 和總長度 L 是影響尾水管性能的重要因素。 當(dāng)出口寬度過大時，可按結(jié)構(gòu)要求加設(shè)中間支墩。其細(xì)部可參考，〈〈水力機械〉〉圖 438。 當(dāng)水頭大于 150m 或尾水管中的平均流速大于 6m/s 時，為了防止高速水流的沖刷剝蝕，肘管內(nèi)需加鋼板襯砌，為使鋼板便于成形采用圓形進(jìn)口斷面經(jīng)橢圓斷 面過度到矩形斷面的肘管。 影響這種損失最主要的因素是 : 轉(zhuǎn)彎的曲率半徑和肘管的斷面變化規(guī)律，曲率半徑越小則產(chǎn)生的離心力越大，一般推薦使用的合理半徑 R=（ `） D4，外壁 R6用上限，內(nèi)壁 R7用下限。 對于本設(shè)計取直錐管的進(jìn)口直徑 D3等于轉(zhuǎn)輪出口直徑 D2；錐管的單邊擴散角可取 θ =70~90，取 ； h3 為直錐管的高度，增大直錐管的高度可以減少肘管的水頭損失，由計算可知 h3= 米。錐管的單邊擴散角 θ 值：對混流試水輪機可取 θ =70~90； h3 為直圓錐管的高度，增大 H3可以減少肘管的入流速度，以及減少水頭損失。 為了達(dá)到上述要求，本電站采用彎肘形尾水管。Vc=。 圓形斷面 。 ．分岔管設(shè)計 選擇內(nèi)加強月牙肋岔管 Y 型。 ⑷ ．滿足管道運輸安裝和運行管理，維修與交通要求。 ⑵ ．管道沿線選擇良好的地質(zhì)條件。 壓力管道的結(jié)構(gòu)型式及材料選擇： 考慮引水道較長，最大水頭高達(dá) 139m ，為了安全和經(jīng)濟故采用地下埋管， 6HD m??較大，選用鋼 襯鋼筋混泥土管； 地下埋管引進(jìn)廠房方式：正向引進(jìn)。 綜合具體情況： 單機流量是 3123ms ， 4 臺組水輪機，引水道將近 700m ，容易知道選擇聯(lián) 合供水方式較優(yōu)。 靈活性差。 單機流量大，長度短的地下埋管。壓力管道的布置等 .再結(jié)合經(jīng)濟技術(shù)比較確定 . 結(jié)合具體情況 : 考慮到上游最高水位高達(dá) ,故調(diào)壓室布置高程應(yīng)該大于此 ,選擇在 300310m范圍內(nèi) ,為了盡量縮短壓力管道的長度 ,應(yīng)該布置的盡量靠近廠房 ,又因為是兩個調(diào)壓室 ,并且尺寸也較大 ,為了減少相互影響 ,其最下距離也在20m 7 壓力管道設(shè)計 供水方式的選擇 根據(jù)《水電站設(shè)計手冊》《水電站》以及參考相關(guān)工程經(jīng)驗知道： 類型 優(yōu)點 缺點 適用條件 單元洪水 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠， 靈活性好。 由 QH?? 得 36 . 8 5 9 5 . 4 /9 . 8 1 9 . 8 1 8 0 0 . 9 1 5gNQ m sH ?? ? ??? 查得下游得水位 ? ＝ 米 620 1 2 2 .7 4 5 1 0 1 .1 1 7wgh Q m?? ? ? 622 3 6 . 6 9 2 1 0 2 . 1 5 4w m gh Q m?? ? ? 0 8 0 1 . 1 1 7 2 . 1 5 4 8 3 . 2 7 1Hm? ? ? ? 代入具體數(shù)值得： ? ?1002236 4 8 5 6 .7 22 9 .8 1 0 .0 9 8 8 ( 8 3 .2 7 1 1 .1 1 7 2 .1 5 4 3 )2 5 0 .4 8thW wmLAAg a H h hm?????? ? ? ? ? ?? 故此穩(wěn)定斷面為當(dāng)調(diào)壓室設(shè)置類型為簡單圓筒時候的穩(wěn)定斷面面積。 各具體數(shù)值確定如下： 2 2 21 1 1 3. 14 8. 5 56 .7 244A D m?? ? ? ? ? 648Lm? 0 80Hm? /g m s? 取 n糙 率 取 620 1 2 2 .7 4 5 1 0wghQ??? 6 2 20221 2 2 . 7 4 5 1 0 5 6 . 7 1 0 . 0 9 8 84 gwgQha vQ ???? ? ? 取 n，糙 率 取 622 3 6 .6 9 2 1 0w m ghQ??? 為使求得的穩(wěn)定斷面滿足各種運行工況的要求，應(yīng)按水電站在正常運行 中可能出現(xiàn)的最小水頭