【正文】 總結(jié)與體會本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過兩個月的時間圓滿完成，設(shè)計的主要內(nèi)容基本上屬于所學(xué)的專業(yè)知識，包括水電站建筑物、水工鋼結(jié)構(gòu)等。所以在這個設(shè)計的過程中也是讓我更多的學(xué)習(xí)到了一些軟件的應(yīng)用以及常用功能或者是在今后工作中可能遇到的需要解決的同樣的問題的解決辦法。其中主要的有一點原因就是設(shè)計資料的不全面，使得設(shè)計中斷斷續(xù)續(xù)的出現(xiàn)問題，卻無法解決。雖然在設(shè)計中遇到了很多的問題，但在不斷的閱讀多種有關(guān)規(guī)范以及各類資料后，在老師的幫助中，讓我對設(shè)計中的各種設(shè)計條件、設(shè)計要求等都有了更多的認(rèn)識和熟悉，這不僅僅只是幫助我較為順利的完成了畢業(yè)設(shè)計，更是幫助了我再以后的工作中如何來運用這些知識、規(guī)范，所以對今后的工作也是有很大的幫助。但在設(shè)計中尚存在一些問題，例如對引水系統(tǒng)的選擇與布置、副廠房的安排等考慮還是不太完善。結(jié)論本畢業(yè)設(shè)計是針對黃龍灘水電站樞紐的廠房設(shè)計，通過設(shè)計讓我把平時課堂中學(xué)習(xí)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(shè)計中的成果。按承壓強度計算所需底板寬度為：取寬度為B=220mm。則接觸應(yīng)力為： 軸和軸套間接觸應(yīng)力為： 取，則軸和軸承板之間的緊密接觸局部承壓應(yīng)力為： 以上滾輪計算均滿足要求。 閘門附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計 行走支承設(shè)計滾輪計算：滾輪采用合金鑄鋼ZG50Mn2,。最大軸向力為作用在一個邊梁上的起吊力，估計為250KN。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(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得的內(nèi)力結(jié)果圖如上。 荷載和內(nèi)力計算 圖6—7 邊梁尺寸結(jié)構(gòu)圖（單位：mm） 圖6—8 滾輪布置圖 圖6—9 結(jié)構(gòu)彎矩圖（單位KN這里選擇上翼緣尺寸為，腹板尺寸為，下翼緣尺寸為。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。單腹式邊梁構(gòu)造簡單，便于與主梁連接，但抗扭剛度差，這對于因閘門彎曲變形、溫度變化引起的脹縮及其他偶然力作用而在邊梁中產(chǎn)生扭距的情況是不利的。選用單角鋼└，查表得：截面面積為： 回轉(zhuǎn)半徑為： 斜桿計算長度為：長細(xì)比為：驗算斜桿強度：考慮單角鋼受力偏心的影響，將容許應(yīng)力降低15%進(jìn)行強度驗算。 水頭修正系數(shù)，當(dāng)時，當(dāng)時。 圖6—6 橫隔板結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：mm） 縱向連接系設(shè)計 荷載和內(nèi)力計算縱向連接系承受閘門自重。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(yīng)力：由于橫隔板截面高度較大，剪切強度更不必驗算。上翼緣可利用面板的寬度按確定，其中b=800mm，按，查表得。則每片橫隔板在上懸臂的最大負(fù)彎矩為：橫隔板截面選擇和強度驗算。故面板厚度選用16mm，滿足強度要求。 面板局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力的驗算從面板的厚度計算可見，直接與主梁相鄰的面板區(qū)格，只有區(qū)格11所需要的板厚較大，這意味著該區(qū)格的長邊中點應(yīng)力也較大，所以選取區(qū)格11按下面各式驗算其長邊中點的折算應(yīng)力。最大剪力為，截面慣性矩為。剪切強度驗算，考慮到主梁端部的腹板及翼緣都分別同支承邊梁的腹板及翼緣相焊接，故可按工字形截面來驗算剪應(yīng)力強度。 截面改變因主梁跨度較大，為減小門槽寬度和支撐邊梁高度以節(jié)省鋼材，有必要將主梁支承端腹板高度減小為。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。面板兼做主梁上翼緣的有效寬度為：上翼緣面積為：彎應(yīng)力強度驗算。每個翼緣需要截面面積為：下翼緣選用 需要，選用，在之間。按經(jīng)驗公式計算：考慮彎矩較大，這里選用腹板厚度為2cm?，F(xiàn)選用腹板高度為。則需要的截面模量為：腹板高度選擇。彎矩與剪力的計算如下：需要的截面模量。 主梁計算主梁計算內(nèi)容包括：截面選擇、梁高改變、翼緣焊縫、腹板局部穩(wěn)定驗算、面板局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力驗算。 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。則對第一跨中選用B=254mm，則水平次梁組合截面面積為： 圖6—2 第一跨中面板參加水平次梁工作組合截面（單位：mm）組合截面形心到槽鋼中心線的距離為：跨中組合截面的慣性矩及截面模量為： 對支座選用B=102mm，則組合截面面積為：組合截面形心到槽鋼中心線距離為：支座處組合截面的慣性矩及截面模量為： 圖6—3 支座處面板參加水平次梁工作組合截面（單位：mm） 水平次梁的強度驗算由于支座B處彎矩最大，而截面模量最小，故只需驗算支座B處截面的抗彎強度，則有：因此，水平次梁選用槽鋼14a滿足要求。根據(jù)值查表得：對于，得。對于第一跨中正彎矩段取。根據(jù)上表計算得，水平次梁為八跨連續(xù)梁，水平次梁彎曲時的邊跨中彎矩為：支座B處的負(fù)彎矩為： 圖6—1 水平次梁荷載示意圖 截面選擇根據(jù)所需的截面模量，查表初步選擇[14a，由附表知：面板參加次梁工作有效跨度分別按下式計算，然后取其中較小值。 面板與梁格的連接計算面板局部撓曲時產(chǎn)生的垂直于焊縫長度方向的橫拉力P按下式計算，已知面板的厚度為16mm，并且近似地取板中最大彎應(yīng)力，則面板與主梁連接焊縫方向單位長度內(nèi)的剪力為：面板與主梁連接的焊縫厚度為： 面板與梁格連接的焊縫取為 。 面板設(shè)計根據(jù)SL—74—95《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》修訂送審稿，關(guān)于面板的計算，應(yīng)先估算面板厚度，然后在主梁界面選擇之后再驗算面板的局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力。水平次梁為連續(xù)梁，其間距也均勻布置，兩主梁之間布置一水平次梁。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。本設(shè)計跨度為6m，則選用實腹式組合梁的形式。 閘門的結(jié)構(gòu)形式及布置 閘門的尺寸確定閘門高度：考慮防漏等要求，；閘門的荷載跨度為兩側(cè)止水的間距6m；閘門的計算跨度為 主梁的形式主梁是平面鋼閘門的主要受力構(gòu)件，根據(jù)閘門的跨度和水頭大小，主梁的形式有扎成梁、組合梁和桁架。主變站靠左側(cè)，開關(guān)站靠右側(cè)。依據(jù)地形條件，選擇副廠房布置在主廠房左側(cè)。為節(jié)省高壓導(dǎo)線和簡化構(gòu)架，要求開關(guān)站盡可能靠近升壓變壓器場。根據(jù)以上要求以及地形上的限制，現(xiàn)將主變壓器布置在廠房的上游側(cè)，并緊靠廠房上游面。 廠房電氣設(shè)備布置 主變壓器的布置因主變壓器電壓較高，故主變壓器應(yīng)布置在廠外。尾水閘門尺寸為。 尾水平臺的布置每臺機組的尾水管出口分為兩孔，本水電站共4個尾水出口。，以作通道之用。對安裝間的具體說明如下：，以供安裝磁極之用。這樣可以利用緊鄰的機組場地進(jìn)行安裝、檢修。 廠房樞紐布置 安裝間的位置選擇及計算因為進(jìn)廠的公路在主廠房的左側(cè)，為了運輸方便，把安裝間布置在廠房的左側(cè)。屋面大梁高通常為1/8~1/12廠房寬度，這里取為1/10廠房寬度。 屋頂高程計算當(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。為吊運部件與吊鉤之間的距離，~。為吊運部件與固定的機組或設(shè)備間的垂直凈距。 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(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。，滿足要求。則 發(fā)電機層樓板高程計算從水輪機層地面高程加上機墩高、定子高和上機架埋深即可得發(fā)電機層樓板高程。可用下式表示：上式中：~。則?？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(jìn)口直徑為蝸殼包角為時的半徑。則 水輪機層地面高程計算從水輪機安裝高程向上量取蝸殼進(jìn)口半徑和蝸殼頂混凝土層，可得水輪機層地面高程。則 主廠房基礎(chǔ)開挖高程計算從水輪機安裝高程向下量取到尾水管出口頂面的距離，加上所選用的尾水管出口高度及尾水管底板混凝土厚度，就得到廠房基礎(chǔ)開挖高程，可用下式表示：上式中：可由尾水管尺寸計算過程得到，即。 為導(dǎo)水葉高度，一般為，則。本水電站所采用的是豎軸混流式水輪機，則其安裝高程為：式中：為水電站廠房建成后下游設(shè)計最低水位，全廠有1~2臺機組時，取1/2臺機組流量相應(yīng)的尾水位；有3臺或4臺機組時，取1臺機組流量相應(yīng)的尾水位；有5臺機組及5臺以上機組時，~2臺機組流量相應(yīng)的尾水位。根據(jù)水電站生產(chǎn)電能的需要，合理的確定主、副廠房上、下結(jié)構(gòu)各部分的高程，滿足通風(fēng)、采光需要及發(fā)電、配電的合理安排，全面綜合分析研究做出經(jīng)濟合理、技術(shù)可能的方案，為運行人員的操作運行管理創(chuàng)造優(yōu)良的工作環(huán)境。 圖5—4 橋機端部結(jié)構(gòu)示意圖 主廠房的剖面設(shè)計主廠房的剖面設(shè)計又稱豎向設(shè)計，主要是解決垂直方向空間處理上有關(guān)問題。 為牛腿下部立柱截面高度，取1m。則由牛腿下部計算：式中：為橋機跨度，為19m。 。由牛腿上部計算：式中：為橋機跨度，為19m。經(jīng)計算，廠房寬度為：。則。對蝸殼—y方向：其中：為時的，即。A為風(fēng)罩外壁到下游墻內(nèi)側(cè)的凈距，主要用于主通道，一般取為2m。 下游側(cè)寬度計算需滿足蝸殼在—y方向的尺寸和蝸殼外混凝土厚度的要求。 為風(fēng)罩外壁到上游墻內(nèi)側(cè)的凈距，本設(shè)計取為5m。 上游側(cè)寬度計算上游側(cè)寬度為：其中：為發(fā)電機風(fēng)罩內(nèi)徑。最終取廠房寬度為62m。則。則安裝間長度為。則 安裝間長度的計算本設(shè)計中，取裝配室與主機室寬度相等，以便利用起重機沿主廠房縱向運行。則。 尺寸調(diào)整為保證三個層面的計算長度統(tǒng)一，需對尺寸進(jìn)行調(diào)整。則。 為發(fā)電機風(fēng)罩壁厚，~。 按發(fā)電機層計算機組段長按發(fā)電機層計算時。 為混凝土邊墩厚度，~。 按尾水管層計算機組段長按尾水管層計算時。 、為蝸殼外部混凝土厚度，~。其中：為時的半徑，則。計算機組段長度時按蝸殼層、發(fā)電機層、尾水管層分別進(jìn)行計算，然后取其中的最大值。 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。取 尾水管單線圖 圖5—3 尾水管尺寸圖 廠房平面尺寸計算主廠房的上部結(jié)構(gòu)部分有主機室和裝配場。 則，在（2~3）范圍內(nèi)。 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。影響這種損失的最主要因素是轉(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，一般推薦使用合理半徑。進(jìn)口錐管上下直徑：。對混流式水輪機錐管的單邊擴散角可取7~9度，出口直徑。 進(jìn)口直錐段計算查《水電站機電手冊》水力機械分冊知。對于進(jìn)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(shè)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(jié)果如下表： 表5—1 蝸殼斷面計算成果表0000153045607590105120135150165180195210225240255270285300315330345 圖5—2 金