伸缩节、凑合节安装(下载).doc

三峡工程水电站压力管道伸缩节设置论证
刘宁
摘要为适应厂坝间相对变位,坝后式厂房引水压力钢管通常设置伸缩节。,设置伸缩节造价高,制造、安装困难,运行期止水等技术问题突出。为此设计对伸缩节设置与否做了深入的论证研究,对坝体、厂房混凝土浇筑,温度应力,钢管垫层,以及蜗壳保压浇混凝土等进行了仿真计算后进一步论证水电站压力管道可取消伸缩节。
关键词伸缩节压力钢管论证三峡工程
三峡工程左岸电站厂房为坝后式,共有14台机组,单机容量700MW,水轮机蜗壳规模大,,HD值高约1700m2。伸缩节设置与否的论证在工程施工期需进一步论证。
对三峡工程左岸岸坡坝段和河床坝段分别选取6号坝段、12号坝段为研究对象,采用三维有限元法将厂房坝段、厂房水下结构和钢管作为整体进行非线性仿真计算,并模拟厂房蜗壳保压浇筑施工过程,水库分期蓄水过程以及蜗壳钢板与外包混凝土间的接触问题,考虑了温度、混凝土徐变和水压荷载,重点研究在春、夏、秋不同合拢时间设不设预留环缝、垫层管下游端设与不设止推环、厂坝间是否传力情况下用以代替伸缩节的垫层钢管的应力与变形及长度影响。
一、计算模型及条件

坝体计算包括钢管坝块及实体坝块,两坝块间为永久横缝。岸坡坝段建基面取90m,河床坝段建基面取25m。
主厂房模拟至67m,上下游副厂房只模拟下部实体部分。考虑岸坡坝段51m以下厂坝间岩坡接缝灌浆;河床坝段设定(1):大坝与厂房混凝土分缝设软垫层,按不传力考虑,但厂房下部混凝土与上游基础接触面传力;设定(2)厂坝间51m以上不传力,51m以下只传压力,不传剪力和拉力。

取消伸缩节后,用垫层管来适应厂坝间的相对变形。垫层管段长按10m计算,,,垫层360°全包在钢管外围。厂内段垫层管可分为2段,。
垫层管段钢板为60kgf级,厚度60mm,考虑锈蚀厚度2mm,计算厚度按58mm考虑。
垫层管的垫层厚度50mm,E=,计算中不计泊松的影响。
基本计算:(1)10m长的垫层管上下游两端钢管与周围混凝土连在一起。此计算模型相当于上下游两端均设止推环。(2)10m长垫层管的上游端钢管与周围混凝土连在一起;,其上半圆设180°半包垫层(厚度300mm,,下半圆考虑摩擦接触。

蜗壳外围混凝土按保压方式浇筑,保压水头70~78m。闷头位于厂内蜗壳进水口段的上游。,不计凝聚力。
凑合节位于闷头段。研究计算:1 设预留环缝,。2 不设预留环缝,凑合节最后一道环缝位置在浇筑该部位三期混凝土时即合拢。

计算过程中,对施工过程进行了仿真模拟计算,比如对混凝土浇筑错缝浇筑,分区跳仓浇筑等,钢管春、夏、秋、冬四个季节合拢在不设预留环缝和设预留环缝情况下的应力、位移状态分析管道合拢前,认为坝体混凝土已强迫冷却到稳定温度场17℃,并进行了纵缝灌浆。
在获得大坝与厂房温度场后,将大坝和厂房水