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华北水利水电大学硕士学位论文


龙开口水电站坝后背管取消伸缩节研究

RESEARCH ON CANCELING EXPANSION JOINT FOR
PENSTOCK ON DOWNSTREAM SURFACE OF DAM IN
LONGKAIKOU HYDROPOWER STATION






研究生姓名: 张银芳
指导教师: 白新理教授
专业名称: 工程力学
所在学院: 土木与交通学院


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2014 年 05 月
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摘要
龙开口水电站坝后背管取消伸缩节研究

摘要


水电站厂坝之间可否取消伸缩节,一直是人们所关心的问题。为解决这一问题,本文
以龙开口水电站为工程研究对象,采用三维有限元技术对该工程整体结构进行了静力分析
和动力特性分析。主要工作和结论如下:
(1)综述了水电站厂坝之间关于取消伸缩节的研究现状和存在问题。简要介绍了龙
开口水电站工程概况和基本资料。
(2)采用垫层钢管代替伸缩节,建立了以坝体、厂房、管道(包括钢管)、基础为
整体的有限元分析模型。
(3)对取消伸缩节后的龙开口坝后背管结构进行了分析,研究了自重、水压及常规
荷载作用下垫层钢管分缝两侧结构的相对位移,过缝管道附近钢管的应力以及厂坝分缝区
域混凝土各控制点上的变形情况。结果证明,无论从位移还是应力来看,均能满足规范要
求。由大坝结构的变形来看,大坝顺河向位移值较小而竖向位移值较大,表明大坝结构顺
河向刚度较大。
(4)对取消伸缩节后的龙开口水电站有限元模型进行动力特性分析,得出结构的固
有频率和振型。结果表明,垫层钢管为抗震设计的薄弱环节。
通过上述结果进行分析,取消伸缩节后的龙开口水电站有限元模型,无论是位移还是
应力,均满足规范要求,说明采用垫层钢管代替伸缩节的设计方案是可行的。

关键词:坝后背管;取消伸缩节;垫层钢管;有限元分析;动力特性分析







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华北水利水电大学硕士学位论文

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ABSTRACT
RESEARCH ON CANCELING EXPANSION JOINT FOR
PENSTOCK ON DOWNSTREAM SURFACE OF DAM IN
LONGKAIKOU HYDROPOWER STATION



ABSTRACT


Whether to cancel the expansion joint between dam and powerhouse has always been of concern to
people. In this paper, Longkaikou Hydropower Station is taken as the practical object to solve this
problem. And based on the mechanical model, three dimentional finite element technique was used to
ca