大型水電站充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析研究.pdf

1、近年來隨著中國更多大容量、高水頭常規(guī)機組和抽水蓄能機組的建設(shè),充水預(yù)壓蝸殼的結(jié)構(gòu)型式在中國的應(yīng)用越來越多.充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如何對其建立合理的有限元模型,真實模擬其實際運行的全過程,進行有效的有限元分析,是至今尚未很好解決的課題.選擇合理的預(yù)壓水頭,使鋼蝸殼和外圍鋼筋混凝土都比較充分的發(fā)揮作用,是一個值得進一步研究的問題.充水預(yù)壓蝸殼是部分聯(lián)合承載結(jié)構(gòu),從理論上講,鋼蝸殼可以按照其實際分配到的荷載來設(shè)計,而且其承擔荷載的大小可以通過

2、預(yù)壓充水的壓力值來可靠調(diào)節(jié),這樣就可以減薄鋼蝸殼,緩解其制造、安裝的困難,并使鋼蝸殼與外圍鋼筋混凝土都比較充分地發(fā)揮作用,取得最優(yōu)的組合.目前,采用充水預(yù)壓的鋼蝸殼仍然按單獨承受全部設(shè)計壓力來設(shè)計,其鋼襯厚度并不因為聯(lián)合承載而減少.針對充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和存在的主要問題,該文從充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)的仿真計算、充水預(yù)壓值的合理選取、鋼襯厚度的優(yōu)化等方面進行了深入的探討和研究,并取得了以下幾項成果:(1)、以龍灘水電站為背景工程,蝸殼結(jié)

3、構(gòu)采用充水預(yù)壓結(jié)構(gòu)型式,應(yīng)用ANSYS程序,建立了充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力仿真計算的整體三維有限元模型,給出了充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布規(guī)律和變形情況,并給出了外圍鋼筋混凝土的配筋量建議.將仿真算法與傳統(tǒng)算法的結(jié)果做比較,驗證了仿真算法的可靠性和實用性.(2)、應(yīng)用充水預(yù)壓蝸殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力仿真算法,針對龍灘水電站蝸殼結(jié)構(gòu),采用不同的充水預(yù)壓值對其進行三維有限元分析,研究了鋼蝸殼和外圍鋼筋混凝土的應(yīng)力分布規(guī)律與充水預(yù)壓值之間的關(guān)系,并提出了合