贯流式灯泡机组厂房设计

1FJD35100FJD水利水电工程技术设计阶段贯流式灯泡机组厂房设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年3月2水电站技术设计阶段贯流式灯泡机组厂房设计大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编写人员软件开发单位软件编写人员勘测设计研究院年月3目次1引言42设计依据文件和规范43设计条件和基本资料54布置和结构设计主要原则115厂房整体稳定及地基应力计算126主厂房机组段设计147安装场设计168副厂房设计179溢道设计1810进水口与工作桥设计2311尾水平台、工作桥与尾水渠设计2312厂顶、坝顶交通设计2413排（拦）沙设施设计2414厂房下游侧防洪结构与厂区布置设计2515厂房结构与混凝土施工2516厂房地基与基础处理2517厂房消防及卫生2618开关站工程结构2619观测设计2620技术专题研究（必要时）2621工程量计算2722设计成果2741引言提示1简述工程所在地点、河流、梯级开发、机组型式、台数、单机容量、总装机、单机额定流量和水轮机转轮直径等。2简述发供电方式。3工程勘测设计审批的简要过程和发生过的重大变动以及本阶段设计中特别需要注意或解决的问题。2设计依据文件和规范21有关本工程文件1初步设计说明书；2初步设计审批文件；3初步设计专题研究报告；4有关的试验报告；5与机电设备制造厂家的协议文件；6与业主签定的技施设计合同书；7其它文件与会议纪要等。22设计规范221主要设计规范1SDJ1278水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）及补充规定；2SDJ21787水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（平原、滨海部分）（试行）；3GB5020194防洪标准；4SD33589水电站厂房设计规范（试行）；5SD30388水电站进水口设计规范（试行）；6SDJ1078水工建筑物抗震设计规范（试行）；7SDJ27890水利水电工程设计防火规范；8GBJ1687建筑设计防火规范；9GBJ789建筑地基基础设计规范；10GBJ987建筑结构荷载规范；11SDJ2078水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）；12GBJ1089混凝土结构设计规范；13SDJ17385水力发电厂机电设计技术规范（试行）；14SDJQ184水力发电厂厂房采暖通风和空气调节设计技术规范；515SDJS884水电厂通信设计技术规定。222其它设计规范、规程、政策性文件和有关法令、法规。提示与设计有关的法规，如交通、道路、桥梁、防腐、水资源、环保、劳保等。23参考资料1马迹塘、南津渡、白垢、都平、马骝滩、马回、渭沱等灯泡式机组电站厂房的设计资料；2水电站厂房设计顾鹏飞喻远光合编水电电力出版社1987年版；3水工设计手册第七卷华东水利学院主编水利电力出版社1987年版；4水力发电站（古宾教授编）水利电力出版社1993年版。3设计基本资料31工程等级和建筑物级别1根据工程初步设计及其审批文件，本工程审定为等工程。2根据SDJ1278和SDJ21787的规定，建筑物级别定为河床式厂房级；副厂房级；主变压器场和开关站级。32设计洪水标准1河床式厂房上游的设计洪水重现期A；2河床式厂房上游的校核洪水重现期A；提示与枢纽挡水建筑物标准同。3厂区及厂房下游防洪标准设计洪水重现期A校核洪水重现期A。4机组检修期洪水标准检修时段月月；时段洪水重现期A。提示其它建筑物检修洪水标准另定。33特征水位和流量331特征水位1水库正常蓄水位M；水库死水位M；2水库设计洪水位M；水库校核洪水位M；3厂房下游设计洪水位M；厂房下游校核洪水位M；4全部机组满发时的下游水位M；相应流量M3/S；5一台机额定流量发电时的下游水位M；相应流量M3/S6一台机最小出力MW时下游水位M；相应流量M3/S67最低下游水位M；相应流量M3/S。332特征流量（见表1）表1特征流量及相应水位表洪水重现期AAAA检修时段A洪水流量,M3/S（入库/下泄）相应库水位，M相应尾水位，M提示施工期洪水资料也应提供，如需详细资料则单列。34地震烈度初步设计审定的坝址区的地震基本烈度为度；建筑物的设计烈度为度。35气象351气温1多年月平均气温（见表2）；表2多年月平均气温表单位月份123456789101112温度2多年平均气温；3极端最高气温；4极端最低气温。352雨量1多年平均降雨量MM；2多年月平均降雨量（见表3）；多年月平均降雨量表表3单位MM月份123456789101112降雨量3暴雨强度（见表4）表4暴雨强度表单位MM重现期10A20A33A50A24H3H1H353风71风向；2风速M/S3基本风压KN/M24吹程KM。提示有灾害性风的地区应予以说明，如台风、龙卷风等。354雪和冰冻1最大积雪厚度MM2基本雪压KN/M23封冻时段；4冻土深度CM；5流冰期月月；流冰厚度CM。36水库与泥沙1多年平均输沙量万T2多年平均含沙量KG/M33泥沙性质；4水库淤积高程M5电站尾水冲淤情况；6淤沙内摩擦角；7淤沙浮容重KN/M3。37工程地质与水文地质371地形图、地质图1厂区（坝址）地形图、地质平面图；2厂区工程地质纵横剖面图；3钻孔柱状图；4厂址渗透剖面图。372岩、土试验成果表373地基的主要物理力学参数1抗剪摩擦系数混凝土/岩石F岩石/岩石F2抗剪断摩擦系数混凝土/岩石F岩石/岩石F3抗剪断凝聚力岩石/岩石CKN/M2混凝土/岩石CKN/M24岩石容重RKN/M35弹性模量EMPA6变形模量E0MPA；87饱和抗压强度（或允许抗压强度）RMPA；8泊桑比；9弹性抗力系数K0MPA10渗透系数KM/D11允许水力坡降J；提示当厂址地质情况较复杂时，另列更详细的参数表以供应用。不同建筑物有不同地质要求，应根据初设布置分别提出参数。374建议的开挖边坡1临时边坡；2永久边坡。提示必要时分部位列出边坡。38主要机电设备及参数381水轮机1型号；2台数台；3单机额定出力MW；4水头设计水头M；最大水头M最小水头M；平均水头M。5单机额定流量M3/S6单机最大流量M3/S7转速NRPM逸速NRRPM8转轮直径M9导叶数量X1片；10转轮叶片数量X2片；11水轮机最大正向推力KN12水轮机最大反向推力KN；13水轮机总重量T，其中最大吊装部件重量T14水轮机最大部件（外配水环）尺寸（长宽高M）；15流道单线图及管形壳、支柱外形尺寸图；16水轮机组埋件对土建要求；17水轮发电机基础荷载图表；18水轮机吸出高度（HS）M安装高程M。382发电机91型号；2台数台；3额定容量KVA4转速RPM逸速RPM5发电机转动惯量，GD2KNM26定子直径M,重量T；7转子直径M重量T；8发电机总装图及基础图。383起重机1型式；2台数台；3起重量主钩T；副钩T葫芦T；4起重机跨度M；5起重机轮数个；轮距M；轮压KN/个；6起重机基础钢轨型号；单位重量KG/M。提示设有主、副起重机的另行说明。轮压上、下游侧不对称且对结构设计有明显影响时，则详细写明。384调速器1型号；2外形尺寸；3重量KG；4基础图。385主变压器1型号；2台数台；3容量KVA4重量总重T；油重T；5外形尺寸长M，宽M，高M；6拆除冷却系统后尺寸长M，宽M，高M。386其它设备39楼面荷载（见表5）10表5楼面荷载表荷载均布活荷载,KN/M2固定设备重量,KG备注运行层屋盖进、尾水平台主要进水口平台供闸门安装、维修尾水平台或清污机行走、施工主厂房机组段进、尾水门工作桥期放置临时设施等主安装场安装场副安装场水泵层空压机室油库油处理室油化验室副厂房通风机室工具间开关室电缆层母线道中控室继电保护室通讯载波室厂用变室厂用盘室电工试验室电工修理室蓄电池室励磁变室办公室资料室会议室副厂房陈列室卫生间其他储藏室310结构材料和特性指标3101混凝土标号（见表6）表6混凝土标号表部位强度标号抗渗标号抗冻标号备注流道上、下游挡水墙集水井水下部分进、尾水渠11楼盖屋盖框排架吊车梁工作桥公路桥水上部分开关站构架提示特种混凝土另详如二期混凝土中的膨胀混凝土，多泥沙河流的耐磨蚀混凝土等。3102钢筋提示混凝土和钢筋材料的物理力学指标、结构安全系数，水下部分按SDJ2078取值，水上部分按GBJ1089取值3103其它结构材料提示常用其它结构材料有特种钢结构材料、水泥、砖、石砌体等。如接力器基础混凝土有时要用膨胀水泥混凝土浇注。4布置和结构设计主要原则41布置原则1厂房在枢纽中的布置，遵照初步设计审批确定的方案进行。2河床式厂房的拦洪标准、挡水结构布置、基础处理应与本枢纽工程永久性闸（坝）相一致。3当洪水期上、下游水位差低于水轮机最小发电水头时，机组流道不作泄洪通道用。提示厂房流道兼作泄洪道者，应专门研究机组适应性和水工结构。4因机组或电力系统故障而突然停机，引起电站来水与泄水不平衡，所造成的库水位和下游水位变化的影响，应采取相应工程措施解决。5厂房进水部分应结合枢纽布置，妥善解决泥沙、漂浮物和冰凌等对进水条件和结构的影响。因厂房流道进口底板低于河床，流道与河床以适当坡度平顺衔接；进水渠宜设拦排沙坎，以防推移质进入流道。6厂区布置应控制排水集雨面积和考虑厂区排水措施，合理组织排水通道，减少厂区强制排水量。厂区地平标高宜低于厂内地平标高。7妥善处理厂坝连接关系，注意边机组段的结构稳定和应力。8厂房只设进、尾水检修闸门，不另设快速事故闸门。42结构设计原则121厂房结构应在强度、变形、稳定、抗裂、抗渗、防震和耐久性等方面满足使用要求；结构型式力求简单、受力明确和便于施工。2厂房所有构件应作强度计算；细长杆件和薄壁构件应验算其变形和稳定；对吊车梁、厂房构架、闸门启闭工作桥、大跨度屋盖、楼盖应作变形验算，一般结构只作静力分析计算；水下结构应验算抗裂或裂缝开展宽度。3主厂房机组段和安装场楼面采用混凝土现浇结构；屋盖宜采用预制混凝土构件和钢屋架。提示可以采用其它结构形式，如预制楼面、屋盖、钢筋混凝土屋架，现浇钢筋混凝土楼面、屋盖、屋架、活动屋盖等。当采用大跨度钢筋混凝土屋架时应仔细考虑制作、运输、安装。4当机组（或管形壳、屋水管里衬等）采用分期安装、分期投运时，应对相应工况的结构作稳定、应力等补充分析。5厂房结构分缝主厂房机组段和安装场沿横向设伸缩缝，沿纵向不设永久缝。主厂房机组段采用单机单缝。提示主厂房机组段亦可采用一机一缝或多机一缝，安装场亦可不分缝。机组段尚可采用水下部分多机一缝，上部结构每机组段设伸缩缝。当机组段水流向长度很长时，纵向是否设缝应予研究。6施工流程对结构产生影响的应予验算，并在结构设计中提出施工工艺要求或加以说明。5厂房整体稳定及地基应力计算51计算原则提示1技术设计阶段的厂房布置和结构尺寸相对初步设计阶段有变化时，应重新计算厂房沿建基面的抗滑稳定和基础面的垂直正应力，并计算厂房沿地基内部软弱夹层面的深层抗滑稳定，还应验算厂房的整体抗浮稳定。2厂房整体稳定和地基应力计算，应分别以中间机组段、边机组段和安装场段作为独立整体计算，整体稳定安全系数及地基边缘应力控制条件按挡水坝标准。边机组段和安装场段有侧向水平压力时，应按双向水平压力作用下计算其整体稳定和地基应力。3厂房整体抗滑稳定按抗剪断公式（建基面）或抗剪强度公式（深层滑动面）计算。厂房地基面上的垂直应力计算采用偏心受压材料力学公式（地基条件复杂的可采用有限元法）计算。4当厂房整体结构稳定或应力计算结果不满足规范要求时，应调整厂房布置。如调整厂房止水布置、帷幕位置、永久缝间距、修改结构尺寸等。5厂房机组采取分期分批安装并投入运行的，应对施工期的稳定和应力作计算13分析，结合施工总进度安排分析结构可能出现的最不利工况，并提供处理方案。应特别注意采用厂内桥吊安装管形壳时对稳定和应力的影响。52厂房整体稳定及地基应力计算内容1中间机组段抗滑、抗浮稳定及应力计算；2边机组段抗滑、抗浮稳定及应力计算；3安装场段抗滑、抗浮稳定及应力计算；4稳定及应力计算成果表。提示1先计算检修工况时的中间机组段，厂房下游按最低或设计最低水位，如不满足安全要求应研究并调整布置。2接着计算校核水位时边机组段的稳定及地基应力，以及估算山墙结构应力，如不满足安全要求，则研究调整布置。53荷载及荷载组合荷载及荷载组合见表7。表7荷载及荷载组合表荷载组合计算情况上下游水位结构自重永久设备重水重回填土压力静水压力扬压力浪压力冰压力土压力地震力备注上游正常蓄水位下游最低水位土压力视实际情况定正常运行上游设计洪水位下游相应洪水位基本组合机组检修上游正常蓄水位下游检修水位水重只计上下游侧检修闸门以外的非常运行上游校核洪水位下游校核洪水位地震情况上游正常蓄水位下游最低尾水位特殊组合施工情况上游正常蓄水位或相应施工阶段洪水位下游设计洪水位或相应洪水位结构自重只计已施工完的部分注1表中打“”者表示应考虑的项目2表中机组检修时段定为月至月，检修水位为该时段洪水重现期为年时的上、下游水位。提示施工期稳定、应力分析中，上下游水位有可能出现流量小于设计洪水流量，而上游水位高于设计洪水位，下游水位低于设计洪水位情况，表中所示下游“相应洪水位”即指此。施工期的荷载按具体情况定。1454厂房整体抗滑稳定计算的安全系数厂房整体抗滑稳定计算的安全系数，见表8。表8厂房整体抗滑稳定计算安全系数表荷载组合计算情况特殊组合基本组合无地震有地震抗剪断K302523抗剪K1110510计算公式（1）FWCAP（2）KF55厂房抗浮稳定各种工况的抗浮稳定安全系数不小于11，按下式计算（3）KWUF施工期的抗浮稳定，应予注意。56厂房地基面上的垂直正应力控制厂房地基面上的垂直正应力（计入扬压力）控制（按材料力学公式）。MAXKN/M2MINKN/M2。6主厂房机组段设计61主厂房机组段布置根据初设布置和最终厂家资料作技设阶段的机电布置和水工结构布置。提示主厂房有单层布置方式（即只有一层运行层，常布置调速器、机旁盘等）和双层布置方式（运行层分为上下两层，一般上层布置油压装置、调速器等设备，下层布置电缆和油、气、水管路），如布置上无特殊困难，宜采用单层布置方式。62主要结构尺寸151机组间距M；2中间机组段长M；3边机组（号机组）段长M；4伸缩沉降缝宽CM5安装高程M6运行层高程上层M下层M；7主厂房上下游墙间净距M；8水轮机、发电机纵轴线距离M9行车大梁顶高程M，轨顶高程M。63结构布置提示1结构布置型式有多种，通常主厂房上游墙和临河山墙（边机组段）采用墙墩结合结构作为挡水承力结构。山墙跨度过大且承受一定水压力时，边机组段常在主厂房下游侧加纵墙，甚至纵墙贯穿全部主厂房和安装场以取代框、排架和吊车梁。亦有分段采用纵墙和框排架混合布置的。2主厂房机组段上游墙与流道进口的闸墩（流道进口两侧墙）和流道顶板组成上游挡水承力结构。3机组段横墙（山墙）与上游墙及流道中段、尾水管段、下游墙（中纵墙）和尾水管上的纵横墙组成挡水承力结构。4主厂房机组段内设发电机、水轮机安装孔、盖板、安全拦杆（可拆式）。64结构计算1墙体结构提示1上游墙以闸墩（流道进口左右侧墙）、流道顶部为边界近似按板用结构力学或弹性力学方法计算，并对节点受力作适当分析处理。建议采用有限元法作应力分析。2边机组段山墙以厂房上游纵墙、中纵墙和尾水管上纵墙以及流道顶板为边界、按结构力学或弹性力学方法作结构计算，并酌情处理节点内力。建议采用有限元法计算。2楼面结构提示1双层运行层的上层按普通楼面考虑安装检修时可能临时放置设备和正常运行所吊挂的电缆、管道等的需要，用结构力学方法作结构计算。2单层运行层可在流道中段结构计算中处理。电缆管路廊道或电缆沟则按普通楼面结构计算。3框排架结构提示1机组段下游侧框（排）架结构按结构力学法计算。如厂房下游纵墙（尾水管上纵墙）和副厂房楼面梁板结构及框排架整结时，则应考虑下游墙变形将力通过梁板传给框排架所造成的影响。162框排架与行车梁整结时，结构应作纵向计算。4发电机井与水轮机井盖板结构计算提示按钢结构或钢筋混凝土结构分别计算。发电机井盖板留进人孔，水轮机井盖板应隔音。7安装场设计71安装场布置711结构型式提示常用布置形式有河床式、半河床式（单向挡水）、坝后式，混凝土墙体结构和框排架结构（河床式多用大体积墙体结构、半河床式多为混合型结构，坝后式多为框、排架结构）。712安装场位置、面积与结构布置提示安装场位置、面积与结构布置考虑的因素有1安装场位置宜布置于厂房一端，且应大件进场与机组安装、检修均方便；2设副安装场或不设副安装场；3是否利用主厂房机组段作临时安装场（机组台数较多时可考虑利用）；4安装场高程与主厂房机组段运行层高程同或不同；5机组台数和安装工期与安装场段长度关系,一般按一台机组五大件（发电机定子、转子、外配水环、水轮机转轮、大轴与轴承）布置定长度；6多层布置或单层布置，当利用安装场下部作副厂房用则为多层，不利用为单层（直接座于地基上）；7大件入场尺寸（应考虑是否带包装）、入场方式（卷扬机拖运入场、平板车拖运入场、汽车入场或从屋顶垂直吊运入场），应考虑大件入场的空间尺寸（平面、立面），再定进场大门的高度和宽度，同时考虑大门形式对大件入场有无影响；8主变压器入场检修否，是否设变压器运输轨道；9坝后式安装场应分析有无地下水压力作用；10框排架、行车大梁、牛腿、车档等布置；11安装时最大部件翻身与最大吊高（一般应考虑外配水环翻身）；12各大部件的外形尺寸、重量，组装时铺垫方式；13行车运行和检修的交通；14行车试载方式、试重块、吊物孔。72结构计算1荷载提示安装场的荷载主要有1永久荷载结构自重（包括所填土、石重）土压力。2可变荷载水压力、扬压力、楼面活载、吊车荷载、风载、温度荷载、施工荷17载等。3楼面活荷载应考虑发电机转子、定子、水轮机转轮、机组大轴、外配水环、主变压器及试重块等大件活荷载（必要时尚应考虑管形壳组装和配水环组件荷载）。多台不同容量主变压器应分别计算活荷载。4吊车梁荷载应考虑发电机转子、定子、水轮机转轮、外配水环（必要时应考虑管形壳组装和吊装，外配水环安装必须验算）及吊车自重，计算其最大轮压作为设计荷载。应注意吊车超载试验时所产生的轮压对吊车梁设计的影响。5吊车的水平活荷载除考虑纵向、横向制动力外，尚应分析挤轨力（行车行走时可能因设备制造和安装、轨道安装、运行等）方面的问题产生挤轨力，分析后作适当考虑。2梁、板、柱根据结构布置按结构力学方法计算内力，按钢筋混凝土结构计算配筋。柱按偏心受压构件计算配筋。提示设有变压器轨道的梁在设计计算中应考虑轨道二期混凝土对结构有效截面的影响。3吊车梁提示采用连续式牛腿作吊车梁的，当厂房长度较大时，建议行车轨道中心至牛腿外沿距离不小于35CM，牛腿尺寸可按普通牛腿尺寸拟定，应力分析可用结构力学方法或有限元法。吊车梁按弯、剪、扭分别计算，剪扭箍筋叠加；主应力验算则将竖向剪应力和扭剪应力叠加。预应力吊车梁应考虑施加预应力后梁产生反拱的影响。4厂房构架当构架与挡水结构有结构联系时，应核算挡水结构受力状态对其的影响。5吊物孔盖板按单向或双向板计算，活荷载应参照周边板面活荷取值，一般取1020KN/M2。6安装场下部结构根据布置型式作整体应力计算和结构应力计算，并配置钢筋，周边一般有挡土和防地下水渗透的要求。注24项参见SD33589结构设计部分。8副厂房设计81副厂房布置根据初设总体布置方案最终确定副厂房的建筑结构布置。副厂房布置考虑以下内容1层数、层面标高、平面尺寸；2各层用途，各房间用途；3是否设风道以及确定风道结构尺寸、风口布置；4油、气、水、电等对结构布置的要求（生活、生产、消防等供排水，油气系统管18路，电缆敷设方式与照明线路敷设方式等）；5梁、板、柱、墙结构尺寸的确定和全部开孔的位置和尺寸；6设备基础与埋件；7交通走廊、楼梯、电梯、屋面检修梯等；8防火、防水、防震、隔音减噪；9卫生设施；10门窗、过梁、圈梁（如防火门窗、隔音门窗、密闭门窗等）、吊顶；11屋面及排水；12墙及地面装修。提示副厂房布置于尾水管上部时，应考虑机组震动的影响，尤以小负荷运行和弃负荷时噪音和震动更大。当副厂房屋顶有公路通过时，应考虑其震动、噪音影响和伸缩缝防渗漏，安排房间用途时应注意。82副厂房结构计算1荷载参见SD33589副厂房各层楼面均布活荷载表，并根据机电专业所提活荷载或设备重量及运输就位方式等计算均布活荷载（风、雪、水荷载按实际情况处理）。2结构计算按结构力学方法和钢筋混凝土结构计算内力及配筋。9流道设计91流道布置1流道从厂房进水墩处起至尾水管出口处（包括尾水闸墩）止；2流道分三段；进口段；上游侧机组检修闸门（或工作门）以上至进水口闸墩，拦污布置于闸墩前部；中段（含管形壳段）从上游侧机组检修闸门至水轮机室；尾水管段（出口段）从转轮室至尾水管出口处（尾水闸墩）。提示流道分段划分并无明确规定，可根据实际情况变动。管形壳段在流道中段之内，也有简称流道中段为管形壳段的。3流道体形与尺寸根据厂家最终流道图确定结构尺寸，主要有进口段检修门后顶部弧段半径、园心和底部形状及尺寸；检修门槽尺寸及门楣结构尺寸；中段与尾水管段里衬材料、型式、结构尺寸；尾水门槽尺寸及门楣；通（排）气孔流道充水时的通排气。1992流道水力学计算应作流道水头损失和尾水管出口尾水渠反坡段的水力学计算。1流道进水口局部水头损失；进口水头损失和拦污栅水头损失；2进口段门槽水头损失；3尾水管段门槽水头损失；4尾水管出口水头损失；5主要运行工况时的总水头损失；6尾水管出口反坡段的坡比与坡顶高程选择计算。提示1一般可不作从进水口段检修门槽后至尾水管出口处的水头损失计算，该段水头损失在机组效率中已包括。该段的水头损失计算尚应在与厂家谈判机组定货时进一步明确。2拦污栅的水头损失可按SD30388（试行）推荐的公式计算。该公式未说明拦污栅横梁的影响，建议按（水工手册）上公式再计算一次，取两者中的大者。3尾水管出口反坡段水力学计算可参见古宾教授的水力发电站的“尾水渠逆向落差”计算一节。反坡取值宜结合施工的开挖出碴道路综合考虑。93结构计算931基本资料1流道结构布置图2厂房整体稳定与应力分析成果（中机组段、边机组段）；3厂家提供的荷载图和荷载表（包括接力器基础力图）；4地基与基础参数；5结构材料参数；6管形壳、尾水管里衬等金属结构图。932荷载与组合9321主要荷载混凝土结构自重、机电设备重、内水压力、外水压力（含扬压力）、地基反力、机组在各种运行工况时的作用力（机组制动力、突然停机时的作用力、机组飞逸时的作用力、发电机短路时的作用力、机组正常运行时的作用力）、地震力（根据工程所在地区地震情况而定）和施工荷载等。人群活荷载相对其它荷载而言很小，某些情况下可忽略。9322尾水管段的荷载及组合尾水管段的荷载及组合，见表9。表9尾水管段的荷载与组合荷载组合计算工况计算条件结构自重内水压外水压扬压力水重地基反力施工荷载地震力温度备注20正常运行上游正常水位，额定出力下游无弃水上、下游均为设计水位额定出力无弃水指全部机组按额定流量、额定水头发电时的设计出力基本组合检修工况上游正常水位，下游为设计检修时段的设计洪水位按尾水管内无水。如伸缩缝内有水，则先估算后再计算非常运行上、下游均为校核洪水位，机组继续运行上、下游均为校核水位，停机必须计算地震工况上游正常水位，电站额定出力无弃水特殊组合施工工况上、下游均无水，有施工机械荷重作用或混凝土浇筑中施工过程中的情况先估算判断，再定是否计算注表中打“”者为应考虑的项目9323流道中段的荷载及组合（管形壳段包括在内）主要荷载有结构自重、水重、内水压、外水压、扬压力、地基反力，以及通过管形壳立柱传递的各种运行情况下的作用力。人群活荷载可以忽略（见表10）。表10流道中段荷载与组合荷载荷载组合工况自重水重内水压力外水压力扬压力地基反力地震力温度机组作用力备注设计工况1正常运行机组作用力设计工况2正常运行机组作用力基本组合检修工况1校核洪水时机组作用力有可能已停机，仍需计算2正常运行时突然停机3机组飞逸转速时的作用力4发电机短路时的作用力按机组正常运行时发生短路特殊组合安装工况混凝土浇筑与管形壳安装过程中注1表中打“”者为应考虑的项目。2多机组厂房采用厂房封顶后装管形壳程序时，应考虑已有机组运行而又有管形壳正在安装和浇筑混凝土的情况，除作结构应力分析外，尚应作机组段整体稳定分析。213温度荷载考虑水温、气温对混凝土结构的影响；机组本身因温度作用引起的力一已在机组力图中提给。提示1管形壳立柱的工况较多，不同厂家的结构方式也有差异，力的表达方式不尽相同，但所考虑的工况基本相同。各种工况机组的作用力主要通过立柱传给混凝土结构。应根据厂家提供的荷载图选择最不利的工况进行计算。2混凝土施工方案和管形壳安装方案，以及初期运行方式的结构受力应予分析。3发电机井抗压盖板荷载通过盖板框架传给混凝土结构，成线荷载分布于框架周边。933机组力图简要说明（参见图1、图2）图1机组力图（供参考）1各个设备生产厂家所提力图表达方式不完全相同，本力图仅供参考。2本力图考虑了以下工况流道无水、流道充水（停机）、机组正常运行、机组突然停机、洪水位（校核）、飞逸转速、机组制动、发电机短路。3图示方向的力为正。4各力简要说明F1发电机井抗压盖板自重及各种工况图2机组力图所有的水压（自重力向下为“”）；22（供参考）F2作用于外墙环（外管形壳）上的顺流向力；T扭矩（KNM）动水作用于管形壳、导叶上的扭矩；F3T作用于立柱上的静水压、自重、浮力；F3B作用于立柱上的动水压、自重、浮力、转轮推力；F4作用于立柱上的垂直向发电机转子不平衡力；F5作用于立柱上的大轴扭矩反作用力、导叶扭矩、发电机转子不平衡力；F6机组下导流墩由自重、浮力引起的作用力；F7水轮机井上游面由静荷载和自重引起的力；F8水轮机井下游面由静荷载和自重引起的力；F9导叶接力器的作用力（液压系统最大压力、弹簧力）；F10径向（垂直）每个立柱承受的温差作用力（机组与混凝土结构间温差）。934结构计算内容与方法1尾水管段结构计算尾水管段结构计算，可采用结构力学方法或有限元法。用结构力学法计算时，按垂直于流向的平面框架作应力分析，并考虑结构杆件厚度影响（参见图3）。采用有限元法分析时，整个尾水管作为一段计算。2管形壳段计算不计管形壳里衬的作用，由钢筋混凝土结构承受全部内外荷载。用结构力学方法作近似计算，或用有限元法计算。图3用结构力学方法计算时，按环向受力计算；管形尾水管结构断面简图壳的上立柱混凝土段可近似按梁或深梁计算，以管形壳两侧混凝土墙作为梁支点。按有限元分析时，可取从上游侧防洪墙至尾水管起点断面之间的一段（即流道中段）作整体分析。管形壳立柱与混凝土交接处应力集中，此处的配筋应相对加强，并应适当考虑结构长期震动和动荷载的影响。3抗压盖板框架（发电机井）计算提示1抗压盖板框架作用于混凝土结构的力为线荷载，主要产生剪力。通常结构强度富余大，作应力估算并按构造配筋。4灯泡体支墩计算由于支墩受力较小且为垂直荷载，结构强度富余较大，可按构造配筋。23提示1尾水管通常有一段钢衬，施工中混凝土不易密实造成渗水，一般利用里衬预留孔作水泥灌浆或化学灌浆。2管形壳段的外管形壳与混凝土的接合也常有空隙，为适应震动荷载的长期作用和防止渗漏，也应作灌浆处理。3对管形壳立柱传来的集中力产生的影响及梁的立柱应力方向要配置足够的钢筋。特别是主拉应力方向。10进水口与工作桥设计101进水口与工作桥结构布置提示1根据初步选定的进水口基本形式和本阶段已确定的闸门启闭方式、启闭机结构特点及荷载、闸门尺寸与存放方式、拦污栅布置及其安装、检修方式和清污机特点、荷载等，确定结构布置尺寸。2进水口过流部分轮廓、应根据厂家最终确认的流道形体予以确定。3当进水口段布置有公路桥、铁路桥或其它建筑物（如过江电缆道）时，应综合考虑，避免产生矛盾。4进水口闸墩顶部兼作清污机工作平台和闸门、拦污栅的检修安装平台时，结构布置应充分考虑使用功能要求，同时注意施工阶段可能有的特殊情况。5进水口闸墩和厂房挡水结构，应综合考虑作为厂房挡水结构组成部分的结构特点。6设有启闭机工作桥且兼作拦污栅安装、检修之用时，如采用移动式启闭机，应注意水平荷载的影响。7进水口底板与闸墩整体固结。8进水口有清污设施时，除考虑运行、检修的交通要求外，尚应考虑出污交通。102结构计算提示1进水口主要承受自重、水重、扬压力、地基反力等荷载,视止水布置情况可能还有侧向（缝间）水压力。2当闸墩与底板整体固结时，可按形结构计算；当闸墩很高时，按结构计算出现强度难以满足设计要求时，应将挡水墙与闸墩按水平向切条和重直向切条综合试算。有条件时按空间有限元法计算。3如机组开停机会造成结构承受水压差时，应作强度核算。进水口设有胸墙的,胸墙应作结构计算，荷载除自重力外，并考虑风浪压力、机组开机和甩负荷产生的动水压力、清污设备的作用力，以及施工中可能产生地荷载。结构按板计算，如产生轴向拉力的则按偏心受拉构件计算配筋。4边机组段的边墩受力情况如与中间机组段不同时，则应另行计算。5闸墩顶作为闸门检修平台或清污机行走平台时，应计算检修时的结构强度，并考虑施工过程中的受力情况。闸门锁定于门槽内且门页可能位于水下时，应注意锁定的可靠性。2411尾水平台、工作桥与尾水渠设计111尾水平台与工作桥布置尾水平台主要用来布置尾水闸门启闭机工作桥，检修尾水闸门，存放和锁定尾水门等。应选择适当频率的尾水位，以确定尾水平台高程。本工程确定闸门检修时段为月月，相应时段洪水重现期为年，尾水位为M，平台顶高程为M。工作桥顶面高程M，结构尺寸应考虑启门机荷载要求和安装检修的交通要求。框架处于洪水位以下时，框架柱应考虑泄洪时下游壅浪影响或漂浮物撞击。应注意尽量方便运行、检修、交通。提示1尾水平台采用龙门吊启闭闸门时，不设启闭机工作桥，平台由闸墩、梁板构成。2尾水平台或工作桥的梁板结构，如位于洪水位以下时，或可能受洪水壅浪影响时，梁板结构计算应考虑洪水的影响，板宜按双面配筋。112尾水平台结构计算梁、板、框排架计算主要的荷载有结构自重、启门机荷载（空载行走、重载行走、定位启门等）、闸门安装与检修的荷载、人群荷载、风荷载、以及可能的水或浪的作用力等，分别按动载或静载作用，用结构力学方法计算内力并配筋。框排架柱受洪水影响时，柱配筋计算中应考虑最不利N值工况。113尾水渠尾水渠包括从尾水管出口至天然河床的一段。尾水管出口明渠反坡段的坡比采用，反坡段末端高程根据水力学计算结果确定，尾水渠反坡段的混凝土护面厚度采用CM，反坡段后护面混凝土延长M。提示1尾水渠布置应尽量避免泄洪时的回流淤积影响，防止电站的水头减小。2机组可作壅浪控制运行或有空放功能时，应考虑未作功的水流对尾水渠的影响。3尾水渠反坡坡比应结合施工情况综合考虑选定。4在各种运行工况下的尾水渠出口流速，均应小于尾水管出口流速，并计入从尾水管出口至尾水渠（厂房下游水位流量关系曲线断面）的能量损失。12厂顶、坝顶交通设计提示1厂顶与坝顶交通公路桥设计标准应相同（当有特殊施工荷载且大于公路设计标准时可不相同），均按设计等级的公路桥标准设计。2公路桥布置在厂房上游侧时，桥面应高出上游校核洪水位（泄洪时通常为厂前水位高于坝前水位），布置于厂房下游侧时应高于下游洪水位。3桥面人行道应高于桥面，如发生交通事故可能造成水工建筑物损害时应加强结构安全措施。13排（拦）沙设施设计25提示1灯泡式机组流道进口底板高程一般低于河床，在有推移质的河床中应在进水口上游设拦沙坎，并与流向成一角度，尽量使泥沙随泄洪水流输往下游。2拦沙坎高程应尽量不影响各种发电水位的进水流态和增加额外水头损失。多泥沙河流，应考虑设专门的冲沙孔，注意防止沙石堵塞影响闸门的启闭。14厂房下游侧防洪结构与厂区布置设计141厂房下游侧防洪设计提示灯泡式机组电站的下游洪水位一般较高，应考虑防洪要求。1厂房下游侧挡水结构常用布置方案有利用厂房下游墙（尾水管上）与闸墩构成挡水结构，或于尾水管上另设挡水墙（与厂房下游墙分开）与闸墩构成挡水结构。2防洪墙可用有限元法分析内力并计算配筋。按结构力学法计算内力时，墙作为板以闸墩和尾水管为边界计算。142厂区内进厂道路，主变与主、副厂房、开关站等之间的交通布置提示1当机电设备垂直进厂安装和检修时，厂区可以省略或取与安装场高程不同。2厂区布置应注意集雨面积和暴雨强度影响，组织好地面排水，确定适当的集水井容积和排水泵容量，防止地面水淹入主厂房。设有自流排水的集水井时，应有措施防止洪水倒灌。15厂房结构与混凝土施工提示1灯泡式机组厂房的主体工程均在水下，承受很大的水荷载和机组运行中的振动荷载。结构设计与混凝土施工应结合考虑，防止施工中发生意外裂缝，造成建成后渗水、漏水；必要时应作施工期结构应力计算和配筋。2管形壳段的安装与混凝土浇筑，应考虑施工过程中的荷载变化和一期混凝土的体型，既要