天花板水电站金属结构布置及设计

第 3 7卷第 6期 2 0 1 1 年6 月 水 力 发 电 天 花 板 水 电 站 金 属 结 构 布 置 及 设 计 何 玉 新 胡霜 天 中国水 电顾 问集 团北京勘测设计研 究院 北京1 0 0 0 2 4 摘要 根据 天花板水 电站枢纽 布置特点 和要求 进行 各部 位金 属结 构的布置及设计 介绍 了相关部位 闸门和启闭 机等设备的参数及结构特点 可供类似 工程参考 关键词 金属结构 拦污栅 闸门 启 闭机 天花板水电站 M e t a l S t r u c t u r e La y o u t a nd De s i g n f o r Ti a n h u a b a n Hy d r o p o we r S t a t i o n He Yu x i n Hu S hu a n g t i a n H y d r o C h i n a B e ij i n g E n g i n e e ri n g C o r p o r a t i o n B e i j i n g 1 0 0 0 2 4 C h i n a Abs t r ac t T he me t a l s t r uc t ur e s i n Ti a nh ua b a n Hy d r o po we r St a t i o n a r e a r r a n g e d a n d d e s i g n e d a c c o r d i n g t o t h e c ha r a c t e ris t i c s a n d r e q u i r e me n t s o f t h e h y d r a u l i c s t r u c t u r e s l a y o u t T h e p a r a me t e r s a n d s t r u c t u r a l c h a r a c t e ri s t i c s o f g a t e s a n d h o i s t s a r e i n t r o d u c e d h e r e i n Th e p r a c t i c e c a n b e a s r e f e r e n c e t o s i mi l a r p r o j e a t s Ke y W o r d s me t a l s t ruc t u r e t r a s h r a c k g a t e h o i s t T i a n h u a b a n Hy d r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 T V 7 4 T V 7 4 2 2 7 4 文献标识码 B 文章编号 0 5 5 9 9 3 4 2 2 0 1 1 0 6 0 0 8 5 0 3 天 花 板 水 电 站 金 属 结 构 设 备 分 别 布 置 在 泄 水 引 水 尾 水 建 筑 物 和 施 工 导 流 建 筑 物 相 关 部 位 设 各 种 门 槽 栅 槽 共 2 0孔 闸 门 拦 污 栅 共 l 9扇 启 闭机 l 3台套 金属 结构 总工 程量 约 1 7 9 5 t 1 泄水建筑物金属结构设计 1 1 泄水建 筑物 金属 结构 布置 泄 水 建 筑 物 由 3个 溢 流 表 孔 2个 泄 洪 中 孔 和 1 个 排 沙 孔 3个 溢 流 表 孔 每 孔 设 置 1扇 弧 形 工 作 闸 门 分 别 采 用 1台 2 x 2 5 0 k N 固 定 卷 扬 式 弧 门 启 闭 机 启 闭 2孑 L 泄 洪 中孔 每 孔 各 设 置 1扇 事 故 闸 门 和 1扇 弧 形 工 作 闸 门 事 故 闸 门 布 置 在 进 口 处 工 作 闸 门 布 置 在 出 口 处 事 故 闸 门 分 别 采 用 1台 3 2 0 0 k N 固定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 该 两 台 事 故 闸 门 启 闭 机 由 1台导 流 封 堵 闸 门 2 x 3 2 0 0 k N 固定 卷 扬 式 启 闭 机 改 造 而 成 工 作 闸 门 分 别 采 用 1 台 2 0 0 0 k N 固定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 1个 排 沙 孑 L 设 置 1扇 事 故 闸 门 和 1扇 弧 形 工 作 闸 门 事 故 闸 门 布 置 在 进 口 处 工 作 闸 门 布 置 在 出 口 处 事 故 闸 门 采 用 1 0 0 0 k N 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 工 作 闸 门 采 用 8 0 0 k N 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 1 2表孔 闸 门及 启 闭机 由 于 电 站 水 库 水 位 每 年 均 有 近 2个 月 的 时 间 低 于表 孔 堰顶 高程 1 0 6 2 5 0 m 工 作 闸 门及 门槽 具 备 检 修 条 件 故 工 作 闸 门 上 游 侧 不 设 检 修 闸 门 溢 流 表 孑 L 工 作 闸 门处 孔 口宽 1 0 IT I 底 坎 高 程 1 0 6 2 4 1 8 m 挡 水 水 位 按 正 常 蓄 水 位 1 0 7 1 0 0 m 设 计 底 坎 水 头 8 5 8 2 m 闸 门 高 度 9 0 8 6 m 含 超 高 约 0 5 m 支 铰 中 心 线 按 渲 泄 校 核 洪 水 时 不 冲 支 铰 等 原 则确 定 在 1 0 6 8 5 0 m 高程 闸 门运行 工 况 除全 开 全 关 外 还 要 求 能 够 局 部 开 启 工 作 闸 门 采 用 主 横 梁 斜 支 臂 球 铰 结 构 形 式 面 板 曲 率 半 径 为 1 2 m 吊 点 布 置 在 面 板 上 游 侧 吊 点 间 距 为 6 i n 主 横 梁 支 臂 为 焊 接 工 字 钢 结 构 支 臂 与 主 横 梁 和 铰 链 之 间 分 别 采 用 法 兰 式 螺 栓 连 接 闸 门 主要 承 重构 件 均 采 用 Q2 3 5 一 B焊 接 结构 侧 止 水 采 用 L形 水 封 底 止 水 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 支 铰 轴 承 采 用 自润 滑 球 面 滑 动 轴 承 工 作 闸 门用 2 x 2 5 0 k N 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 扬 程 1 6 m 启 闭 速 度 1 0 2 m mi n 1 2号 表 孔 弧 形 工 作 闸 门 的 启 闭 机 布 置 在 高 程 1 0 9 3 0 0 m 的 启 闭 机 室 内 与 两 个 泄 洪 中 孑 L 的 同 定 卷 扬 式 启 闭 机 布 置 在 收 稿 日期 2 0 1 1 0 4 0 8 作者简介 何玉新 1 9 7 9 一 男 辽宁大连人 工程师 主要从 事 金 属 结构 设 计 工 作 r P o w e r V o 1 3 7 N o 6 l 圈 水 力 发 电 2 0 1 1 年 6月 同 一 个 启 闭 机 室 内 3号 表 孔 弧 形 工 作 闸 门 启 闭 机 单 独 布 置 在 高 程 为 1 0 8 5 8 0 1 T I 的 启 闭 机 室 内 启 闭 机 为 现 地 和 远 方 两 种 控 制 方 式 1 3中孔 闸门及启 闭机 泄 洪 中孔 事 故 闸 门 处 孔 口尺 寸 为 5 mx 8 m 宽 高 下 同 底 坎 高 程 1 0 2 0 0 0 m 挡 水 水 位 按 正 常 蓄 水 位 1 0 71 0 m 设 计 底 坎 水 头 51 0 0 m 闸 门 门 槽 倾 斜 布 置 其 门槽 中 心 线 与 垂 直 夹 角 为 5 1 3 闸 门操 作方 式为 动水 闭 门 静水 启 门 动水 闭 门时 利 用 门顶 水 柱 启 门 时 由设 置 在 门 顶 1个 4 0 0 mm 充 水 阀 充 水 平 压 不 平 衡 水 压 差 为 3 m 事 故 闸 门 采 用 滑 动 支 承 止 水 布 置 在 下 游 侧 门 叶主 要承 重 结构 件 采用 Q 3 4 5 一 B焊 接结 构 门 叶 沿 高度 方 向分为 3个 运 输单 元 现 场安 装 时采用 连 接 板 焊 接 成 一 个 整 体 闸 门 顶 侧 止 水 采 用 P形 橡 塑 复合水封 底止 水采用 刀形橡胶 水封 事故 闸 门 2台 3 2 0 0 k N 固定 卷扬式 启 闭机 扬 程 5 9 m 启 闭速度 1 9 m rai n 与 1 2号 溢 流表 孔 弧 门启 闭机 布置 在 同一 个启 闭机室 内 现地 控制 泄 洪 中 孔 工 作 闸 门 处 孔 口 尺 寸 为 5 0 mx 6 5 m 底坎高程 1 0 2 o 0 0 m 挡水水位按正 常蓄水位 1 0 71 0 I n设 计 底 坎 水 头 5 1 0 0 I T I 弧 形 工 作 闸 门支 铰 高 程 为 l 0 2 8 1 0 m 弧 面 半 径 l 1 m 闸 门 运 行 工 况 为 全 关 全 开 和 局 部 开 启 3种 工作 闸 门结 构采 用 主纵 梁 直支 臂 圆柱铰 形 式 主 纵 梁 支 臂 为 箱 形 结 构 支 臂 与 主 纵 梁 和 铰 链 之 间分 别 采 用 法 兰式 螺 栓 连 接 闸 门 的 主要 承 重 构件 均采 用 Q3 4 5 一 B焊接 结 构 支 铰 轴 承采用 自 润滑 滑动 轴承 闸门侧水 封 采用 1道 P形 橡塑 复合 水 封 底 水 封 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 顶 水 封 除 门 体 顶 部设 1道 P形水 封 之外 在 门楣埋 件 上设 置 1道 铰 链 式 水 封 闸 门 纵 梁 梁 格 内 浇 筑 铁 砂 混 凝 土 作 为 配 重 工 作 闸 门 的 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 扬 程1 0 1T I 启 闭 速 度 0 8 5 m mi n 该 启 闭机 布 置 在 底 板 高 程 为 1 0 4 2 0 0 m 的启 闭 机 室 内 启 闭机 室顶 部 设有 1 套 1 0 k N 手 拉 葫 芦 用 于 该 启 闭 机 的 检 修 启 闭 机 控 制方式 为现地 和远方两 种 1 4排沙孔 闸 门及 启 闭机 排 沙 孔 事 故 闸 门 处 孔 日尺 寸 为 2 m 4 1 3 底 坎 高程 1 0 2 5 0 0 m 挡 水 水 位 按 正 常 蓄 水 位 l 0 7 1 0 V i a 设 计 底 坎 水 头 4 6 m 闸 门 门槽 倾 斜 布 置 其 门 槽 中 心 线 与 垂 直 夹 角 为 4 6 5 闸 门 操 作 方 式 为 动 水 闭 门 静 水 启 门 动 水 闭 门 时 利 用 门 顶 水 柱 启 门 时 由设置 在 门顶 1个 2 0 0 mm充水 阀充 水平压 不 平 衡 水 压 差 为 3 n l 圈W a t e r P o w e r V o 1 3 7 N o 6 事 故 闸 门 采 用 滑 动 支 承 面 板 和 止 水 均 设 在 下 游 侧 门 叶 主要 承 重构 件 采 用 Q2 3 5 一 B焊 接 结 构 门 叶 制 作 为 一 个 整 体 运 输 闸 门 顶 侧 止 水 采 用 P 形 水 封 底 止 水 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 事 故 闸 门 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 扬 程 5 4 r n 启 闭 速 度 1 6 3 m mi n 该 启 闭 机 布 置 在 底 板 高 程 为 1 0 8 5 7 5 m 的 启 闭 机 室 内 启 闭 机 室 设 有 1套 1 0 k N 手 拉 葫 芦 用 于 启 闭 机 检 修 启 闭机 为 现 地 控 制 排 沙孔 工作 闸 门处孑 L口尺 寸 2 m 3 m 底 坎高 程 1 0 2 5 0 0 m 挡 水 水 位 按 正 常 蓄 水 位 1 0 7 1 0 0 m 设 计 底 坎 水 头 4 6 m 弧 形 工 作 闸 门 支 铰 高 程 为 1 0 2 9 0 0 m 弧 面 半 径 5 5 1 7 1 闸 门 结 构 采 用 双 主 横 梁 直 支 臂 圆 柱 铰 型 式 主 横 梁 支 臂 为 工 字 形 结 构 支 臂 与 主 横 梁 和 铰 链 之 间 分 别 采 用 法 兰 式 螺 栓 连 接 闸 门 的 主 要 承 重 构 件 均 采 用 Q2 3 5 一 B焊 接 结 构 支 铰 轴 承 采 用 自 润 滑 滑 动 轴 承 闸 门 侧 水 封 采 用1道 P形 橡 塑 复 合 水 封 底 水 封 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 顶 水封 除 门体顶 部设 1道 P形水 封之 外 在 门楣埋 件 上 设 置 l道 铰 链 式 水 封 闸 门 梁 格 内 布 置 铸 铁 块 作 为配重 工 作 闸 门 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 扬 程 6 m 启 闭速 度 0 9 6 m mi n 该 启 闭机 布 置在 底 板 高程 为 1 0 3 7 0 0 m 的 启 闭 机 室 内 启 闭 机 室 顶 部 设 有 1套 1 0 k N手 拉 葫 芦用 于 该启 闭机 的 检修 启 闭机 控 制 方 式 为 现 地 和 远 方 两 种 2 引水建筑物金属结构设计 2 1 引水 建筑 物的 闸门及启 闭机布 置 天 花 板 水 电 站 引 水 建 筑 物 金 属 结 构 设 备 布 置 在 进 水 口前沿 开 始 向下 游侧 分 别 设 置 1道 拦 污栅 1道检 修 闸 门和 1道 事 故 闸 门 检修 闸门 和事 故 闸 门 分 别 由 1台 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 在 拦 污 栅 的 上 游 侧 设 置 1道 清 污 耙 斗 导 槽 为 方 便 运 行 在 进 水 口右 侧 还 设 有 一 储 存 库 可 存 放 清 污 耙 斗 和 拦 污 栅 2 2进 水 口拦污 栅及启 闭机 拦 污 栅 槽 共 4孔 设 4扇 拦 污 栅 其 孔 口 尺 寸 为 4 mX1 8 1T 设 计 水 压 差 为 3 m 底 坎 高 程 为 1 0 3 2 O 0 m 拦 污 栅 为 平 面 直 立 式 采 用 滑 动 支 承 棚 条 厚 度 1 2 mm 间 距 1 5 0 mm 栅 叶主 体 结 构 为 Q 2 3 5 1 3焊 接 结 构 栅 叶 沿 高 度 方 向 分 为 7 节 节 间 用 吊 板 铰 接 拦 污 栅 为 双 吊 点 吊 点 间 距 4 4 I n 通 过 其 顶 部 拉 杆 锁 定 在 1 0 7 6 8 0 I l l 高 程 的 平 台 上 拦 污 栅 的 清 污 由 GD 2 5 0 0型 悬 挂 移 动 式 清 污 机 第 3 7卷第 6 期 何玉新 等 天花板水电站金属结构布置及设计 进 行 该 清 污 机 清 污 耙 斗 沿 清 污 耙 斗 导 槽 清 理 拦 污 栅 前 污 物 并 可 将 污 物 卸 至 进 水 口流 道 右 侧 的 临 时 堆 放 场 地 上 清 污 机 安 全 工 作 负 荷 为 2 5 0 0 k g 启 闭 扬 程 5 0 I n 启 闭 速 度 1 0 r n mi n 走 行 速 度 1 5 m rai n 拦 污 栅 的 检 修 由 1台 2 1 2 5 k N 悬 挂 移 动 式 电 动 葫 芦 配 合 拉 杆 进 行 2 3检 修 闸 门及启 闭机 进 口检 修 闸 门 槽 共 1孑 L 设1扇 检 修 闸 门 闸 门 处 孔 口 尺 寸 为 6 5 mx 8 4 m 底 坎 高 程1 0 3 2 0 0 I n 申 J 门 按 正 常 蓄 水 位 1 0 7 1 0 0 m 设 计 底 坎 水 头 3 9 m 闸 门 操 作 为 静 水 启 闭 启 门 时 由 门 顶 的 1个 2 4 1 mE 充 水 阀 充 水 平 压 不 平 衡 水 压 差 为 3 m 检 修 闸 门 采 用 滑 动 支 承 面 板 和 止 水 均 布 置 在 下 游 侧 门 叶 主 要 承 重 构 件 采 用 Q3 4 5 一 B焊 接 结 构 门 叶 沿 高 度 方 向 分 为 3个 运 输 单 元 现 场 安 装 时 采 用 连 接 板焊 接 成 一 个 整体 闸 门顶 侧 止水 采 用 P 形 水 封 底 止 水 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 检 修 闸 门 由 1台 1 0 0 0 k N 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 启 闭 扬 程 4 6 m 启 闭 速 度 1 6 3 m mi n 该 启 闭 机 和 下 游 侧 的 事 故 闸 门 启 闭 机 均 布 置 在 底 板 高 程 为 1 0 9 3 6 m 的 同 一 启 闭 机 室 内 启 闭 机 室 顶 部 设 有 1 0 k N 和 2 0 k N 手 拉 葫 芦 各 1套 分 别 用 于 检 修 闸 门 和 事 故 闸 门 启 闭 机 的 检 修 检 修 闸 门 启 闭 机 控 制 为 现 地 方 式 平 时 该 闸 门 锁 定 在 坝 顶 1 0 7 6 8 0 m 高 程 的 平 台 上 2 4事 故 闸门及启 闭机 进 水 口 事 故 闸 门 门 槽 共 1孔 设 1扇 事 故 闸 门 闸 门 处 孔 口 尺 寸 6 5 mx 8 2 I 13 底 坎 高 程 1 0 3 2 0 0 n 1 闸 门 按 的 正 常 蓄 水 位 1 0 7 1 0 0 m 设 计 设 计 水 头 为 3 9 m 校 核 洪 水 位 为 1 0 7 6 6 1 m 校 核 水 头 为 4 4 6 1 m 在 校 核 洪 水 位 机 组 要 参 与 泄 洪 启 闭 机 容 量 按 闸 门 在 校 核 洪 水 位 事 故 闭 门 核 算 闸 门 操 作 方 式 为 动 水 闭 门 静 水 启 门 动 水 闭 门 时 利 用 门 顶 水 柱 启 门 时 由设 置 在 门 顶 的 1个 b 6 0 0 I l lT I 充 水 阀 充 水 平 压 不 平 衡 水 压 差 为 5 1 1 1 事 故 闸 采 用 滑 动 支 承 止 水 布 置 在 下 游 侧 门 叶 主要 承 重构 件 采 用 Q3 4 5 一 B焊 接结 构 门叶 沿 高 度 方 向 分 为 3个 运 输 单 元 现 场 安 装 时 采 用 连 接 板 焊 接 成 一 个 整 体 闸 门顶 侧 止 水 采 用 P形 水 封 底 止 水 采 用 刀 形 橡 胶 水 封 事 故 闸 门 由 l台 3 6 0 0 k N 固 定 卷 扬 式 启 闭 机 启 闭 启 才 J 扬 程 4 6 m 启 闭 速 度 1 5 4 m mi n 该 启 闭 机 布 置 在 底 板 高 程 为 1 0 9 3 6 0 I n的 启 闭 机 室 内 启 闭 机 控 制 方 式 为 现 地 和 远 方 两 种 方 式 平 时 该 闸 门悬 挂 在 孑 L口上 部 以便 出 现 事 故 时 能 够 及 时 动 水 闭 门 3 尾水建筑物金属结构设计 3 1 尾 水建 筑物 金属 结构布 置 在 每 台 机 组 的 尾 水 管 出 J 处 各 设 置 1道 尾 水 检 修 闸 门 共 4孑 L 设 置 4扇 检 修 闸 门 尾 水 检 修 闸 门 由 设 置 在 高 程 为 9 7 4 0 0 m 的 尾 水 检 修 平 台 上 的 1 台 2 x1 6 0 k N 单 向 门机 配 合 自动 挂 脱 梁 启 闭 和 吊运 3 2尾水 检修 闸门及启 闭机 检 修 闸 门 处 孑 L口尺 寸 为 4 6 7 mx 4 3 m 底 坎 高 程 9 4 6 8 0 IT I 闸 门 按 下 游 设 计 洪 水 位 9 7 1 1 5 m 设 计 底 坎 水 头 2 4 3 5 m 闸 门 操 作 方 式 为 静 水 启 闭 启 门 时 由设 置 在 门顶 的 两 个 西2 4 1 mm 充 水 阀 充 水 平 压 不 平 衡 水 压 差 为 1 m 检 修 闸 门 采 用 滑 动 支 承 双 吊点 吊 点 间 距 2 6 3 r n 面 板 和 止 水 均 布 置 在 背 水 面 侧 门 叶 主 要 承 重 构件 采用 Q 2 3 5 一 B焊 接 结构 门叶 沿 高度 方 同分 为 2个 运 输 单 元 现 场 安 装 时 采 用 连 接 板 焊 接 成 一 个 整 体 闸 门 顶 侧 止 水 采 用 P肜 水 封 底 止 7 K采 用 刀 形