z乌溪江水电站枢纽布置及厂房排架设计(计算书)优秀模板

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。z乌溪江水电站枢纽布置及厂房排架设计(计算书)优秀模板第一章 基本资料目 录目 录- 1 -1 基本资料(见说明书)- 6 -2 水轮机- 7 -2.1 水电站水头的确定- 7 -2.1.1 的确定- 7 -2.1.2 设计低水位的确定- 8 -2.1.3 的确定- 8 -2.2 水轮机型号选择：- 8 -2.2.1 HL200型水轮机方案的主要参数选择- 9 -2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择- 10 -2.2.3 HL160型水轮机方案的主要参数选择- 11 -2.3.1调速功计算-

2、 12 -2.3.2接力器选择- 12 -2.3.3调速器的选择- 13 -2.3.4油压装置的选择- 14 -3 发电机- 15 -3.1 主要尺寸估算- 15 -32 外形尺寸估算- 16 -3.2.1平面尺寸估算- 16 -3.2.2 轴向尺寸计算- 17 -3.2.3 水轮发电机重量估算- 18 -4 混凝土重力坝- 19 -4.1坝底宽度- 19 -4.2 坝顶宽度- 19 -4.3 坝顶高程（241.3m，详见说明书）- 19 -图4-1 非溢流坝剖面图- 19 -4.4 稳定和应力校核（以下计算均取单宽=1m,混凝土采用 C20）- 20 -4.4.1基本组合- 20 -4.4.

3、2 偶然组合- 26 -图4-5 折坡面在校核洪水位时的示意图- 30 -5 溢流坝- 33 -5.1溢流坝孔口尺寸的确定- 33 -5.1.1 溢流坝下泄流量的确定- 33 -5.1.2 溢流孔口尺寸确定和布置- 33 -5.1.3 堰顶高程的确定- 33 -5.1.4 闸门布置- 33 -5.2 溢流坝的剖面布置- 33 -5.2.1 溢流面曲线- 34 -5.2.1.1 溢流前沿：- 34 -5.2.1.2 溢流段：（溢流面曲线采用WES曲线）- 34 - 34 -5.2.1.3直线段：- 34 -5.2.1.4反弧段设计- 34 -5.2.2溢流重力坝剖面如下图所示：- 35 -图5-

4、1 溢流坝剖面示意图- 35 -5.3溢流坝稳定验算- 35 -图5-2 溢流坝剖面在校核洪水位时的示意图- 37 -5.5.1鼻坎的型式和尺寸- 39 -5.5.2挑射距离和冲刷坑深度的估算- 39 -6引水建筑物- 40 -6.1 基本尺寸- 40 -6.1.1隧洞断面- 40 -6.1.2闸门断面- 40 -6.1.3 拦污栅断面- 40 -淹没深度- 41 -6.2 托马断面- 41 -6.2.1引水隧洞的水头损失- 41 - 43 -6.2.2 压力钢管的水头损失- 43 -6.2.2.1沿程水头损失（糙率取最大值0.013）- 43 - 43 - 43 -6.2.2.2局部水头损失

5、- 43 -6.2.3断面计算- 44 -6.3 调压室设计比较：- 44 -6.3.1 阻抗式调压室- 45 -6.3.2差动式方案- 48 -6.3.2.1最低波涌水位的计算- 48 -上游水库水位取最低水位M=0.5(两台增加到4台)- 49 -升管断面积- 49 -大井面积- 49 -6.3.2.2最高波涌水位的计算- 49 -上游水库水位取正常高水位- 49 -隧洞流量，水自升管流入大井时的孔口流量系数- 49 -水自升管流入大井的孔口阻抗系数- 49 - 49 -6.3.2.3 校核情况下最高波涌水位的计算- 51 -7 厂房- 54 -7.1厂房长度确定- 54 -厂房长度为装配

6、场长度与机组段总长度之和- 54 -7.1.1机组段长度- 55 -7.1.2端机组段长度- 55 -7.1.3装配场长度- 55 -7.2主厂房宽度确定- 55 -7.3 主厂房顶高程确定- 55 -7.3.1水轮机安装高程- 55 -7.3.2尾水管底板高程- 56 -7.3.3基岩开挖高程- 56 -7.3.4水轮机层地面高程- 56 -7.3.5发电机层地面高程（定子埋入式）- 56 -7.3.6桥吊安装的高程- 56 -7.3.7厂房顶部高程- 56 -8 专题：厂房排架设计- 57 -8.1排架布置及荷载- 57 -8.1.1恒载- 58 -8.1.2活荷载- 58 -8.2 荷载

7、组合- 59 -8.3 内力计算- 60 -8.3.1机组段排架- 60 -8.3.2 厂房端部排架- 62 - 62 -8.4 配筋计算- 63 -8.4.1 横梁配筋- 63 -8.4.2立柱配筋- 64 -参考文献- 68 - 1 基本资料(见说明书)2 水轮机2.1 水电站水头的确定2.1.1 的确定1. 校核洪水位+四台机组满发 Z=240.00m，=8530由获青水位流量关系曲线得：Z=128.33m= Z- Z=240.00-128.33=111.67m=96%×111.67=107.2m2. 设计洪水位+四台机组满发 Z=238.00m，=6280由获青水位流量关系曲

8、线得：Z=125.95m=238.00-125.95=112.05m=96%×112.05=107.57m3. 正常蓄洪水位+一台机组发电 Z232.5m.发电机出力N=4.5万千瓦则即水轮机出力为=4.6875万KW（96%为大中型水电站）根据N=9.8QH ，水电站的效率一般为85%即=85%.表2-1试算过程Q（）Z（m）Z(m)(m)(m)(万KW)55232.5115.53116.97112.295.1550232.5115.48117.02112.344.6845232.5115.44117.06112.384.22 由NQ关系曲线，N=4.6875万KWQ=50.2 Z

9、=115.48m=232.5-115.48=117.02m=96%×117.02=112.34m4. 正常蓄洪水位+四台机组满发 Z232.5m.发电机出力N=18万千瓦则即水轮机出力为=18.75万KW根据N=9.8QH ，水电站的效率一般为85%即=85%经试算：Q=199.68m/s, 查获青水位流量关系曲线得：Z=116.47m =232.5-116.47=116.03m=96%×116.03=111.39m=max107.20,107.57,112.34,111.39=112.34m2.1.2 设计低水位的确定设计低水位（即设计死水位）+机组满发 Z192.00m

10、发电机出力N=9.8QH=4.5×4=18万千瓦，即水轮机出力为=18.75万KW 表2-2试算过程Q（）Z（m）Z(m)(m)(m)(万KW)400192.00117.0574.9571.9524.00350192.00116.9175.0972.0921.04300192.00116.7675.2471.9518.07 由NQ关系曲线，N=18.75万KWQ=311.34 Z=116.78m=192.00-116.78=75.22m=96%×75.22=72.21m 即 =72.21m2.1.3 的确定加权平均水位=92.28m引水式水电站=92.28m2.2 水轮机型

11、号选择：根据该水电站的水头工作范围72.21112.34，查水电站教材型谱表选择合适的水轮机型有HL200、HL180和HL160三种。现将这三种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。2.2.1 HL200型水轮机方案的主要参数选择1转轮直径(假定=91.1%)=2.496 m 取标称直径=2.5m2转速 n取与之接近而偏大的n=300r/m3效率及单位参数修正 =1.0% 所以=1.7% （与上述假定相同） 3% 单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。 4工作范围的检验 =0.9470.95 =56.86 在图上做出工作范围。5 气蚀系数 查水电站教材 =0.10

12、7 =0.002 2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择1. 转轮直径(假定=90.9%)=2.63 m 取标称直径=2.75m2. 转速 n取n=250r/m3. 效率及单位参数修正 =1.0% =1.4% （与上述假定相同） 3% 单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。 4工作范围的检验 =0.7840.86 =56.96 在图上做出工作范围。5 气蚀系数 查水电站教材 =0.0792.2.3 HL160型水轮机方案的主要参数选择1转轮直径(假定=90.8%)=2.98 m 取标称直径=3.0m2转速 n取n=250r/m3效率及单位参数修正 =1.0% =1.8% （

13、与上述假定相同） 3% 单位转速可不加修正，同时，单位流量也可不加修正。 4工作范围的检验 =0.660.67 =57.06 在图上做出工作范围。5 气蚀系数 查水电站教材 =0.072.3 调速设备及油压设备选择2.3.1调速功计算HL180型水轮机方案的调速设备选择 属大型调速器，接力器、调速柜和油压装置应分别进行计算和选择。2.3.2接力器选择 1. 接力器直径的计算 采用两个接力器来操作水轮机的导水机构，选用额定油压为2.5MPa，则每个接力器的直径为： 由此，在水电站机电设备表4-4中选择与之接近而偏大的的标准接力器。2. 接力器最大行程的计算 导叶最大开度可由模型的求得： =28，

14、=534.当选用计算系数为1.8时，则3. 接力器容积的计算两个接力器的总容积 2.3.3调速器的选择 大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径 (选用) 由此在水电站机电设备表4-1中选择与之相邻而偏大的DT-80型电气液压型调速器。2.3.4油压装置的选择此处油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积由此，在水电站机电设备表4-2种选则与之相邻而偏大的HYZ-1.6型组合式油压装置HL180型转轮流道尺寸（）查教材水电站机电设备2.4水轮机蜗壳尺寸及尾水管1.蜗壳尺寸： 查教材水电站机电设备附表3： 断面形状采用圆形，尾部采用椭圆形 包角=345° （

15、查教材水电站）图2-8表2-2 涡壳计算表格角度（°）（m）(m)(m)3451.3823.6575.0393001.2893.5644.8532551.1883.4634.6512101.0783.3534.4311650.9563.2314.1871200.8153.0903.905750.6442.9193.563300.4082.6833.0912.尾水管尺寸的确定（变肘形）：3 发电机3.1 主要尺寸估算1、极距 发电机额定容量KVA cm（取=9）2、定子内径 cm3、定子铁芯长度(采用空冷) cm 通风较好，发电机效率高，比较合理4、定子铁芯外径 >166.7r/

16、min Da=Di+=471.6+61.7=533.3cm32 外形尺寸估算3.2.1平面尺寸估算 1、定子机座外径 214300 r/min 2、风罩内径>20000KVA D2=D1+2.4m=6.4+2.4=8.8m 3、转子外径 4、下机架最大跨度10000<<10000KVA (为水轮机机坑直径,由水电站机电设备表7-2得：=3.8)5、推力轴承外径和励磁机外径 由表7-2得: 3.2.2 轴向尺寸计算1、定子机座高度>214r/min 2、上机架高度 所以采用悬式发电机， 3、推力轴承高度、励磁机高度、副励磁机高度和永磁机高度 （起重机架高0.81.0m）

17、4、下机架高度 5、定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离悬式 6、下机架支承面主主轴法兰底面距离=700mm1500mm这里取7、转子磁轭轴向高度无风扇时 +(500600)mm=183.6cm+(5060)cm=2.34m2.44m这里取8、发电机主轴高度=（0.70.9）H=0.7H=0.7×11.96m=8.372m9、定子铁芯水平中心线至法兰盘底面距3.2.3 水轮发电机重量估算 水轮发电机的总重量 发电机转子重量=4 混凝土重力坝 4.1坝底宽度 由于电站形式为引水式，故坝上游侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，取上游面坡度，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝

18、底的最小宽度。 H=238.0-110.0=128m 取0.3； 采用0.68；上游在160m高程处设置斜坡，坡度为1：2 ，即增加10m.考虑一定的裕度，坝底宽度最终定为110m。4.2 坝顶宽度 坝顶宽度b=（8%10%）H，且不小于2m。本设计取12m4.3 坝顶高程（241.3m，详见说明书）图4-1 非溢流坝剖面图4.4 稳定和应力校核（以下计算均取单宽=1m,混凝土采用 C20） 4.4.1基本组合上游为正常蓄水位，下游水位为0。4.4.1.1坝基面 图4-2非溢流稳定校核示意图坝体自重：上游水压力：扬压力：坡踵处的扬压力=（232.5-110）×10=1225KN排水处

19、的扬压力=0.25×1225=306.25KN浪压力：表4-1 坝基面正常蓄水位时的应力计算表格荷载垂直向下的力（KN）垂直向上的力（KN）水平向右的力（KN）力臂弯矩（顺时针）（KN·m）弯矩（逆时针）（KN·m）600055-20/3=48.328980037814.455-10-12/2=391474761.6118947.888×2/3-55=3.7440106.975031.3122.5/3=40.83061277725055-5=50362500250055-10/3=51.71292506431.2555-21/2=44.5286192.9

20、13628.12589×2/3-55=4.358600.89646.87555-21/3=48463051.211.93122.5-0.9=121.61450.7坝址抗压强度承载能力极限状态：1） 作用效应函数2） 抗压强度极限状态抗力函数 满足要求。坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态：1） 作用效应函数 2） 抗滑稳定抗力函数 满足要求。正常使用极限状态的抗拉验算：长期组合下坝踵不出现拉应力（计扬压力） 。 满足要求。短期组合下坝趾不出现拉应力（计扬压力） 满足要求。4.4.1.2折坡面 图4-3 折坡面正常蓄水位时的示意图坝体自重：上游水压力：扬压力：上游折坡点的扬压力=（

21、232.5-160）×10=725KN排水处的扬压力=0.25×725=181.25KN浪压力：表4-2 折坡面正常蓄水位时的计算表格荷载垂直向下的力（KN）垂直向上的力（KN）水平向右的力（KN）力臂弯矩（顺时针）（KN·m）弯矩（逆时针）（KN·m）23414.430.5-6=24.5573652.836832.349×2/3-30.5=2.281031.126281.372.5/3=21.2557163.6145030.5-8/2=26.5384254803.12/3×53-30.5=4.823054.9217530.5-8/3

22、=27.86046511.9372.5-0.9=71.6854.2坝体折坡面下游的抗压强度承载能力极限状态：1） 作用效应函数1） 抗压强度极限状态抗力函数 满足要求。坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态：1） 作用效应函数 2）抗滑稳定抗力函数 满足要求。折坡点正常使用极限状态的抗拉验算：长期组合下坝体上游垂直面不出现拉应力（计扬压力） 满足要求。短期组合下坝体下游面的垂直拉应力（计扬压力） 满足要求。4.4.2 偶然组合上游水位为校核水位，即240.0m，下游水位由下泻流量，对应山前峦的水位流量关系曲线可得下游水位=136-110=20m4.4.2.1坝基面 图4-4 坝基面在校核洪水位时的示

23、意图坝体自重：上游水压力：下游水压力：扬压力：坝踵处的扬压力=（240.0-110.0）×10=1300坝趾处的扬压力=26×10=260排水处的扬压力=0.3×（1300-260）=312浪压力：表4-3 坝基面在校核洪水位时的应力计算表格荷载垂直向下的力（KN）垂直向上的力（KN）水平向左的力（KN）水平向右的力（KN）力臂弯矩（顺时针）（KN·m）弯矩（逆时针）（KN·m）600055-20/3=48.328980037814.455-10-12/2=391474761.6118947.888×2/3-55=3.7440106.

24、984500130/3=43.33658850800055-5=50400000250055-10/3=51.7129250338026/3=8.7294062640.655-26/3×0.78125=48.2127276.92860000655255-21/2=44.5291564764455-21/3=483669121388489×2/3-55=4.359701.211.93130-0.9=129.11540.2坝址抗压强度承载能力极限状态：1） 作用效应函数1） 抗压强度极限状态抗力函数满足要求。坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态：2） 作用效应函数 2）抗滑

25、稳定抗力函数 满足要求。4.2.2.2折坡面图4-5 折坡面在校核洪水位时的示意图坝体自重：上游水压力：扬压力：上游折坡点的扬压力=（240.0-160）×10=800KN排水处的扬压力=0.25×800=200KN浪压力：表4-4 折坡面在校核洪水位时的应力计算表格荷载垂直向下的力（KN）垂直向上的力（KN）水平向右的力（KN）力臂弯矩（顺时针）（KN·m）弯矩（逆时针）（KN·m）23414.430.5-6=24.5573652.836832.349×2/3-30.5=2.281031.13200080/3=26.7854400160030

26、.5-8/2=26.54240053002/3×53-30.5=4.825440240030.5-8/3=27.86672011.9380-0.9=79.1943.7坝体折坡面下游的抗压强度承载能力极限状态：1） 作用效应函数2） 抗压强度极限状态抗力函数满足要求。坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态：1） 用效应函数 2）抗滑稳定抗力函数 满足要求。 5 溢流坝5.1溢流坝孔口尺寸的确定5.1.1 溢流坝下泄流量的确定按千年一遇设计。 通过溢流坝顶的下泄流量为：（取=0.8）5.1.2 溢流孔口尺寸确定和布置取单宽流量为90，按规范闸墩取为3.0m即1.4m+0.8m×2=3

27、.0m，边墩取为1.5m。5.1.3 堰顶高程的确定堰顶高程=设计洪水位-H5.1.4 闸门布置闸门高度=正常蓄水位-堰顶高程+安全超高 =232.5-225.4+0.3 =7.4m选择平面闸门，按规范所给值，又闸孔净宽=10m，为使闸门顶高程和非溢流坝坝顶高程相等，所以闸门宽高取为11m×16m。工作闸门一般布置在溢流堰顶点，以减少闸门高度。为了避免闸门局部开启时水舌脱离坝面而产生真空，将闸门布置在堰顶偏下游一些，以压低水舌使其贴坝面下泄。检修闸门位于工作闸门之前，为便于检修，两者之间留有13m的净宽，本设计取净宽2.0m。5.2 溢流坝的剖面布置5.2.1 溢流面曲线5.2.1.

28、1 溢流前沿：取， 则 5.2.1.2 溢流段：（溢流面曲线采用WES曲线） 定型设计水头 K、n 与上游坝面坡度有关的系数和指数（查设计手册知k=2, n=1.85） 即： 则切点的坐标为:(21.56 , 15.86) 5.2.1.3直线段： 直线段采用与基本剖面一样的坡度，直线段方程为：5.2.1.4反弧段设计 选择挑流消能，查水力学（下） 总有效水头，m；临界水深（校核洪水位闸门全开时反弧处水深），m；流速系数查表取0.95。经试算， 反孤段半径，取 鼻坎挑角，取坎顶高程，取溢流坝断面如下图所示：5.2.2溢流重力坝剖面如下图所示：图5-1 溢流坝剖面示意图5.3溢流坝稳定验算5.3.

29、1 基本组合上游为正常蓄水位，下游水位为0。坝体自重：（闸门作为安全储备）（垂直向下）上游水压力：水平向右的水压力垂直向下的水压力扬压力：（垂直向上）坝踵处的扬压力=（232.5-110.0）×10=1225KN排水处的扬压力=0.25×1225=306.25KN浪压力：（水平向右）坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态：1） 作用效应函数 2） 抗滑稳定抗力函数 满足要求。5.3.2偶然组合上游水位为校核水位，即240.0m，下游水位由下泻流量，对应山前峦的水位流量关系曲线可得下游水位=136-110=20m。图5-2 溢流坝剖面在校核洪水位时的示意图坝体自重：（垂直向

30、下）上游水压力：（水平向右）（垂直向下）（垂直向下）下游水压力：（水平向左）扬压力：（垂直向上）坝踵处的扬压力=（240.0-110.0）×10=1300KN坝趾处的扬压力=26×10=260KN排水处的扬压力=0.3×（1300-260）=312KN动水压力： 经试算， 浪压力：（水平向右）坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态：1） 作用效应函数 2） 抗滑稳定抗力函数 满足要求。5.5.1鼻坎的型式和尺寸鼻坎采用平顺连续式的,高程比下游水位高出两米,即坎顶高程为138m.5.5.2挑射距离和冲刷坑深度的估算 6引水建筑物6.1 基本尺寸6.1.1隧洞断面隧

31、洞采用圆形断面，取经济流速为4。设计水位下机组满发时隧洞流量 实际取为8.5m6.1.2闸门断面闸门高度取为8.5 m宽度取渐变段长度为13m，则扩散角6.1.3 拦污栅断面取，则 进水口段，上唇线采用四分之一椭圆根据水利水电工程进水口设计规范，考虑到拦污栅面积要求取椭圆方程为： 淹没深度c取0.7，进水口底部高程= 拦污栅倾角取为，这样过水面积大，且易于清污。拦污栅净高度=（8.5+7.5）/sin40º=24.89m拦污栅高度=，考虑到一定的安全超高实际取为25m。拦污栅宽度S=253.2,88.6,d 11.43m，即取故满足要求。6.2 托马断面6.2.1引水隧洞的水头损失（

32、1）沿程水头损失 计算托马断面时混凝土衬砌，选用最小糙率0.012。 （2）局部水头损失1、 拦污栅处 （具有独立支墩）过栅平均流速2、 喇叭口段 （取减缩段的面积）3、 闸门段（有两个闸门门槽）4、闸门渐变段（两个渐变段） （有两个闸门门槽）（v按最不安全计算）5、隧洞转弯处 6.2.2 压力钢管的水头损失6.2.2.1沿程水头损失（糙率取最大值0.013） 6.2.2.2局部水头损失1 缓管段（垂直方向）共两处 2 分岔(共三处斜分岔和一个弯管段) (D=3.75m,R=8m,)3 蝶阀 （取）6.2.3断面计算为了保证稳定性和加快削减速度，实际调压室的面积还应比托马断面大，工程中往往将其

33、乘以1.05，所以得:（式中：=72.21-1.451-32.426=63.48）6.3 调压室设计比较：6.3.1 阻抗式调压室6.3.1.1 最低涌波水位的计算上游取最低水位,引水隧洞糙率n取大值0.015， m=0.5（两台增加到四台) 孔口面积： 其中 6.3.1.2最高涌波水位的计算 上游水库水位取正常高水位引水道糙率取最小值，隧洞流量 （1）沿程水头损失 拦污栅处： 喇叭口段： 闸门槽： 渐变段： 隧洞拐弯处：6.3.1.3 校核情况下最高涌波水位的计算上游水库水位取校核洪水位引水道糙率取最小值 （1）沿程水头损失 拦污栅处： 喇叭口段： 闸门槽： 渐变段： 隧洞拐弯处：引水隧洞水

34、头损失：6.3.2差动式方案6.3.2.1最低波涌水位的计算 上游水库水位取最低水位m=0.5(两台增加到4台)升管断面积 大井面积 水自大井流入升管时的孔口流量系数 阻抗式孔口面积6.3.2.2最高波涌水位的计算上游水库水位取正常高水位隧洞流量，水自升管流入大井时的孔口流量系数水自升管流入大井的孔口阻抗系数假定，则相应大井体积为：升管溢流量升管顶部溢流层厚度：升管顶部在静水位以上高度： 大井体积：与3346.84相差太大，需重新假定。假定， 相应大井体积为：升管溢流量：升管顶部溢流层厚度：升管顶部在静水位以上高度：与4852.39相差太大，需重新假定。假定，相应大井体积为：升管溢流量：升管顶

35、部溢流层厚度：升管顶部在静水位以上高度： 与3873.78相差不大，故6.3.2.3 校核情况下最高波涌水位的计算 上游水库水位取校核洪水位240m，引水糙率取最小值。隧洞流量：水至升管流入大井时的孔口流量系数（1）沿程水头损失 拦污栅处： 喇叭口段： 闸门槽： 渐变段： 隧洞拐弯处：引水隧洞水头损失：水自升管流入大井的孔口阻抗系数：假定， 相应大井体积为：升管溢流量：溢流水：进入大井水体积：与4887.8相差太大，需重新假定。假定， 相应大井体积为：升管溢流量：溢流水：进入大井水体积：与4104.84相差不大。故取7 厂房7.1厂房长度确定厂房长度为装配场长度与机组段总长度之和7.1.1机组

36、段长度1由蜗壳层决定的机组段长度 L=蜗壳宽度 +2=1.0×2+4.187+5.039=11.226m2尾水管层 L=尾水管出口断面宽度+2=7.48+2×1.5=10.48m3发电机层 L=风罩直径+两台机组之间外壁净距/2+2×风罩边净距=8.8+3+2×0.4=12.6m 综上，机组段最小长度为12.6m，考虑到布置间隙及方便，最终机组段的长度定为13m。7.1.2端机组段长度端机组段的附加长度：L=（0.21.0）D.根据需要取为1.0m7.1.3装配场长度装配场长度L=（1.01.5.）L=（1319.5）m 取17m7.2主厂房宽度确定由蜗

37、壳层决定的厂房宽度： 上游侧最小宽度：=机组中心线至上游蜗壳外缘尺寸+蜗壳外包混凝土+蝴蝶阀净宽+外墙厚即下游侧最小宽度:=机组中心线至下游蜗壳外缘尺寸+蜗壳外包混凝土+外墙厚即 总宽：10.063+7.651=17.714m 取为18m（上游定为10.3m,下游定为7.7m）7.3 主厂房顶高程确定7.3.1水轮机安装高程对于HL180型水轮机： 式中为设计尾水为：由于本水电站装机四台，故取一台水轮机满发电时的额定流量，即对应的获青水位流量关系曲线中查得=115.55m 。吸出高度， 。得到水轮机的安装高程 Zs=115.55+0.74+0.275=116.57m。7.3.2尾水管底板高程

38、=116.57-7.15=109.15m 7.3.3基岩开挖高程 =109.151108.15m 7.3.4水轮机层地面高程D蜗壳断面最大直径（m） 外包砼厚度（1m）7.3.5发电机层地面高程（定子埋入式） 考虑到下游最高洪水位为128.33m，取发电机层地面高程为126.2m。装配厂层加高2.5m，高程为128.7m。7.3.6桥吊安装的高程=装配场高程+最大吊运部件尺寸+吊运部件与固定物之间的安全距离+平衡梁吊点至大车轨顶极限位置=128.7+8.372+1.0+0.146= 138.22m7.3.7厂房顶部高程=138.22+3.7+0.3+1.5+0.5=144.22m起重机的额定起

39、重量一般为发电机转子重量、平衡梁重以及专用吊具重量之和根据本设计额定起重量，选择与之接近而偏大的2×100桥机1、设备型号台数选择：选用一台双小车起重机，跨度14m 。表7-1工作参数表名义起重量t单台小车起重量（t）跨度lkm起升高度m主钩副钩2×100100201626极限位置推荐用大车轨道轨道中心距起重机外端距离B1轨道面至起重机顶端距离H吊钩至轨道吊钩至轨道hh1中心距离主钩副钩L1L2Qu-1004003700124070011001600平衡梁吊点至大车轨顶极限位置 146mm8 专题：厂房排架设计8.1排架布置及荷载 厂房排架布置图8-1 水电站厂房可能承受的

40、荷载包括自身重量、静水压力、扬压力、浪压力或冰压力、泥沙压力、风压力、地震荷载、温度荷载等。这些荷载的计算方法基本上与重力坝所承受荷载的计算方法相同。作用在排架上的荷载分恒载和活载两类：8.1.1恒载1 屋面自重（线荷载）屋面长宽高分别为：19m，0.1m；则屋面自重产生的线荷载为：次梁：截面在有限元程序ADINA计算中，自重荷载可通过人工设置由系统自动施加，这里不进行计算。，所以是单向板，故不需要考虑板的双向分配力作用。2 柱子自重（集中荷载）小柱的横截面为矩形，；大柱的横截面为矩形，；小柱与大柱外边共线，中心不重合，两柱的密度23500N/m3，弹性模量。3 吊车梁自重（偏心集中荷载）吊车

41、型号是，跨度16m。自重钢轨及附件重则总重量该荷载产生的弯矩：8.1.2活荷载1 人群荷载（线荷载）人群荷载为2.5 kN/m2，则排架上的线荷载：2 风荷载与（线荷载）K风荷载体型系数，迎风面0.8，背风面0.5；风压高度变化系数，当厂房顶离水面为10m,15m,20m,30m时，其值分别为1.0，1.15，1.25，1.41，本计算中两柱高度分别为31.15m与25m，简化均取为1.41；基本风压（kN/m2），可按30年一遇10分钟平均最大风速（30m/s）为标准进行计算，beta=0.012则：上游风荷载：下游风荷载： 3 吊车竖向荷载Dmax 、Dmin（集中荷载）取两台吊车工作进行

42、计算： 式中：最大起吊重量，200t， 一台横行小车重量，19t，186.39kN平衡梁重量，4.6t，45.126kNL吊车跨度，16m；L1主钩到吊车梁轨的最小距离，1.1mm一台吊车作用在一侧吊车梁上的轮子数目。则：kNmkNm该荷载产生的弯矩： kNm4 横向水平刹车力Tmax水平刹车力T两台吊车工作时：（硬钩）则：横向水平刹车力Tmax为： 8.2 荷载组合（1）有风荷载：恒荷载+0.9其他荷载（必须包含风荷载）（2）无风荷载：恒荷载+其他荷载（3）仅有风荷载：恒荷载+风荷载（4）考虑吊车荷载时，刹车力可以不要；反之则需要。（5）且横向、纵向刹车力不同时。（6）吊车梁刹车力需要正反两

43、个方向，其他力注意上下游根据以上荷载组合要求，本专题拟设立两种不利工况进行计算；由于（4）中说明考虑吊车荷载则不需考虑刹车力，本算例中吊车力被考虑在吊车梁竖向作用中，若参与计算则吊车梁作用力为刹车力的10倍，且产生弯矩，因此本算例所取的两种工况均不计算刹车力，取更不利的吊车梁作用力参与计算，两种不利工况组合如下：（1）有风荷载：恒荷载+0.9其他荷载（必须包含风荷载）即：屋面自重+构架自重+吊车梁自重和弯矩+0.9（人荷载+风荷载+吊车梁竖向荷载及其弯矩）（2）无风荷载：恒荷载+其他荷载即：屋面自重+构架自重+吊车梁自重和弯矩+人荷载+吊车梁竖向荷载及其弯矩8.3 内力计算弹性模量：混凝土14

44、.735GPa 取E=30GPa立柱（上）：矩形截面=1/12×0.8×0.8×0.8×0.8=0.03413EI=1024000KNm 2EA=19200000KN,立柱（下）：矩形截面×0.8×=0.225EI=6750000KNm2EA=36000000KN横梁：矩形截面=1/12×0.8×=0.1152EI=3456000KNm2 EA=28800000KN基本组合：恒荷载+（除水平制动力厂、风荷载、温度荷载）的活荷载附加组合：恒荷载+0.9×活荷载计算通过清华大学编制的结构力学求解器，按几个不同

45、的排架和几种受力情况进行计算所有的弯矩、轴力、剪力图如下：（只列出各种排架的力学图形和1、11#端排架的程序代码）8.3.1机组段排架 (以下依次受力简图，弯矩图，剪力图，轴力图)8.3.2 厂房端部排架结点,1,0,0结点,2,0,9.26结点,3,0,15.46结点,4,18,15.46结点,5,18,9.26结点,6,18,0单元,1,2,1,1,1,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,1单元,3,4,1,1,1,1,1,1单元,4,5,1,1,1,1,1,1单元,5,6,1,1,1,1,1,1结点支承,1,6,0,0,0,0结点支承,6,6,0,0,0,0单元材料性质,1,1,

46、36000000,6750000,0,0,-1单元材料性质,5,5,36000000,6750000,0,0,-1单元材料性质,2,2,19200000,1024000,0,0,-1单元材料性质,4,4,19200000,1024000,0,0,-1单元材料性质,3,3,32400000,4921000,0,0,-1单元荷载,3,3,27,0,1,90结点荷载,2,2,91.854结点荷载,5,-2,91.854单元荷载,3,3,25.2,0,1,90结点荷载,2,2,79.38结点荷载,5,-2,79.38单元荷载,2,3,19.2,0,1,0单元荷载,4,3,19.2,0,1,180结点荷载,2,2,37.632结点荷载,5,-2,37.632单元荷载,1,3,36,0,1,0单元荷载,5,3,36,0,1,180结点荷载,2,1,61.44,-90结点荷载,5,1,61.44,-90结点荷载,2,-2,46.08结点荷载,5,2,46.08单元荷载,3,3,6.86,0,1,90结点荷载,2,2,21.61结点荷载,5,-2,21.61结点荷载,2,1,538.569,-90结点荷载,5,1,247.36,-90结点荷载,2,-2,403.93结点荷载,5,2,185.52单元