瓯江水电站厂房枢纽及吊车梁结构计算计算书最后版

1、完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。目 录第一章 机组选型11.1特征水位11.1.1 Hmax可能出现情况11.1.2 Hmin可能出现情况11.2 HL220工作参数确定2转轮直径D12转速n21.2.3 效率修正21.2.4 工作范围检验2吸出高度Hs3第二章 发电机选型及主要尺寸42.1 主要尺寸估算42.1.1 平面尺寸42.1.2 轴向尺寸4第三章 调速器及油压装置选择与尺寸63.1 调速器63.2 油压装置7第四章 金属蜗壳及尾水管尺寸94.1 金属蜗壳尺寸94.2 尾水管尺寸10第五章 起重设备选择与尺寸11第六章 基本剖面的拟定136.1基本剖面拟定136.2 非溢流坝段坝

2、基面稳定及应力校核146.2.1 设计洪水位（持久状况）146.2.2 校核洪水位（偶然状况）176.3 非溢流坝段折坡面稳定校核186.3.1 设计洪水位（持久状况）186.3.2 校核洪水位（偶然状况）20第七章 溢流坝段剖面基本尺寸及稳定校核227.1 溢流坝段剖面基本尺寸227.1.1 堰顶高程确定227.1.2 1/4椭圆段：227.1.3 WES曲线段237.1.4 导水墙高度247.2 溢流坝段坝基面抗滑稳定校核25设计洪水位25效核洪水位26第八章 进水口及压力钢管设计288.1 压力钢管结构设计：28确定钢管厚度：288.1.2 承受内水压力的结构分析：29第九章 厂房轮廓尺

3、寸估算339.1高度339.1.1 安装高程339.1.2 水轮机层339.1.3 定子安装高程（机座顶面高程）339.1.4 发电机层339.1.5 尾水管底高程339.1.6 吊车轨顶的高程339.1.7 厂房顶部高程339.2 宽度34第十章 吊车梁专题3610.1截面设计及荷载计算36截面选择：36吊车梁荷载3610.2内力计算3710.3荷载计算38竖向正截面38竖向斜截面39横向正截面40抗扭计算4110.4抗裂验算4210.5挠度验算4210.6吊装验算42参考文献43第一章 机组选型1.1特征水位1.1.1 Hmax可能出现情况.1校核洪水位（293m），四台机组全发电由Q泄8

4、840m3/s查厂区水位流量曲线得：H下215.87m Hmax293215.8777.13m.2设计洪水位（291m），四台机组全发电由Q设7920m3/s查厂区水位流量曲线得：H下214.98m Hmax291214.9876.02m.3设计蓄水位（285.0m），一台机组发电20万KW属中型电站，A8.5，N9.81QHAQH，考虑2%水头损失设Q180m3/s，查得H下202mN8.5×80×（285202）×98%5.531万KW设Q2100m3/s，查得H下202.125mN8.5×100×（285202.125）×98%

5、6.903万KW设Q370m3/s，查得H下201.75mN8.5×50×（285201.75）×98%4.889万KW 由Excell试算N5万KW可得：Q71.62 m3/s再由Q71.62 m3/s查得：H下201.79m Hmax285201.7983.21m总之，Hmax83.21m1.1.2 Hmin可能出现情况设计低水位（264.0m），四台机组全发电设Q1200m3/s，查得H下202.6mN8.5×200×（264202.6）×98%10.23万KW设Q2500m3/s，查得H下203.9mN8.5×500

6、×（264203.9）×98%25.03万KW设Q3700m3/s，查得H下204.5mN8.5×700×（264204.5）×98%34.69万KW由Excell试算N5万KW可得Q394.1m3/s再由Q394.1 m3/s查得：H下203.51mHmin264203.5160.49m Hav1/2（Hmax+Hmin）1/2×（60.49+83.21）71.85m坝后式Hr0.95Hav68.26m由工作水头范围60.4983.21m查表得：选用HL220水轮机1.2 HL220工作参数确定1.2.1转轮直径D1查表得限制工况Q

7、1/m1.15 m3/s，m89.0%初设Q1/ Q1/m1.15 m3/s，m90.9%Nr50000/96%52083.3kw，Hr68.26m 1.2.2转速nn10/m70.0r/min 设n10/ n10/m70.0r/min Hav71.85m n10/70.0r/min D13.3m 取n187.5r/min P16对1.2.3 效率修正mmax91% D1m0.46m max1（1mmax）×（D1m/D1）1/593.9%93.9%91%2.9%取1% 1.9%maxmmax+91%+1.9%92.9%m+89.0%+1.9%90.9% 与假定值相同 n10/ n1

8、0/m（max/mmax）1/210.98%3% n、Q1/可不加修正1.2.4 工作范围检验0.971 m3/s1.15 m3/s最大引用流量Qmax Q1/max D12Hr1/287.36 m3/sn1/minnD1/Hmax1/267.83r/minn1/maxnD1/Hmin1/279.56r/minn1/rnD1/Hr1/274.89r/min由Q1/max、n1/min、n1/max在HL220综合特性曲线上绘出工作范围图1-11.2.5吸出高度Hs由n1/r74.89r/min，Q1/max0.96 m3/s查曲线得：0.115由Hr68.26m查得：0.02查下游水位流量关系

9、曲线得水轮机安装海拔高程210m Hs10/900（+）Hr0.6m4.0m第二章 发电机选型及主要尺寸2.1 主要尺寸估算极距 Kj×（Sf/2P）1/410×50000/（0.85×2×16） 1/465.48cmSf50000/0.85飞逸线速度 VfKf×1.9×65.48124.412m/s定子铁芯内径 Di2P/667cm定子铁芯长度 ltSf/（CDi2ne）50000/（0.85×5×106×6672×187.5）141.04cm Di/（ltnN）667/（141.04

10、5;187.5） 0.0250.035 为悬式定子铁芯外径 DaDi+1.2745.58cm2.1.1 平面尺寸定子机座外径 D11.18Da869.78cm风罩内径 D2 D1+2401114.78cm转子外径 D3Di2Di667cm下机架最大跨度D4 D5+0.6520cm水轮机机坑直径D5460cm推力轴承外径D6310cm励磁机外径D7210cm2.1.2 轴向尺寸定子机座高度h1lt+2+20291cm上机架高度 h20.25Di166.75cm推力轴承高度 h3150cm励磁机高度 h4200cm副励磁机高度 h580cm永励磁机高度 h660cm下机架高度 h70.12Di80

11、.04cm定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板间距离 h80.15Di100.05cm下机架支承面至主轴法兰底面间距 h980cm转子磁轭轴向高度 h10lt+55196cm发电机主轴高度 h11（0.70.9）H0.7×977.8684.46cmH h1+ h2+h4+ h5+ h6+ h8+ h9977.8cm图2-1第三章 调速器及油压装置选择与尺寸3.1 调速器初选中型调速器 Nr9.81HmaxQ Q70.2m3/s接力器容量 A（2228）Q（HmaxD1）1/225592.032571.1中型调速器 （18003000）×9.811765729430 选大型

12、调速器导叶数Z024 取0.03 b0/D10.25 0.452m取dc500mm46×3.3/0.46330mm接力器最大行程Smax=1.6×330=0.528m0.207m2 查表选DT150型调速器机械柜尺寸l×b×h750×950×1375基础板尺寸L×B1200×1500电气柜尺寸M×N×H550×804×2360图3-13.2 油压装置V0（1820）V（3.726 4.14）m3查油压装置型谱表，选择YZ4型油压装置。其主要尺寸如下表：表3-1 压力油罐尺寸：

13、V0（m3）D1（mm）D0（mm）H（mm）H（mm）41336167041603237图3-2表3-2 回油箱尺寸：m（mm）n（mm）k（mm）L（mm）1916190014402435第四章 金属蜗壳及尾水管尺寸4.1 金属蜗壳尺寸包角345°由Hr68.26m查得：Vc6.8m/s由Hr68.26m，D13.3m查得：Db4500mm，Da5150mm aira+i2.58+Rira+2i2.58+图4-1表4-1 金属蜗壳尺寸：i（°）3075120165210255300345i（m）0.5770.9131.1551.3541.5281.6831.8261.9

14、58ai（m）2.9573.4933.7353.9344.1084.2634.4064.538Ri（m）3.5344.4064.8905.2885.6365.9466.2326.4964.2 尾水管尺寸图4-2尺寸由计算得出：D1D2 标准砼肘管 D13.3m （单位：m）表4-2尾水管尺寸：hLB5D4h4h6L1h58.5814.858.984.464.462.236.014.03第五章 起重设备选择与尺寸发电机总重GfK1（Sf/n0）2/39×（58823.5/187.5）2/3415.54t转子重Gf/2207.77t选一台双小车2×150t表5-1 平衡梁外形尺

15、寸（自重6.135t）（单位：mm）aa1a2a3bhh138803100138080013661100700单台小车起重量 主钩150t 副钩25t 跨度16m小车轨距4400mm 小车轮距2000mm 大车轮距4400mm大梁底至轨道面距离140mm起重机最大宽度9300mm轨道中心至起重机外端距离460mm轨道面至起重机顶端距离4300mm轨道面至缓冲器外端距离1200mm车轮中心至缓冲器外端距离920mm操作室底面至轨面距离2400mm两小车吊钩间距3100mm吊钩至轨道面距离 主钩840mm 副钩240mm吊钩至轨道中心距离 l1 1100mm l2 1600mm推荷用大车轨道QU1

16、00极限距离 610mm图5-1第六章 基本剖面的拟定6.1基本剖面拟定多年平均风速Vf（1.52.0）×1.151.7252.3m，取Vf2.0m/s吹程由地形图上量得D0.7km 套用官厅水库公式得：波高2hl2h10.0166Vf5/4D1/30.0166×25/4×0.71/30.033m浪高2Ll10.4×（2hl）0.810.4×0.0350.80.713m=0.005mh设2h1+ h0+hc0.033+0.005+0.50.538h校2h1+ h0+hc0.033+0.005+0.40.438 坝顶max h设+h设，h校+h校

17、 max291.0+0.538，293.0+0.438 max291.538，293.438取坝顶294m初定下游坡比1：0.75，上游坡比1：0.15，坝底高程200m，坝顶高程294m，上游2折坡点一般取在坝高的1：32：3之间，故折坡点高程240m。图6-16.2 非溢流坝段坝基面稳定及应力校核6.2.1 设计洪水位（持久状况）.1应力计算1、自重图6-2G11/2×（1+21）×15×243960G21/2×6.00×40×242880G31/2×70.5×94×2477840M1 G1×

18、;33.95（153.5）108702M2 G2×（38.82/3×4.85）66829.8M3 G3×（33.95-72.75/3）821405.72、静水压力上游：Px1/2×9.81×91244267.6Py1/2×9.81×4.85×（91+62.7）3751.6MxPx×1/3×911401807.3MyPy×（38.8e）133707 e（62.7×2+91）/（62.7+91）×4.85/33.16m下游：Px/1/2×9.81×2

19、3.4522697.3 Py/1/2×9.81×17.6×23.452024.4 Mx/ Px/×1/3×23.4521083.9 My/ Py/×（38.81/3×17.6）66670.23、扬压力U177.6×23.45×9.8117848U21.2×1/2×222.2×77.610345.7U31.2×1/2×479.8×12.53598.6M2U2×（38.877.6/3）111503.4M3U3×（38.8-12.5

20、/3）124630.14. 浪压力过小，忽略不计。表6-1 坝基面持久状况稳定应力计算（设计洪水位） 名称荷载（KN）方向弯矩（KNm）方向自重88177996937.5静水压力上游44267.61401807.33751.6133707下游2697.321083.92024.466670.2扬压力31792.3236133.5合计62160.7552882.641570.3.2稳定计算1、坝趾抗压A77.6 T38.8 J1/12×77.63 m20.75 =2242.210000KpaR 满足要求2、抗滑稳定 f/1.0/1.3 c/5×9.81×10/3 0

21、1.0 1.0 rd1.2SP41570.3Rf/W+c/A60503.50S 1/rd R 满足要求3、坝踵不出现拉应力801550.90 满足要求 校核洪水位（偶然状况）.1应力计算1、自重G11/2×（1+21）×15×243960G21/2×4.85×32.3×242880G31/2×72.75×97×2477840M1 G1×33.95（153.5）108702M2 G2×（38.82/3×4.85）66829.8M3 G3×（33.95-72.75/3）

22、821405.72、静水压力上游：Px1/2×9.81×93246151.1Py1/2×9.81×4.85×（93+62.7）3846.7MxPx×1/3×931490680.5MyPy×（38.8e）140558.4 e（64.7×2+93）/（64.7+93）×4.85/32.26m下游：Px/1/2×9.81×25.523189.5 Py/1/2×9.81×19.1×15.22389.0 Mx/ Px/×1/3×25.5

23、27110.8 My/ Py/×（38.81/3×19.1）77403.63、扬压力U177.6×25.5×9.8119415.5U21/2×1.2×226.8×77.6=10559.8U31.2×1/2×474.6×12.53559.6M2U2×（38.8-77.6/3）136221.4M3U3×（38.8-12.5/3）123162.2表6-2 坝基面偶然状况稳定应力计算（校核洪水位）名称荷载（KN）方向弯矩（KNm）方向自重88177996937.5静水压力上游4615

24、1.11490680.53846.7140558.4下游3189.527110.82389.077403.6扬压力33534.9259383.6合计60877.866286142961.6.2应力计算1、坝趾抗压A77.6 T38.8 J1/12×77.63 m20.75 2352.410000KpaR 满足要求2、抗滑稳定 f/1.0/1.3 c/5×9.81×10/3 01.0 0.85 rd1.2SP42961.6Rf/W+c/A59516.70S 1/rd R 满足要求3、坝踵不出现拉应力784.5660.50 满足要求6.3 非溢流坝段折坡面稳定校核6.

25、3.1 设计洪水位（持久状况）.1应力计算1、自重（单位：KN，KNm）G11/2×（1+21）×15×243960G21/2×39.75×53×2437655.4M1 G1×24.3（153.55）50886M2 G3×（2/3×48.524.3）306263.92、静水压力上游：Px1/2×9.81×62.7219283.0MxPx×1/3×62.7403014.73、扬压力U21.2×1/2×137.6×48.54004.2U31

26、.2×1/2×477.5×5.151475.5M2U2×（24.348.3/3）32567.2M3U3×（24.3-5.15/3）33322.2表6-3 折坡面持久状况稳定应力计算（设计洪水位）名称荷载（KN）方向弯矩（KNM）方向自重41615.4357149.9静水压力19283403014.7扬压力5479.765889.4合计36135.7111754.219283.2稳定计算1、坝趾抗压A48.5 T24.3 J1/12×48.53 m20.75 156010000KpaR 满足要求2、抗滑稳定 f/1.25/1.3 c/1

27、.45×103/3 01.0 1.0 rd1.2SP18215.6Rf/W+c/A51647.80S 1/rd R 满足要求3、坝踵不出现拉应力745.1285.60 满足要求6.3.2 校核洪水位（偶然状况）.1应力计算1、自重（单位：KN，KNm）G21/2×48.5×64.7×2437655.4G11/2×（1+21）×15×243960M2 G3×（2/3×48.524.3）306263.9M1 G1×24.3（153.55）508862、静水压力上游：Px1/2×9.81&#

28、215;64.7220532.8MxPx×1/3×64.7442824.13、扬压力U21.2×1/2×48.5×142.04132.2U31.2×1/2×5.15×492.71522.4M2U2×（23.5548.5/3）33608.5M3U3×（23.55-5.15/3）34381.8表6-4 折坡面偶然状况稳定应力计算（校核洪水位） 名称荷载（KN）方向弯矩（KNM）方向自重41615.4357149.9静水压力20532.8442824.1扬压力5654.667990.3合计35960.

29、8153664.520532.8.2稳定计算1、坝趾抗压A48.5 T24.3 J1/12×48.53 m20.75 1776.210000KpaR 满足要求2、抗滑稳定 f/1.25/1.3 c/1.45×103/3 01.0 0.85 rd1.2SP20532.8Rf/W+c/A58019.40S 1/rd R 满足要求3、坝踵不出现拉应力741.5392.80 满足要求第七章 溢流坝段剖面基本尺寸及稳定校核7.1 溢流坝段剖面基本尺寸7.1.1 堰顶高程确定设 NAQ0H Q0设N/AH200000 /（8.5×91）247.8 m3/sQQSA Q0884

30、00.9×247.88616.8 m3/s 取q100 m2/sLQ/q8616.8/10086.2m 根据以上计算，溢流坝孔口宽度取为90m设每孔宽度为1516m，则孔数n为6，每孔净宽15m。闸门采用立式矩形闸门，初定闸墩厚度为4m，则溢流坝段总长度 Lnb+(n-1)d=90+4×5=110m采用坝后式地面厂房8616.890×0.5×0.95×（2×9.81）1/2× H03/2H012.75堰顶效H293.0012.75280.2m闸门高度正常高水位堰顶高程+超高（0.10.2）=285280.2+0.25.0m堰

31、上最大水头H=校核水位堰顶高程=293280.2=12.8m定型设计水头H=（75%95%）H9.612.16m取为10.5m,堰面可能出现的最大负压为0.28 H=2.94m,小于允许值(最大不超过36m水柱)根据堰流公式计算Q,若满足%小于等于5%,则设计的孔口符合要求,经计算,符合要求.7.1.2 1/4椭圆段：+=1Hd10.5ma0.282 a/b0.87+3a b0.164aHd2.96m bHd1.72m图7-17.1.3 WES曲线段设计定型水头Hd=10.5m,堰顶曲线方程为 .会出WES堰剖面图,基本剖面下游面与幂曲线的切点C的坐标=17.5由得=13.5反弧段：流速系数=

32、1-0.0155p/H=0.80 (p为堰高,H为堰上最大水头)鼻坎岀流断面平均流速=30.52其中为挑坎末端高度该断面水深，其中q为校核水位时单宽流量为100时的最小孔口净宽。由水力学公式：T0hc0+q2/（2g2hc02）试算得：hc0 2.93mThc0+802/（2×9.81×0.952×hc02） R（610）hc0（17.5829.3）m 取 R24m挑距:连续式挑流鼻坎的水舌挑距L=1/g=30° h1=hc0cos30°=2.54 h2=216-200=16m=95.3m冲坑深度挑流冲坑深度估计采用T，其中kr=0.9 鼻坎单

33、宽流量决定的临界水深h=9.1tr=2.44×krhk0.89H0.11=2.44×0.9×9.10.89×74.20.11=25.2 m>5故泄水建筑物不受冲坑影响7.1.4 导水墙高度 掺气水深 ha=h/(1-c)c=0.538(Ae-0.02)Ae=nv/R3/2=0.014*90.92/2.1725/2=0.183c=0.188 ha=2.38m导水墙应高出掺气水面以上1.01.5m故h导=2.38+1.5=3.88m 取h导=4.0m7.2 溢流坝段坝基面抗滑稳定校核7.2.1设计洪水位 图7-21、自重G1132802、静水压力上游P

34、x1/2×9.81×83.2×（93.2+11.7）42809.3Py11/2×4.85×9.81×（93.2+93.232.3）3665.9下游 Px/1/2×9.81×23.45×23.452697.33、动水压力Px0qv（cos2cos1）/g100×36.9×（1.732/20.75/1.5625）1137.3Py0qv（sin1+sin2）/g100×36.9×（1/1.5625+1/2）3358.94、扬压力U1230×93.7521562.

35、5U21.2×1/2×214.6×93.7512072.25U31.2×1/2×12.5×487.43665.5表7-1非厂房段坝基面持久状况稳定应力计算（设计洪水位）名称荷载(KN)方向自重113280静水压力上游42809.33665.9下游2697.3动水压力1137.33358.9扬压力37313.7合计82991.138974.7SP38974.7f/1.0/1.3 c/1.45×103/3 01.0 1.0 rd1.2 A93.75Rf/W+c/A109151.80S 1/rd R 满足要求7.2.2效核洪水位

36、1、自重G1132802、静水压力上游 Px1/2×9.81×83.2×（95.2+13.7）44441.7Py11/2×4.85×9.81×（95.2×232.3）3761.1下游 Px/1/2×9.81×25.5×25.53189.53、动水压力Px0qv（cos2cos1）/g158×41.86×（1.732/20.75/1.5625）1469.1Py0qv（sin1+sin2）/g158×41.86×（1/1.5625+1/2）4338.74、扬压

37、力U1250×93.7523437.5U21.2×1/2×219.6×93.7512352.5U31.2×1/2×12.5×4823615表7-2非厂房段坝基面偶然状况稳定应力计算（校核洪水位）名称荷载(KN)方向自重113280静水压力上游44441.73761.1下游3189.5动水压力1469.14338.7扬压力39405合计8197439783.1SP39783.f/1.25/1.3 c/1.45×103/3 01.0 1.0 rd1.2 A93.75Rf/W+c/A124133.60S 1/rd R 满

38、足要求第八章 进水口及压力钢管设计坝后式电站采用单元供水，坝式进水口。压力钢管内径：进口采用三面收缩，底部水平的方式顶部采用1/4椭圆曲线，方程为+=1D=4.2m, 1.10D=4.62m, D/3=1.4m v2=6m/s,设v2=1.5v1由v1A1=v2A2知: A1=1.5A2=20.77=6.24b b=3.33m最小淹没深度为Scr=cv=0.55×4×=5.5m进水口底高程为264-5.5-6.24=252.26m。渐变段水平，由矩形闸门段到圆形钢管段采用圆角过渡，渐变段长度为7.00m。8.1 压力钢管结构设计：8.1.1确定钢管厚度：拟定三个断面进行计算

39、，分别为进水口中心线高程252.26米处；压力钢管中心线高程为225米处以及压力钢管末端处高程203.1米。计算公式为：;式中:0为结构重要性系数取为1.1 ra钢管内径为2.10米 设计状况系数，持久状况为1.0d结构系数，考虑钢管及混凝土联合受力和焊缝系数（0.95）取为1.3f钢材强度设计值，采用16Mn钢f315mpa H为上游水位到钢管中心线高程的距离； K为考虑水锤作用以后的系数，三段分别为1.06、1.15和1.3表8-1 截面钢管厚11截面22截面33截面备注Ta(mm)1012.015.0小于10mm的取为10mm8.1.2 承受内水压力的结构分析：8.1.2.1应力及传力计

40、算：外包混凝土厚度拟定为4.0米 >0.8D，考虑混凝土和钢管联合受力。钢管径向位移计算公式：式中：Pa钢管承受的内水压力； ta钢管厚度； Ea钢材弹模，采用16Mn钢，为2.10×105N/mm2; a泊松比，取为0.3； a钢管半径； b外包混凝土外缘距离混凝土径向位移计算公式:式中：Pc混凝土承受的内水压力； Ec混凝土弹模，取为3.0×104N/mm2; c泊松比，取为0.17根据位移协调条件和内水压力守恒条件可计算出各个截面混凝土所受到的内水压力Pc结果如下：表8-2 截面内水压力11截面22截面33截面Pc(mpa)0.3440.6321.01根据拉梅公

41、式可以计算处外包混凝土各点的应力，公式如下：其中应力大于ct的那部分应力由外包混凝土所配的钢筋承担。ct为判断混凝土开裂的拉应力值（N/mm2）按素混凝土计算公式为：式中：mc为截面抵抗矩塑性系数可按DL/T5057-1996规范采用，为1.563； ct为混凝土拉应力限制系数为0.7； ft为混凝土抗拉强度。经计算ct1.429mpa计算简图如下：图8-2经计算三个断面最终的配筋情况为：11截面，Ct =1.429 mpa >c =0.471 mpa, 按最小配筋率配置钢筋;22截面, Ct =1.429 mpa >c =0.786 mpa, 按最小配筋率配置钢筋;33截面，Ct

42、 =1.429 mpa > c =1.19 mpa,经计算得配筋面积为942mm2，选配518200（As=1272mm2）。故，三个断面均按33截面配置钢筋，即为：每米管混凝土内配置5根直径为18mm的一级钢筋；构造立筋取为728250（As=3622mm2），混凝土保护层厚度取60mm，则立筋环向半径r=2860mm。8.1.2.2 混凝土开裂情况的判别：按照弹性力学厚壁圆筒多管法计算，钢管外包混凝土开裂情况分为未开裂、内圈部分开裂和裂穿三种情况。(1)内水压力设计值PPMAX1时，为混凝土未开裂情况，是坝内埋管允许的情况，PMAX1由下式计算。式中：PMAX1混凝土未开裂时的情况，

43、是坝内埋管所能承受的最大内水压力（N/MM2）；1钢管与混凝土间缝隙值（mm）；ES2平面应变问题的钢材弹性模量（N/mm2）ES钢材的弹性模量（N/mm2）S钢材泊松比；钢管内半径（mm）；B0参数，；C混凝土层相对开裂深度，取C=，在混凝土未开裂的情况下，取r4混凝土开裂区半径（mm）；r5混凝土圈外半径（mm）；C0参数，C2平面应变问题的混凝土泊松比，；C混凝土泊松比；Ct判别混凝土开裂的拉应力取值（mpa），按素混凝土抗弯构件计算取，或按钢筋混凝土构件计算正截面抗裂验算取，可由设计者视具体情况而定，设计状况系数=1.0故未计入公式；MC截面抵抗矩的塑性系数，ft混凝土轴心抗拉强度设计

44、值（mpa）；dc素混凝土结构受拉破坏的结构系数ct混凝土拉应力限制系数采用2.0ftk混凝土轴心抗拉强度标准值（mpa）；EC2平面应变问题的混凝土弹性模量（N/mm2）；EC混凝土弹性模量（N/mm2）；t钢管管壁厚度（mm）；t3混凝土内部钢筋折算层厚度（mm），孔口实际配筋应由同时承受内水压力和坝体应力确定。(2)内水压力设计值PMAX1PPMAX2时，为混凝土部分开裂情况，是坝内埋管允许的 情况，PMAX2由下式计算。(3)内水压力设计值PMAX2P时，为混凝土裂穿情况，是坝内埋管不允许的情况。此时内水压力完全由钢管和钢筋承担。发生这种情况就要校核钢管和钢筋的承载力是否满足强度要求。

45、经计算得：PMAX1=0.873mpa，PMAX2=0.957mpa11截面属于混凝土未开裂的情况,22截面属于混凝土未开裂的情况，33截面属于混凝土部分开裂情况，内水压力完全由钢管和钢筋承担而钢管和钢筋的承载力满足强度要求，钢管能保持稳定。 第九章 厂房轮廓尺寸估算9.1高度9.1.1 安装高程 9.1.2 水轮机层 钢管直径 ，取为4.2m9.1.3 定子安装高程（机座顶面高程）+进人孔（2m）+圈梁深（1m）=210.0m9.1.4 发电机层上机架高度(部分埋入)=214m9.1.5 尾水管底高程h1尾水管高度（m）bo导叶高度（m）9.1.6 吊车轨顶的高程 吊车轨顶高程=发电机层高程

46、（或装配厂高程）+发电机主轴高度+安全距离（13m）=214+6.846+1=221.846m 取=224m9.1.7 厂房顶部高程 厂房顶高程=吊车轨顶高程+吊车高+桥吊顶与横梁距（0.20.5m）+层顶大梁高+层面板厚，取=230m9.2 宽度主厂房上部结构上游侧宽度由风罩内径 机电设备等的布置以及吊运水轮机转轮和发电机转子的要求决定，并保证吊车外缘距排架柱距离不下于6cm，距上游墙不小于60cm 。主厂房下部机构上游侧宽度由上游侧蜗壳外缘尺寸加上外包混凝土的厚度，以及油压设备的布置和通道要求，再加上外墙厚度确定，可确定上游侧宽度为4.406+1+3+2=10.406m 为保证以上要求，取

47、为11.0m 下游侧宽度由厂房纵轴线下游侧蜗壳宽度加上蜗壳外围混凝土厚度，再加上外墙厚度5.946+1+2=8.946 或由发电机风罩内径加通道宽与排架截面尺寸确定5.6+0.05+2=5.7m 由此可知，下游侧宽度为8.946m 取为9.0m 则主厂房宽度为11.0+9.0=20.0m 发电机风罩内径 :11.15m水轮机层:27.00m起重机跨度:16.00m9.3长度1.机组间距：机组间距由发电机尺寸控制：=发电机定子外径+2风道宽+风道间过道宽=风罩内径+风道间过道宽=11.15m+3m=14.15m 机组间距由蜗壳尺寸控制：=蜗壳最大宽度+蜗壳间最大混凝土厚度=6.496+3.534

48、=10.03m 机组间距由尾水管尺寸控制：=尾水管出口宽+尾水管闸墩厚=4.03+3=7.03m综上可知，选择最大的控制尺寸，故机组间距取为14.2m2.边机组段长度： 与安装间相邻的边机组段长度，必须满足发电机层设备布置要求，下部块体结构尺寸应考虑蜗壳外围或尾水管边墙混凝土在0.8m以上，取边机组长度=7m3.装配间长度： 按检修一台机组时能放置四大部件并留有足够的工作通道来确定，安装间长度=（1.01.5）=14.221.3m 取=18m故主厂房总长度L=（n-1）+l+=314.2+7+7+18=74.6m第十章 吊车梁专题10.1截面设计及荷载计算本设计采用“T”梁，且采用钢筋混凝土结

49、构，做成简支单跨。因为“T”截面与矩形截面相比，纵向与横向刚度均较大，抗扭性能较好，便于固定钢轨和有较宽的检查走道，起重量较大或中等的吊车梁宜采用这种截面。截面选择：因为水电站吊车梁承受荷载较大，因此截面尺寸会比较大。梁的高跨比一般取为1/41/7，取1.5m，梁高与肋宽的比例有时可达到67,梁肋宽取为30cm，上翼缘宽度除了满足承受水平荷载要求外，还要满足固定轨道的需要，一般为1/32/3梁高，且大于40厘米取为100cm，下翼缘宽度一般小于或等于上翼缘宽度，翼缘高度一般取1/51/8梁高，取为40cm。对于吊车梁材料的要求：现浇混凝土的标号不得低于200号，钢筋宜用级及以上，本次设计混凝土

50、选择C30，钢筋选用级，箍筋选用。（级钢筋用表示）大车轮距K=4.4m，吊车跨度L=16m 钢筋混凝土容重取2400kg/m 吊车梁荷载钢轨及附件重取150kg/m双小车2×150t 最大轮压P=45t,单车小车重G=23t最大起吊重量G=122t,采用柱距6.1m横向水平刹车力T=1.09t纵向水平刹车力T=1.1轮压图如下图10-1施工荷载400kg/m10.2内力计算 计算跨度（单跨简支梁） 弯矩时L=580cm ,剪力时L=550cm 均布荷载 自重g=2.4×(1×0.3+0.4×1.2) =1.872t/m 钢轨及附件重=0.15t/m 两项

51、之和为1.887t/m 计算方法：先将吊车梁的轮压分布位置按影响线同一长度比例画在透明纸上，欲求梁中某一截面某一荷载作用下的内力时，将透明纸覆盖在截面影响线上，将各轮压位置处的纵标值叠加，乘上包括动力系数在内的轮压值和梁跨，即为截面的内力值。（1） 在均布荷载下，各截面的内力如下表10-1截面内力012345M(kNm)0 25.60427.8639.4449.4457.98Q(kN)53.2742.7332.07921.4310.790 (2)在吊车最大轮压下，各截面最大（小）内力M=Pl, Q=P表10-2 截面 内力 012345Q1158.9974.9788.0626.2500.640

52、7.9Q0-46.4-129.8-194.7-315.2-407.9M0552.3807.41056.61179.21267.9叠加后的内力：表10-3 截面 内力 012345Q1212.11017.7820.1647.6511.4407.9Q53.328.0-87.7-215.6-304.4-407.9M0 577.9835，51095.91228.61325.910.3荷载计算 水工建筑物级别1级，持久状况，=1.0，结构系数r=1.2 混凝土选C30,f=15.0N/mm,级钢筋,f=360N/mm 跨中截面弯矩设计值 M=1.1×1×1325.9=1458.5 kNm竖向正截面 确定翼缘的计算宽度查表,取a=60mm的两排正截面受拉h =1500-60=1440mm / h=300/1440=0.21 > 0.1 b+12=400+12×300=4000mm l/3=5500/3=1833.3 mm均大于翼缘原有宽度，按=1000mm算判断T型梁情况 rM=1.2×1458.5=1750.