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象鼻岭拱坝水垫塘结构布置优化设计焦雪梅;陈毅峰;崔进;聂源宏;刘杰【摘要】象鼻岭水电站具有洪水流量大、河谷狭窄、过流单宽流量大的特点,泄洪消能防冲成为工程运行中的关键问题,结合工程实际条件及同类工程的设计、施工及运行经验,在保证工程投资相当或略优的情况下,从运行调度、检修、下游岸坡稳定、出水水流顺畅等方面开展优化设计研究,最终将下游消能由可行性研究阶段的护坦+护坡调整为消力塘.最终的方案减少了对下游岸坡的高陡边坡开挖,有效保留了下游坝肩抗力体,有利于坝肩抗滑稳定,取消了护坡底部深槽施工,简化了施工程序,提高了施工安全性,降低了施工难度.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)012【总页数】5页(P59-62,116)【关键词】泄洪消能防冲;消力塘;优化设计;象鼻岭水电站【作者】焦雪梅;陈毅峰;崔进;聂源宏;刘杰【作者单位】水电水利规划设计总院,北京100120;中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州贵阳550081;中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州贵阳550081;西北农林科技大学,陕西杨凌712100;中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】TV653(273)1 工程概况象鼻岭水电站枢纽建筑物由碾压混凝土拱坝、右岸引水系统和地下厂房等组成。
拱坝坝顶高程1 409.50 m，最大坝高141.50 m，坝顶长434.46 m，坝顶宽8.00 m，拱冠梁坝底厚35 m。
泄水建筑物由3个溢流表孔和2个中孔组成，主要承担宣泄洪水及冲沙任务。
泄洪表孔堰面为实用堰，堰顶高程1 397.00 m，孔口尺寸12 m×8 m(宽×高)，出口采用异形鼻坎挑流消能。
中孔进口底板高程1 335.00 m，孔口控制尺寸4 m×6 m(宽×高)，出口采用窄缝挑流消能。
大坝下游设有混凝土消力塘作为防冲结构。
锦屏一级水电站水垫塘防护结构水动力特性研究近些年来随着我国水能资源的开发,我国设计和修建了一批坝高在300m级别的水利枢纽工程,其共同的典型特点是:“高水头、大流量、窄河谷”。
这些工程大都采用表孔+深(中)孔挑跌流结合坝后水垫塘联合泄洪消能的方式,高坝下游起消能防冲作用的水垫塘衬砌是下游河床的主要防护结构,其自身在高速水流作用下的稳定性是实现消能防冲的关键所在。
本文结合锦屏一级模型试验和一专门试验,对水垫塘内的水动力特性及水垫塘防护结构的稳定性问题进行了分析研究,提出了水垫塘底板稳定的上举力概率指标。
具体研究内容如下:(1)通过锦屏一级模型试验,研究了高坝空中无碰撞联合泄洪下水垫塘内时均压强、脉动压强、上举力的大小及分布规律,重点分析了无碰撞泄洪下上举力的分布规律。
(2)通过锦屏一级模型试验,研究了上举力与冲击压强、脉动压强的关系。
(3)通过锦屏一级模型试验,对水垫塘衬砌板块在通缝和盲缝下的上举力大小及分布规律进行了对比分析。
(4)通过一专门试验,研究了水垫塘底板上举力与底板位移的关系,底板上举力与自身抗力之间的关系,提出了水垫塘底板稳定性的上举力概率指标。
高拱坝水垫塘反拱底板衬砌结构的非线性静力分析(1)摘要：本文利用Ansys程序对高拱坝水垫塘衬砌结构进行了全过程计算。
在止水结构未破坏以前，衬砌块结构可以看作是作用在弹性地基上的板，利用点线接触单元模拟水垫塘衬砌块结构之间的接缝以及衬砌与基岩的接触，并对衬砌块与拱端支座的连接形式进行了研究；在止水结构破坏后，衬砌块结构下部受到方向向上的脉动压力和时均压力，拱的作用表现出来，并且衬砌块与基岩之间的锚固钢筋开始作用，这时的结构可看作是一种“反吊拱”。
本文利用弹簧单元模拟衬砌块与基岩之间的钢筋进行计算，得到一些用于指导水垫塘设计的结果。
关键词：水垫塘衬砌接触元弹簧元弹性地基梁(板)峡谷地段修建的高拱坝，其泄洪消能布置往往要设置水垫塘，水垫塘衬砌的底板有平底板和反拱底板两种，平底板的稳定问题，现在已研究得比较清楚，反拱底板在近几年得到广泛应用，主要是因为底板拱结构抵抗破坏的能力强，稳定性要优于平底板。
但是由于反拱底板面积比较大，在施工过程中要设置温度缝和施工缝，因此反拱底板被分成一系列相互独立又相互联系的板块，其受力过程表现为一种高度的非线性，特别是在止水破坏后，各板块相互撞击、滑动表现为典型的接触行为，计算相当复杂。
崔广涛等从理论分析和模型实验两方面论证了反拱型底板的受力条件好，其稳定性优于平底板；刘沛清等也对反拱型底板的稳定性进行了研究，并提出了相应的稳定计算模式。
但是他们只是把衬砌块作为刚体，把块间连接看作“铰”(其实是一种机构)，或者把整个水垫塘结构看作一个三铰拱或无铰拱，和实际的块间结构有很大的区别，本文利用接触单元来模拟相邻板块间的接触，接触单元可以模拟块间的接触、咬合、摩擦、分离、撞击等不同状况，特别是在止水结构破坏后，衬砌块结构下部受到方向向上的脉动压力和时均压力，拱的作用表现出来，并且衬砌块与基岩之间的锚固钢筋开始作用，这时的反拱底板整体可以看作是一个“反吊拱”。
利用弹簧单元来模拟锚固到基岩中的钢筋，进行有限元计算，得到比较理想的结果。
长潭岗水电站反拱形水垫塘研究及应用
王继敏;王珮璜;杨清生;李延农;朱小飞;史祖林
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】2002(033)007
【摘要】介绍了长潭岗水电站反拱形水垫塘的布置型式和结构构造,用有限元的方法计算了动水荷载作用下的底板应力和位移,通过水工模型试验,测试了底板上的动水压强.本工程已经建成,并埋设了结构和水力学原型观测仪器.长潭岗拱坝反拱形水垫塘的应用研究,可为大型水电站拱坝水垫塘型式选择提供借鉴.
【总页数】3页(P10-12)
【作者】王继敏;王珮璜;杨清生;李延农;朱小飞;史祖林
【作者单位】天津大学水利水电工程系,天津,300072；国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;湘西自治州水电设计院,湖南吉首,416200;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;湘西自治州水电设计院,湖南吉首,416200
【正文语种】中文
【中图分类】TV653(264)
【相关文献】
1.反拱形水垫塘结构在拉西瓦水电站上的研究与应用 [J], 陈亮;卢亮;张莹
2.溪洛渡水电站水垫塘反弧段混凝土施工工艺 [J], 楚鹏程;王国平
3.长潭岗水电站拱坝坝肩基础保护开挖 [J], 肖功伟;向红
4.长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构的非线性静动力分析 [J], 符晓;杨敏;王继敏
5.长潭岗水电站绿色小水电创建效果评价 [J], 田军;彭易
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