泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析
(建筑工程安全)泸定项目洞挖施工安全技术措施精编
（建筑工程安全）泸定项目洞挖施工安全技术措施葛洲坝泸定水电站施工项目部安全技术措施文件泸定[2006]AQ第001号总001号泸定水电站2#、3#泄洪洞工程施工安全技术措施（洞挖施工部分）葛洲坝集团泸定水电站施工项目部二00六年十壹月二十二日编写：黄海涛审核:汪仁平报送：中国水利水电建设工程咨询中南公司泸定水电站监理部、四川施工局发放：项目部机关各部室、下属各洞挖施工单位有效期：至本项目洞挖施工完工洞挖施工安全技术措施第壹章总则1.0.1为了认真贯彻执行“安全第壹，预防为主”的安全生产方针，适应泸定水电站2#、3#泄洪洞工程建设需要，保护本项目广大职工、员工于施工过程中的安全和健康，制定本措施。
1.0.2本措施根据招、投标文件的要求，依据《水利水电建筑安装安全技术工作规程》（SD267-88）、《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DLT5099-1999)、《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL5162-2002）中有关章节，结合施工现场各工序的实际情况编制。
1.0.3必须建立健全安全管理组织机构和各级人员安全生产责任制，配备足够的安全监察人员，形成横向到边、纵向到底的安全网络。
1.0.4加强全员安全教育和培训，特殊工种的工人必须经过专业技术培训，取得合格证后，才能从事本专业工作。
1.0.5各工序每班作业前必须开展班前3～5分钟安全讲话和危险预知活动。
1.0.6所有人员必须严格遵守《进洞安全生产须知》的规定。
第二章壹般规定2.0.1进入施工现场人员，必须按规定戴好安全帽及其它相应的个人防护用品和必要的安全防护用具，佩带上岗证，严禁穿拖鞋、高跟鞋或赤脚工作；从事特种作业的人员，必须持有政府主管部门核发的操作证，且配备相应的安全防护用具；无上岗证不允许工作。
2.0.2必须坚持安全“五不施工”的原则，即：无施工图纸和作业指导书不施工；图纸和安全技术要求不清楚不施工；未进行安全技术交底不施工；施工现场无照明不施工；无安全防护措施或安全防护措施不到位不施工。
地震荷载作用下水电站厂房结构的振动应力分析
地震荷载作用下水电站厂房结构的振动应力分析发布时间：2021-06-10T05:59:26.912Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：毕晨曦杨硕郝翔飞[导读] 目前，对水工建筑物中的渡槽、进水塔、大坝等结构已经开展了流固耦合方面较多的研究工作；巨型电站厂房的蜗壳、尾水管流道系统结构尺寸巨大，流道系统内大量水体改变了厂房的动力特性，使得振动问题变得更加复杂。
毕晨曦杨硕郝翔飞陕西省水利电力勘测设计研究院陕西省西安市 710000摘要：目前，对水工建筑物中的渡槽、进水塔、大坝等结构已经开展了流固耦合方面较多的研究工作；巨型电站厂房的蜗壳、尾水管流道系统结构尺寸巨大，流道系统内大量水体改变了厂房的动力特性，使得振动问题变得更加复杂。
某机组段建立了三维数值计算模型，采用有限元与无限元耦合系统模拟水电站厂房结构无限域地基问题并应用时间历程分析法进行地震荷载作用下的动力响应计算。
在蜗壳结构外围混凝土发生塑性损伤的基础上，分析了电站厂房在地震动荷载激励下各部位混凝土结构、流道系统金属结构的振动应力峰值。
结果表明，地震荷载作用下混凝土结构的振动应力水平较低，对混凝土动力强度复核影响不明显，流道系统金属结构的振动应力水平较低。
关键词：水工结构；振动应力；地震荷载为确保水电站厂房的抗震安全稳定及电站与电网安全运行，合理模拟结构的抗震数值模型、地基的边界条件，分析抗震尤显重要。
多年来，对大型水电站建筑物进行抗震分析时常将整体结构视为刚性体或均匀各向同性的弹性体，忽略结构材料的不均匀性和类别，与实际存在很大差异。
本文建立三维数值计算模型对蜗壳外围混凝土采用基于连续损伤力学的混凝土塑性损伤模型，对流道系统等金属结构采用满足V on M ises屈服准则的等向弹塑性模型；采用A BAQU S软件提供无限单元为动力人工边界，通过有限元与无限元的耦合模型模拟水电站厂房结构的无限域地基，并在无限单元中引入粘性边界概念，将边界阻尼常数考虑无限元中充当吸收边界，从而进行无限地基的动力模拟，在蜗壳外围混凝土由于内水压力等静荷载的作用而发生塑性损伤的基础上施加地震动荷载，采用时间历程分析方法对损伤变形后的厂房结构进行动力响应计算，对厂房混凝土结构和流道系统金属结构的振动应力状态进行初步探讨。
水利工程抗震技术分析
水利工程抗震技术分析随着现代经济和社会的发展，水利工程的建设也在不断推进。
然而，地震是一种常见的自然灾害，它可能会给水利工程带来巨大的破坏。
因此，研究水利工程的抗震技术，就显得非常重要。
本文将从常见的水利工程抗震技术出发，进行详细的分析和阐述，在此希望为读者提供有益的参考。
一、已有的水利工程抗震技术1.结构加固水利工程建设中常用的一种抗震措施是加固结构，目的就是提高其抗震能力。
例如，对水坝、水库大坝、渠道桥梁等构造物进行增加支撑或加固构件等方式，以提高其结构的整体稳定性。
这样可以使水利工程更具抗震能力，在地震发生时减少结构的破坏和损害。
2.土体加筋为了更好地抵抗地震，在水利工程项目中还常见土体加筋的技术手段。
通过在土坝中注入高强度的钢筋，或者是使用玻璃纤维，胶凝材料等材料进行土体加固，以提高土体的抗震能力。
这样可以有效地减少水土流失情况，同时也能增强土基的稳定性和防震性。
3.防护层另一种抗震的有效技术手段是采用防护层来防止产生损害。
使用防护层时，一般会在建筑物表面铺设抗震材料，例如防震橡胶垫或者防护板等。
这些材料可以在发生地震时起到减震和减少结构受损的效果。
此外，也可以在坝基、土壤表面等地方覆盖地膜等材料，以增强土壤的抗震性。
二、减轻地震对水利工程的影响1.抗震设计要想减轻地震对水利工程的影响，关键是在设计和建设水利工程时就要充分考虑到地震因素。
其中的一个重要方面就是抗震设计。
不同类型的水利工程在抗震设计上有其独特的特点，根据具体情况进行设计和建设，可以显著提高水利工程的抗震性。
例如，针对地下水库时，要考虑库内水离开或涌入造成的破坏情况；对于高塔式水库，需要考虑地震风荷载等等。
2.加强施工监管此外，加强施工监管也是保证水利工程安全的关键环节。
在建设水利工程的过程中，要保证工程固有的安全性，提高建筑品质，确保工程的质量。
在建设过程中要加强现场监控，避免发生建筑失误或施工不当等情况。
同时，及时采取行动措施，对一些出现问题的组件，即时修复或替换，避免带来不必要的灾难和损失。
岸塔式进水塔结构的抗震与稳定性分析_程汉昆
基准期 ５ ０ 年内 ０． ２ ６ ３ ６ ３ ０． ２． 超越概率为 ５％
注： ａ Ｔｇ 为 特 征 周 期 ； ｈ 为设计地 震 加 速 度 代 表 值 ； ｍ ａ ｘ为 反 应 谱 β 最大代表值 。
格图和塔体有限元网格图见图 １。 （ ） 计算 荷 载 。 静 力 计 算 以 进 水 塔 检 修 作 为 ２ 典型工况 ， 需考 虑 的 荷 载 有
图 １ 进水塔整体结构网格图和塔体有限元网格图 Ｆ ｉ １ Ｔ ｈ ｅ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｇ． ｇ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｅ ｓ ｈ ｏ ｆ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ
１ 计算模型与力 、 浪压力 、 风荷载 。 动力计算主要考虑结构地 震惯性力和塔体内外动水压力对进水口结构整体 动力响应的作用 ， 其中塔体内外地震动水压力以
４］ 附加质量 ［ 的形式来考虑 。 动力计算考虑结构在
， 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ １ ０ ４ ２ ６ ２ ０ １ １ ０ ６ ０ ７ － － － － ， ： 作者简介 ：程汉昆 （ 男， 硕士研究生 ， 研究方向为水电站建筑物结构抗震与稳定性分析 ， １ ９ ８ ５ Ｅ ａ ｉ ｌ ｃ ｈ ｋ ｔ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ －） －ｍ ＠ ｊ
（ ） 计算模型 。 采用 ＡＮ １ Ｓ Ｙ Ｓ 软件进行计算 ， 进水塔 的 边 墩 、 中 墩、 隔 墩、 横 墙、 楼 板、 机房等结 构均 采 用 ｓ 梁结构采用 ｈ ｅ ｌ ｌ ６ ３ 板 壳 单 元 模 拟， 其他混凝土结构 、 地基采用 ｂ ｅ ａ ｍ １ ８ １ 梁单元模拟 ， ， ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ４ ５ 实体单 元 模 拟 附 加 质 量 采 用 ｍ ａ ｓ ｓ ２ １三 方向质 量 单 元 模 拟 。 竖 直 墙 向 底 板 实 体 单 元 ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ４ ５中延伸一 层 ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ单 元 以 消 除 两 者 连 接 处 自由度不一致的影响 。 进水口四周和底部各向外 取１ ０ ０ｍ 岩 基 。 半 无 限 域 地 基 和 岩 体 边 坡 均 按 传统的无质量地基模型进行模拟 。 岩基四周和底
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析1. 引言1.1 研究背景水电工程作为国民经济发展的支柱产业，承担着重要的经济和社会功能。
由于水电工程通常建设在地震频繁区域，地震灾害给水电工程带来了严重的损失。
2008年汶川地震、2013年雅安地震等都给我国水电工程建设和运行提出了严峻挑战。
加强水电工程的防震抗震研究和设计规范的制定具有重要意义。
随着科技的不断进步和经验的积累，水电工程的防震抗震技术也在不断提升。
目前，国内外针对水电工程的抗震设施、设计原则、设计规范等方面都有了较为完善的体系。
由于地震灾害的复杂性和不确定性，水电工程的防震抗震研究仍然需要不断深化和完善。
本文将从水电工程抗震内容、防震设计原则、抗震设计规范、抗震设计方法和抗震设施建设等方面进行探讨，旨在为提升水电工程的抗震能力提供参考和借鉴。
【字数：204】1.2 研究目的研究目的是为了深入了解水电工程在地震发生时的抗震性能，探讨如何通过科学的设计和建设来提高水电工程的抗震能力，保障工程的安全可靠性。
通过对抗震设计原则、规范和方法的分析和总结，为水电工程的防震抗震提供指导，促进工程在地震灾害中的防护能力。
本研究旨在为水电工程的抗震设计提供一些借鉴和参考，促进水电工程的可持续发展和安全运行，为我国的水电工程建设和管理提供科学依据和技术支持。
通过对抗震设计的研究和分析，不仅可以保障水电工程的安全运行，还能为其他相关领域的防震抗震提供一些启示和借鉴，推动我国防震减灾工作的发展和进步。
1.3 研究意义防震抗震研究在水电工程中具有重要的意义。
水电工程是国家重点工程，其在经济建设和社会发展中起着重要作用。
水电工程所处的地理环境复杂多变，地震是一种常见的自然灾害，可能对水电工程造成严重破坏。
研究水电工程的防震抗震问题，可以有效减少地震对工程设施的影响，保障工程运行安全。
水电工程防震抗震研究具有重要的现实意义和深远影响。
只有加强研究和实践，提高工程的抗震能力，才能更好地保障水电工程的安全稳定运行，推动国家经济的发展。
高耸岸塔式进水口结构动静力特性仿真分析
高耸岸塔式进水口结构动静力特性仿真分析杨乐;王海军;赵典申【摘要】建立了泸定水电站深孔泄洪洞高耸岸塔式进水口结构模型,并进行三维有限元动静力分析.静力计算中,分不同工况考虑了各种荷载包括绕渗作用及温度场变化的作用,得到了结构的应力与位移分布.动力计算中对进水塔结构在空库及满库情况下的自振特性进行了分析.通过振型分解的反应谱法计算了在横河流向、顺河流向和竖直向地震共同作用下进水塔结构的动力响应,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加.重点分析了支铰大梁、边墙、闸门槽等部位的受力特性,并对进水塔各部位的动静力稳定性进行了评价.%The structural analysis model for the bank intake tower of spillway tunnel in Luding Hydropower Station is built for simulating the static and dynamic characteristics by 3D FEM. The stress and displacement distributions of intake tower in different working conditions are achieved by the static analysis after considering all loads, including the by-pass seepage and temperature change. The serf-vibration characteristics under the conditions of empty and full reservoir are studied in the dynamic analysis. The dynamic response of the intake tower under the combining action of earthquakes from the directions of flow, perpendicular to the flow in horizontal and vertical plane are studied by the response spectrum method, and the results are superimposed with the static analysis. The stresses on the crossbeam, side wall and gate slot are more concerned, and the overall static and dynamic stabilities of intake tower are assessed.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】4页(P25-28)【关键词】岸塔式进水口;三维有限元;动静力分析;振型分解反应谱法;泸定水电站【作者】杨乐;王海军;赵典申【作者单位】四川华电泸定水电有限公司,四川,泸定,626100;河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210098;四川华电泸定水电有限公司,四川,泸定,626100【正文语种】中文【中图分类】TV732.1;TV741(271)泸定水电站泄洪洞进水口采用岸塔式结构，塔顺水流向长55 m，宽24 m，高74 m，进水口设平板检修闸门和弧形工作闸门，弧形工作闸门孔口尺寸12 m×9.4 m （宽×高），洞身为无压城门洞形，断面尺寸为12 m×17 m （宽×高）。
水库大坝抗震安全性评估分析
水库大坝抗震安全性评估分析近年来，地震频发的事件引发了对于各类建筑物安全性的关注和重视。
尤其是位于地震带上的水库大坝，其抗震安全性显得尤为重要。
本文将对水库大坝抗震安全性进行评估分析，探讨其存在的问题以及可能的解决方案。
一、水库大坝抗震安全性的重要性水库大坝作为重要的水利工程，承载着蓄水、防洪等多项功能。
地震所带来的振动和地表纵、横向位移，对于大坝结构的稳定性和安全性造成了巨大的挑战。
一旦大坝发生破坏，将会给周围的生命财产带来巨大损失，甚至引发次生灾害。
因此，水库大坝抗震安全性评估分析对于保障人民的生命财产安全至关重要。
二、水库大坝抗震安全性的评估指标水库大坝抗震安全性的评估需从多个方面进行综合考量。
其中，以下指标可作为评估的重要参考：1.抗震设防烈度：根据地震带和地震烈度的分布情况，确定大坝所需的抗震设防烈度。
这一指标直接影响了大坝的设计和抗震设施的选择。
2.抗震位移：大坝在地震作用下的位移反应是评估抗震安全性的重要指标。
合理的位移控制能够有效减小结构的受力，提高大坝的抗震能力。
3.结构强度：水库大坝的结构强度决定了其在地震作用下能否稳定承受振动力。
通过对大坝结构材料的强度、刚度等参数进行评估，可以判断其在地震条件下的安全性。
4.工程地质条件：水库大坝建设需要考虑地质条件对抗震安全性的影响。
如地震活动性、地基土层的稳定性等，都会直接影响大坝在地震条件下的受力情况。
三、水库大坝抗震安全性的问题与解决方案目前，水库大坝抗震安全性存在以下问题：1.缺乏全面的抗震设防烈度标准：地震烈度和大坝工程之间的联系缺乏完善的研究和标准，导致抗震设防烈度的选择相对主观。
2.强度不足的结构设计：部分水库大坝结构的设计强度不足，无法满足地震带来的振动力要求。
这种情况下，大坝可能会出现位移过大、开裂甚至倒塌等严重后果。
3.工程地质条件未充分考虑：对于地质条件影响的认识不够充分，地质勘探不足，导致对地基土层的抗震评估不准确。
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析1. 引言1.1 研究背景水电工程是国家重要的基础设施之一，其在地震等自然灾害中的抗震性能直接关系到国家安全和社会稳定。
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，水电工程越来越多地承担着供水、发电等重要功能，因此其抗震性能的研究和设计显得尤为重要。
近年来，我国地震频发，给水电工程的安全运行带来了极大的挑战，因此加强水电工程的抗震研究势在必行。
目前，国内外关于水电工程防震抗震研究已经取得了一些成果，但仍存在着许多问题有待解决。
针对水电工程的抗震研究背景，本文将从研究现状、设计规范、地震动参数选取、结构抗震性能设计和防震对策等方面展开分析，希望能为水电工程的抗震设计提供一定的参考和借鉴。
中的内容将围绕水电工程在地震中的脆弱性以及当前研究的不足之处展开，从而引出本文对水电工程防震抗震研究及设计规范的浅析。
1.2 研究目的研究目的：水电工程是我国重要的基础设施之一，而地震是我国常见的自然灾害之一。
研究水电工程的抗震性能对于保障水电工程的安全运行具有重要意义。
本文旨在通过对水电工程抗震研究现状和设计规范进行浅析，探讨地震动参数的选取、结构抗震性能设计以及水电工程防震对策，为水电工程的抗震设计提供理论支持和指导，从而提高水电工程的抗震性能，减少地震灾害对水电工程的影响，保障水电工程的稳定运行和安全运行。
通过本文的研究，旨在促进水电工程抗震技术的发展，为未来水电工程抗震设计提供新的思路和方法，从而更好地应对地震灾害，提高水电工程的安全性和可靠性。
1.3 研究意义水电工程是我国重要的基础设施项目之一，具有巨大的经济和社会意义。
水电工程防震抗震研究及设计规范的制定和实施，对于提升水电工程的安全性和抗震性能，减少地震灾害对水电工程的影响，保障人民生命财产安全，具有重要的研究意义。
随着我国经济的快速发展和城乡建设的不断推进，水电工程的数量和规模不断增大。
我国地震多发的地域广阔，地震灾害对水电工程造成的破坏程度也较为严重。
泸定水电站3号泄洪洞出洞开挖支护
力差 ：受前期 出口左侧 山体 边坡 塌方影响 ，出洞过程 中妥善解决洞室左 右侧偏 压是确保 安全出洞的关键。为此 ，介
绍 了在 出洞 施 工 的前 期 准 备 、开 挖 和 支 护 中 所采 取 的措 施 。通 过 采 取 相 关 措 施 ，实 现 了 出 口洞 段 的安 全 贯 通 。
关键 词 ：开 挖 ；支 护 ；施 工技 术 ；泄 洪 洞 ；泸定 水 电 站
口边 坡 左 侧 塌 方 区 的 加 固 ， 洞 脸 边 坡 的 锁 口和 加 固 以 及 岩 塞 段 上游 １ ０ ｍ 洞 身 的 预 同 结 灌 浆 等 工 作 。 ０
上 述 工 作 完 成 后 ，按 照 上 、 中 、下 ３层 进 行 ３ 号 泄 洪 洞 洞 身 出 口段 开 挖 （ 图 １ 。 其 中 ，上 层 采 见 ）
Ｌ ｉＹｕｅ ，Ｆａ ｎ ，Ｚｈａ ｎｇｅ ｎ Ｐｉ ｇ ｏ Ｌｏ ｆ ｉ
（ ｕ ｉｇＨｙ ｒｐ ｗ ｒＳａｉｎＣ ｎｔｕ ｔ ｎ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｆＣ ｉａＧｅｈ ｕ ａＧｒｕ ｏ， ｔ ｈｅ ｒｅ ｍｐ ｎ ， Ｌ ｄｎ ｄｏ ｏ ｅ ｔｔ ｏ ｓｒｃｉ ｅ ａｔ ｔ ｈｎ ｚ ｏ ｂ ｏ ｐ Ｃ ．ＬｄＴ ｒｅＧｏｇ ｓＣｏ ａ ｙ ｏ ｏ ｍｅ ｏ
中 图 分 类 号 ：Ｖ ５４ Ｖ ５ ．（７ ） Ｔ ５ ；Ｔ ６ １ ２ １ ３
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：５ ９ ９ ４ （０ １ ０ — ０ １ ０ ０ ５ — ３２ ２ １ ）５ ０ ５ — ３
１ 工 程 概 况
泸 定 水 电 站 ３ 号 中 层 采 取 中 间 抽 槽 两 侧 边 墙 光 面 控
制 爆 破 跟 进 的 开 挖 方 法 ： 下 层 开 挖 时 底 板 预 留 １ ２５ ～ ．
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析
水电工程防震抗震研究及设计规范浅析作者：茹欣来源：《科技创新导报》2020年第02期摘; ;要：本文对水电工程的防震抗震方法进行了研究，具体阐述水电工程防震抗震设计标准体系，并基于以上两点分析出了工程的防震抗震设计要点如：防震设计的标准和独立的保安电源等，希望对日后水电工程的防震设计工作提供参考。
关键词：水电工程; 防震抗震; 震损中图分类号：TU318; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0023-02地震在给人类带来巨大灾难和破坏的同时，水电工程的防震抗震工作需要研究以往发生过的地震灾难，所以灾难也为水电工程设计人员提供了真实资料，水电工程设计人员应基于现有的地震灾害特征，将水电工程的抗震性不断提高。
1; 水电工程防震抗震研究地震的破坏形式大致分为两类，一类是直接灾害破坏，也就是地震的原生现象，主要是指地震断层交错或地震波引起地面振动，这种灾害会导致地面、建筑物和山体自然等被破坏。
例如：智利大地震造成的持续晃动对建筑物的破坏，以及中国唐山大地震造成七八成建筑物损坏。
一类是次生灾害，指直接灾害破坏了自然或社会的稳定状态后引起的灾害，主要有火灾、毒气泄漏、洪涝和瘟疫等几种，其中最常见的灾害是火灾。
例如：日本关东大地震，因为震动造成神奈川县发生泥石流，顺山谷下滑达5km远。
水电工程需具备发电、引水、浇灌及航运等多种职能，所以水电工程建筑大多是由多个建筑组成的建筑群。
具有种类和形式各异的特点，且水电建筑多建在地质条件较为复杂的环境中，这就导致了地震灾害对水电建筑的影响因素繁多且异常复杂。
目前，我国水电工程防震设计主要参考《水工建筑物抗震设计规范》和《水工建筑物抗震设计规范》两项规定，两者都规定大坝抗震设防采用设计重现期内一定概率水准的地震参数，该参数规定采取一级设计标准进行防震抗震设计，其性能目标对应在设计地震作用条件下，允许水电建筑局部破坏，且经修理后能恢复正常使用。
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文章编号:100722284(2010)0120124204
泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析张继勋1,任旭华1,王海军1,乐成军1,2(1.河海大学水利水电工程学院,南京210098;2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,成都610072)
摘 要:水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,泸定水电站泄洪洞进水口工程规模大,特别是2号泄洪洞进口塔体较高,其体型和边界受力情况都较为复杂。通过三维有限元对2号泄洪洞开展动、静力分析研究,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布,论证了其抗震安全性。计算结果表明,在地震力作用下,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但在抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施,以确保塔体结构的安全。计算结果可为进水塔结构设计提供科学依据。 关键词:泄洪洞;进水塔;有限元;抗震分析 中图分类号:TV312 文献标识码:A
AnAnalysisofQuake2proofStructuresinFloodCarryingHolesoftheIntakeToweroftheLudingPowerStationZHANGJi2xun1,RENXu2hua1,WANGHai2jun1,LECheng2jun1,2(1.CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098;
2.ChengduHydroelectricInvestigationandDesignInstituteofChinaHydropowerConsultingGroup,Chengdu610072,China)Abstract:Thesafetyofthestructureinthespillwaytunnelintakeofthehydropowerstationisveryimportantinthesecurityandbenefitoftheentirehydropowerstation.ThespillwaytunnelintakeofLudingHydropowerStationisalarge2scaleproject,especial2ly,withthehighNO.2spillwaytunnelintaketower,whichhasacomplexbodyformandboundaryconditions.Througha3D2FEMstaticanddynamicanalysisoftheNO.2spillwaytunnel,theself2vibrationcharacteristicsoftheintaketowerstructureisstudied.Furthermore,thispaper,throughtheresponsespectrummethod,researchisdoneonthedynamicresponseoftheintaketowerstructure,includingthedynamicdisplacement,dynamicstressandtheaccelerationdistribution,bythehorizontalearthquake,andthesafetyoftheearthquakeresistanceisdemonstrated.Theresultshowsthat,thedeformationandintensityoftheintaketowerstruc2turemeetdemands.However,thestressisveryhighintheweakearthquake2resistantregionwherespecialmeasuresshouldbetakentoensurethesecurityofthetowerstructure.Theresultswillprovideascientificbaseforthedesignoftheintaketowerstructure.Keywords:spillwaytunnel;intaketower;FEM;earthquakeresistanceanalysis
收稿日期:2009203204
基金项目:国家自然科学基金委员会,二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金项目(50539090)。作者简介:张继勋(19742),男,博士,讲师,研究方向:水工结构工程。
1 工程概况泸定水电站位于四川省泸定县境内,库尾段属康定县,装机容量920MW。枢纽布置设计四条泄洪洞分别布置在左、右两岸,1号泄洪洞布置在左岸,2号、3号、4号泄洪洞布置在右
岸。左岸布置1号泄洪洞,由早期导流洞改建而成的有压洞,
采用洞内消能方式;2号泄洪洞为短有压进口无压泄洪洞(中后期兼作导流洞,同时兼作水库放空与排沙);3号、4号泄洪洞为开敞式进口无压泄洪洞。2号为短有压进口无压泄洪洞(中后期导流洞利用),进口采用岸塔式,底板高程为1315m,塔顶高程1384.0m,塔顺水流向长50m,宽22m,高69m,进水口设平板检修闸门和弧形工作闸门控制,弧形工作闸门孔口尺寸12m×9m(宽×高),底板高程1315m,最大下泄流量3003.09m
3
/s,洞长1315m,
洞身为无压城门洞型,断面尺寸为12m×17m。洞出口底板
421中国农村水利水电・2010年第1期高程1305m,出口流速约21m/s,采用底流式消能方式,出口利用60m渐变段与消力池连接,扩散角11.31°,考虑消力池底板尽量置于基岩之上,同时减小泄洪洞出口的边坡开挖,因此将渐变段30m置于洞内。进水塔纵剖面如图1所示。
图1 进水塔纵剖面图塔体四周有回填抛石混凝土、水压力以及山体岩石地基相互作用等荷载,若采用传统的简化方法进行计算,其结果则难以反映其体型复杂、截面突变、刚度变化以及大孔口等因素对其力学性能的影响,不可能准确地反映各个部位的应力状态和变形情况[1],因此,采用有限元法对该进水塔结构进行抗震性
能分析。
2 计算模型和参数2.1 计算模型模型原点取在进水塔对称面上,x轴取为顺水流方向,向下游为正;y轴取为垂直水流方向,向左岸为正;z轴取为竖向,
向上为正。周遍岩体模拟范围为:上游边界距原点距离为55
m,下游边界距原点135m,左岸边界和右岸边界距原点均为55m,底面边界高程为▽1200m,顶面边界高程为▽1460m。采用六面体八节点等参单元进行离散,整体网格见图2,整个计算模型共55262个单元,63869个节点。
图2 计算模型2.2 计算参数计算中采用的参数,除设计部门提供的岩体和水位等基本参数外,对于混凝土参数选用了规范建议值[2],具体见表1。
运行期间进水塔特征水位:正常蓄水位1378.00m,校核洪水位1381.22m。
表1 计算参数统计表材料名称容重/(kN・m-3)弹性模量/GPa泊松比混凝土C1024.017.50.167
混凝土C2024.025.50.167
混凝土C3024.030.00.167
混凝土C4024.032.50.167
岩体24.525.00.22
3 计算荷载与荷载组合进水塔的主要荷载可分为静荷载和动荷载。其中静荷载主要包括:塔体自重、静水压力和水重、扬压力、淤沙压力、风压力、浪压力、设备自重等;动荷载包括:地震力、地震动水压力和地震动土压力等。本文以进水塔结构满库状态为研究对象,进水塔的动力计算所考虑的地震作用包括:①建筑物自重和塔顶门机、启闭机、闸门所产生的地震惯性力;②水平向地震作用的动水压力。在计算过程中,在地基四周的边界面上施加水平约束,在底部边界面上施加固定约束。3.1 地震动输入参数泸定水电站泄洪洞进水塔为一级建筑物,库区地震基本烈度为8度,根据规范[3]规定,只考虑两个水平向地震作用,即水流向和垂直水流向地震作用,不计竖向地震作用。按照地震部门地震危险性分析结果的建议,水平向地面加速度强度为0.251g,阻尼值0.1。本文采用反应谱法动力分析,地震荷载根据《水电站进水口设计规范》(DL/T539822007)、《水工建筑物抗震设计规范》(DL507322000)规定取用。沿用此类问题的一般做法,以无质
量地基底部均匀输入的近似方式考虑结构与地基间的动力相互作用和地震动的输入。根据规范,在动力分析中,计算进水口结构和库水的动力相互作用产生的动水压力时,可以忽略库水的可压缩性而以附加质量的形式计入。设计反应谱参见图3。
图3 设计反应谱 其中特征周期T
g取0.25s,βmax取2.25。
阻尼比按照设计院提供取0.1,对设计反应谱β做以下修正:
β=β0/
4λ
0.05
式中:
β
0为相应于λ=0.05时的标准值;β为与其他阻尼比对
521泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析 张继勋 任旭华 王海军 等