大孤山水电站工程压力钢管及钢岔管设计
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感 性 、 Ｖ敏感 性低 ， 接 性能 优能 优 良 ， 缺 ｌ 焊 厚度 在 ３ Ｏ
ｍｍ 以下 时 ． 前一 般不 预热 ， 焊 焊后 可 不热处 理 。
板 内衬 外包 素混 凝土 的衬砌 型式 。压力 管道 后 接钢 岔管 ， 钢岔 管采用 三梁 “卜” 岔管 ， 形 分岔 后接 ３条支 管 ， 别 与 ３台机 组连 接 。 分 ２２ 压力钢 管布 置及岔 管体 形设 计 － 压力 钢 管起 衬 点位 置 主要 根 据 “ 抬 理 论 ” 上 准
岔管 及支 管 为 明钢 管 ，外包 Ｃ ５钢筋 混 凝 土 。 ２ １、 ２ 岔管 都 是一 分为 二 的“卜” 三梁 岔 管 ， 岔角 形 分 ６ ． ９２ 。岔管 的设 计 内水 压 力 １ ／ ｍ （ 括水 ６２ 。 ４ ． Ｎ ｍ 。包 ２ 击压力 ） 岔管公 切球 内半 径 ２２ ， １ 。１ ． ｉ 与 岔管相 ６ｎ 连 接 的支管 内径 分别 为 ３０ ０Ｉ 和 ４０ ８ｉ， ２ 岔 ． Ｉ ０ Ｔ ． 与 ４ ｎ 管 相 连接 的主管 内半径 ３ ６ ２ 岔 管公 切球 内半 ． １ ７ ｍ， 径 １ ８ ． ８ｍ：与 ２ 岔 管相 连接 的支 管 内半径 ３ｍ， ６ 支 管 间距 １ 。经计算 ， 终 采用 的 Ｕ梁和 腰梁 的钢 １ｎ ｉ 最 板厚 度均 为 ６ ｍ， Ｕ梁梁 高 ８ ｍ， Ｕ梁梁 高 ０ｍ 主 ０ｃ 次 ５ 腰 梁梁 高 ４ ｍ。 ０ｃ ｍ． ０ ｃ
使其结构合理、 经济 ， 满足安全稳定运行要 求。 关键词 ： 大孤 山水 电站 ； 压力钢管 ； 管； 岔 结构设计 中图分类号 ：Ｖ ３ ＇ Ｔ ７ ２． ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０５ ０ ４ （ ０ １ １ — ０ ２ ０ ２ ９ — １４ ２ １ ）０ ０２ — ２
１ 工 程 概 况
２ ．７ｍ， ８ 下平 段 长度 为 １６２ 。压力 管 道 采用 钢 ２ ９． Ｉ ９ｎ
１Ｍｎ ６ Ｒ钢（ ３５ ， Ｑ ４Ｒ）其特点是 ： ①强度高 ， 能适应和
满 足岔 管 的不 良应 力分 布 ，减少 管壁 厚度 和钢 材用
量； ②具有 良好的综合性能和低温冲击韧性 ， 时效敏
第４ ７卷 第 １ ０期 ２１ ０ １年 １ Ｏ月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｍ ａｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｎ ｎ Ｗ ｔ ｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｙ ａ ｄ Ｈｙｄ ｏ ｗｅ ｃ ｏｏ ｙ ｒ ｐｏ ｒＴｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖｏ ＿７． ． ０ ｌ ４ Ｎｏ １
Ｏｃ ．２０１ ｔ， １
３ 结构计 算
３１ 计 算 荷 载 ．
（ ） 行期 ：考 虑 ３台机 瞬 间丢弃 负 荷沿 程 最 １运
则 、水 力劈 裂 ”准则 和地质 条件 等综 合确 定 。考虑 “ 到调 压 井后 压 力管 道 上覆 岩体 厚 度 较 薄 ， 安 全 角 从
度 出发 ，调 压井后 直 接压 力管 道 。压力 管 道 内径 ５ Ｉ，压 力 钢管 外采 用 Ｃ ０素混凝 土 衬砌 ，抗 冻 标号 ｎ ２ Ｆ ０ 抗 渗标 号 Ｗ６ 衬 砌厚度 ０６ｉ。 ２ ０， ， ． ｎ
・
设 计 与研 究 ・
大孤 山水 电站 工程压 力钢 管及钢 岔管设 计
杜 煜
（ 肃 省水利 水 电勘 测设 计研 究院 ， 肃 兰 州 ７ ０ ０ ） 甘 甘 ３ ０ ０
摘要 ： 力钢 管是 水电站工程 中的重要组成部 分 ， 压 根据 工程 本身的特点及结构 ， 设计研 究压 力钢 管和钢岔 管的布置
２３ 材 质 选 择 ．
黑 河 是甘 肃 省最 大 的 内陆 河 ，发 源 于 青 海 ， 上 游峡 谷 段水 能 资源 丰 富 ， 划 有 ８级 中型 水力 发 电 规 站， 总装 机 容量 ４ ４ＭＷ ， ４ 年发 电量 ２ ．９亿 ｋ ・ 。 ７５ Ｗ ｈ 其 中大 孤 山水 电站 为梯 级 开发 的第 ５级 ， 电站采 用 长 隧 洞 引水 式 开 发 方 式 ， 枢纽 为 闸坝 ， 右 岸 引 水 从 至 厂房 。 大坝 高 ２ ｌ水 库正 常 蓄水 位 为２１ ５５ 最 ０ｎ。 ４ ．
Ｉ． ｌ 为无 调节水 库 。 １ 电站装 机容 量 ６ ５ＭＷ（ ｘ ６ＭＷ＋ ２ ２ １ １ ｘ ３ＭＷ） 电站 设 计 引用 流量 １５ｍ／， 发 电量 ， ０ ３ 年 ｓ
２０ １ ．３ ０亿 ｋ ・ ， 机 年 利 用 小 时 ３ １５ｈ 额 定 水 Ｗ ｈ装 ２ ，
井 式 布置 ， 与发 电厂房 岔 管相 接 。压 力 钢 管 主 管 下 全 长 ２ ４７ 主 管 内径 ５ｍ， ８ ． ｍ， ３ 由上弯 管 、 直 管 、 竖 下 弯管 和下 平管组 成 。上 下转 弯段 转 弯半 径 为 １ ８ｍ， 斜 井 段 坡 度 ５ 。 上 平 洞 段 长 度 为 ７８ｍ， 弯 段 长 ０， ． 上 度为 ２ ． 竖井 段长度 为 ２ ．０ｍ， 弯段 长 度为 ８２ ｍ， ７ ４１ 下
头 ７ １ ３１。 １
２ 压 力 管 道 布 置
压 力 管道 主 管 段 管径 ５ｍ， 管 管径 ３ｉ， 管 支 岔 ｎ
２１ 压 力管道 总体布 置 ． 发 电引水 系统 中的压 力 管 道上 接 调 压 室 ， 竖 为
最 大直径 ５ｍ， 最大 内水 压 １ ０ｉ。 ２ 从结 构应 力分 布 、 ｎ 抗外 压稳 定 、 作卷 板能 力 、 制 焊接 工艺 和经 济性 等综 合 比较决 定 ， 材采 用高 强 钢 。岔 管受 力极 其 复杂 ， 钢 还需 采用 耐层 状撕 裂钢 ， 过对钢 材性 能 、 通 价格 和使 用 运行情 况 的分析 比较 ，最 终采 用满 足设 计要 求 的
ｍｍ 以下 时 ． 前一 般不 预热 ， 焊 焊后 可 不热处 理 。
板 内衬 外包 素混 凝土 的衬砌 型式 。压力 管道 后 接钢 岔管 ， 钢岔 管采用 三梁 “卜” 岔管 ， 形 分岔 后接 ３条支 管 ， 别 与 ３台机 组连 接 。 分 ２２ 压力钢 管布 置及岔 管体 形设 计 － 压力 钢 管起 衬 点位 置 主要 根 据 “ 抬 理 论 ” 上 准
岔管 及支 管 为 明钢 管 ，外包 Ｃ ５钢筋 混 凝 土 。 ２ １、 ２ 岔管 都 是一 分为 二 的“卜” 三梁 岔 管 ， 岔角 形 分 ６ ． ９２ 。岔管 的设 计 内水 压 力 １ ／ ｍ （ 括水 ６２ 。 ４ ． Ｎ ｍ 。包 ２ 击压力 ） 岔管公 切球 内半 径 ２２ ， １ 。１ ． ｉ 与 岔管相 ６ｎ 连 接 的支管 内径 分别 为 ３０ ０Ｉ 和 ４０ ８ｉ， ２ 岔 ． Ｉ ０ Ｔ ． 与 ４ ｎ 管 相 连接 的主管 内半径 ３ ６ ２ 岔 管公 切球 内半 ． １ ７ ｍ， 径 １ ８ ． ８ｍ：与 ２ 岔 管相 连接 的支 管 内半径 ３ｍ， ６ 支 管 间距 １ 。经计算 ， 终 采用 的 Ｕ梁和 腰梁 的钢 １ｎ ｉ 最 板厚 度均 为 ６ ｍ， Ｕ梁梁 高 ８ ｍ， Ｕ梁梁 高 ０ｍ 主 ０ｃ 次 ５ 腰 梁梁 高 ４ ｍ。 ０ｃ ｍ． ０ ｃ
使其结构合理、 经济 ， 满足安全稳定运行要 求。 关键词 ： 大孤 山水 电站 ； 压力钢管 ； 管； 岔 结构设计 中图分类号 ：Ｖ ３ ＇ Ｔ ７ ２． ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０５ ０ ４ （ ０ １ １ — ０ ２ ０ ２ ９ — １４ ２ １ ）０ ０２ — ２
１ 工 程 概 况
２ ．７ｍ， ８ 下平 段 长度 为 １６２ 。压力 管 道 采用 钢 ２ ９． Ｉ ９ｎ
１Ｍｎ ６ Ｒ钢（ ３５ ， Ｑ ４Ｒ）其特点是 ： ①强度高 ， 能适应和
满 足岔 管 的不 良应 力分 布 ，减少 管壁 厚度 和钢 材用
量； ②具有 良好的综合性能和低温冲击韧性 ， 时效敏
第４ ７卷 第 １ ０期 ２１ ０ １年 １ Ｏ月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｍ ａｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｎ ｎ Ｗ ｔ ｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｙ ａ ｄ Ｈｙｄ ｏ ｗｅ ｃ ｏｏ ｙ ｒ ｐｏ ｒＴｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖｏ ＿７． ． ０ ｌ ４ Ｎｏ １
Ｏｃ ．２０１ ｔ， １
３ 结构计 算
３１ 计 算 荷 载 ．
（ ） 行期 ：考 虑 ３台机 瞬 间丢弃 负 荷沿 程 最 １运
则 、水 力劈 裂 ”准则 和地质 条件 等综 合确 定 。考虑 “ 到调 压 井后 压 力管 道 上覆 岩体 厚 度 较 薄 ， 安 全 角 从
度 出发 ，调 压井后 直 接压 力管 道 。压力 管 道 内径 ５ Ｉ，压 力 钢管 外采 用 Ｃ ０素混凝 土 衬砌 ，抗 冻 标号 ｎ ２ Ｆ ０ 抗 渗标 号 Ｗ６ 衬 砌厚度 ０６ｉ。 ２ ０， ， ． ｎ
・
设 计 与研 究 ・
大孤 山水 电站 工程压 力钢 管及钢 岔管设 计
杜 煜
（ 肃 省水利 水 电勘 测设 计研 究院 ， 肃 兰 州 ７ ０ ０ ） 甘 甘 ３ ０ ０
摘要 ： 力钢 管是 水电站工程 中的重要组成部 分 ， 压 根据 工程 本身的特点及结构 ， 设计研 究压 力钢 管和钢岔 管的布置
２３ 材 质 选 择 ．
黑 河 是甘 肃 省最 大 的 内陆 河 ，发 源 于 青 海 ， 上 游峡 谷 段水 能 资源 丰 富 ， 划 有 ８级 中型 水力 发 电 规 站， 总装 机 容量 ４ ４ＭＷ ， ４ 年发 电量 ２ ．９亿 ｋ ・ 。 ７５ Ｗ ｈ 其 中大 孤 山水 电站 为梯 级 开发 的第 ５级 ， 电站采 用 长 隧 洞 引水 式 开 发 方 式 ， 枢纽 为 闸坝 ， 右 岸 引 水 从 至 厂房 。 大坝 高 ２ ｌ水 库正 常 蓄水 位 为２１ ５５ 最 ０ｎ。 ４ ．
Ｉ． ｌ 为无 调节水 库 。 １ 电站装 机容 量 ６ ５ＭＷ（ ｘ ６ＭＷ＋ ２ ２ １ １ ｘ ３ＭＷ） 电站 设 计 引用 流量 １５ｍ／， 发 电量 ， ０ ３ 年 ｓ
２０ １ ．３ ０亿 ｋ ・ ， 机 年 利 用 小 时 ３ １５ｈ 额 定 水 Ｗ ｈ装 ２ ，
井 式 布置 ， 与发 电厂房 岔 管相 接 。压 力 钢 管 主 管 下 全 长 ２ ４７ 主 管 内径 ５ｍ， ８ ． ｍ， ３ 由上弯 管 、 直 管 、 竖 下 弯管 和下 平管组 成 。上 下转 弯段 转 弯半 径 为 １ ８ｍ， 斜 井 段 坡 度 ５ 。 上 平 洞 段 长 度 为 ７８ｍ， 弯 段 长 ０， ． 上 度为 ２ ． 竖井 段长度 为 ２ ．０ｍ， 弯段 长 度为 ８２ ｍ， ７ ４１ 下
头 ７ １ ３１。 １
２ 压 力 管 道 布 置
压 力 管道 主 管 段 管径 ５ｍ， 管 管径 ３ｉ， 管 支 岔 ｎ
２１ 压 力管道 总体布 置 ． 发 电引水 系统 中的压 力 管 道上 接 调 压 室 ， 竖 为
最 大直径 ５ｍ， 最大 内水 压 １ ０ｉ。 ２ 从结 构应 力分 布 、 ｎ 抗外 压稳 定 、 作卷 板能 力 、 制 焊接 工艺 和经 济性 等综 合 比较决 定 ， 材采 用高 强 钢 。岔 管受 力极 其 复杂 ， 钢 还需 采用 耐层 状撕 裂钢 ， 过对钢 材性 能 、 通 价格 和使 用 运行情 况 的分析 比较 ，最 终采 用满 足设 计要 求 的