古頂水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

古頂水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

1水庫正常蓄水位古鼎水庫位于廣西柳州榮水縣柳江流域的榮江上，距劉涌116公里。這是柳江規(guī)劃的第七個梯子。上游是已完工的浮石水庫，下游是已完工的大灣水庫。這是一個集能源和航運于一體的綜合利用工程。水庫正常蓄水位102.0m,死水位101.50m,有效庫容440萬m3,庫容系數(shù)很小,屬低水頭徑流式水電站。在正常蓄水位時,水庫庫容6915萬m3,電站總裝機容量80MW,船閘為100t級單級單線船閘。電站主要建筑物從左到右依次布置有左岸重力壩、船閘、主河15孔泄洪閘壩、發(fā)電廠房、土石壩、岔河7孔泄洪閘壩、右岸重力壩和右岸土壩等。金屬結(jié)構(gòu)主要布置在泄洪閘壩、發(fā)電廠房和船閘等部位,共設(shè)置各類閘門45扇、攔污柵4扇、各類門槽68套、浮式攔污排1套、啟閉設(shè)備35臺(套)、金屬結(jié)構(gòu)總重約51001?，F(xiàn)將金屬結(jié)構(gòu)分3部分?jǐn)⑹鋈缦隆?工作門立地條件電站泄水建筑物為攔河泄洪閘壩,布置在左主河槽和右岔河槽上,要求工程建成形成水庫后,宣泄20年一遇洪水(Q=19900m3/s)時回水不影響融水縣城,同時盡可能減少庫區(qū)的淹沒損失。因此,攔河泄水建筑物采用低堰大孔口的閘壩形式,以保證泄洪閘有足夠的泄洪能力,滿足泄洪要求。泄洪閘壩共設(shè)22孔,孔口寬度為14m的寬頂堰,堰頂高程為93.0m,均為敞開式閘孔。其中,15孔布置在左河槽(主河道),7孔布置在右河槽(岔河道)。泄洪閘每孔設(shè)1扇工作閘門,共22扇。閘門底檻高程93.0m,設(shè)計水頭9.0m,為露頂式平面滾輪鋼閘門。閘門支承跨度較大,為保證滾輪踏面與軌道的良好接觸,行走支承采用弧面臺車。閘門分2段制造,運至工地后利用段間連接軸把閘門連接成一個起吊單元,各段閘門均為雙主梁結(jié)構(gòu),面板、止水裝置布置于上游側(cè)。為避免門槽空蝕,采用Ⅱ型門槽。工作閘門的操作方式為動水啟閉,閘門根據(jù)汛期的入庫洪峰流量選擇局部開啟或全開泄洪。每扇閘門配置1臺2×630kN固定卷揚式啟閉機,共22臺,啟閉機動滑輪與閘門吊耳直接連接。工作閘門的檢修維護(hù)可在門槽頂部115.10的壩頂平臺上進(jìn)行。泄洪工作閘門的上游布置有一道檢修閘門,22孔檢修閘門門槽共用3扇檢修閘門(其中主河2扇,岔河1扇)。當(dāng)閘壩的工作閘門需要檢修時,即可下閘封孔擋水。閘門孔口寬度14.0m,底檻高程93.0m,設(shè)計水頭9.0m,為露頂式平面滑動鋼閘門,支承滑塊為鋼滑塊。閘門分2段制造,各段閘門均為雙主梁結(jié)構(gòu),段間采用連接軸的形式連接。門槽為Ⅰ型門槽。檢修閘門的操作方式為靜水啟閉,開啟檢修閘門前須關(guān)閉工作閘門,并把上段檢修閘門提起100mm后對流道充水平壓,待閘門上下游水位齊平后方可提起閘門。主河段檢修閘門共用2×1000kN壩頂門機,門機通過自動抓梁與閘門吊點連接;岔河段檢修閘門利用2×630kN臺車操作。閘門平時不使用時,岔河段檢修閘門可放置于岔河左側(cè)土石壩的門庫內(nèi),主河段檢修閘門可放置于主河左側(cè)連接重力壩的門庫內(nèi)。閘門的檢修與維護(hù)均可在門庫內(nèi)進(jìn)行。3機組的清污設(shè)計發(fā)電廠房布置在主河泄洪閘壩右側(cè),為河床式廠房。電站廠房安裝有單機容量2萬kW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組4臺,進(jìn)水口采用單機獨立引水方式布置。廠房進(jìn)水口前沿布置一道浮式攔污排,進(jìn)水口依次設(shè)有攔污柵和進(jìn)水口檢修閘門,機組尾水管出口設(shè)尾水事故檢修閘門。為有效減少因污物堵塞進(jìn)水口攔污柵而影響發(fā)電機組出力,在廠房進(jìn)水口的前沿設(shè)置一道浮式攔污排用以阻擋漂浮物,減少進(jìn)入進(jìn)水口區(qū)域的污物。當(dāng)污物在攔污排上游側(cè)積聚到一定量時,用清污船人工清污。攔污排采用浮筒式結(jié)構(gòu),水下攔污柵固定于浮筒上,攔污排采用2根鋼絲繩作為牽引繩,浮筒均勻地鉸接在牽引繩上。牽引繩長度約為290m,一端固定于右岸岸邊的系繩墩上,另一端固定于主河泄洪閘右邊墩上。當(dāng)庫水位變化時,固定鉸點的轉(zhuǎn)向拉桿在牽引繩拉力的垂直方向的分力作用下能上下移動,保證攔污排能浮在水面上。攔污排的工作水位為101.50～107.00m。每臺機組的進(jìn)水口設(shè)攔污柵1扇,4臺機組共4扇攔污柵。由于原設(shè)計的清污方案為壩頂門機提柵后人工清污,為了減少門機跨度,進(jìn)水口柵槽與檢修門槽的位置布置得非常緊湊;電站廠房基礎(chǔ)施工后,業(yè)主提出采用清污機清污的方案,但由于柵槽上游沒有足夠的清污抓斗工作空間,因此修改設(shè)計后把攔污柵布置于壩頂工作橋上游,不再利用壩頂門機提柵,而是利用門式清污機提柵。攔污柵的孔口尺寸為14.2m×34.54m(寬×高),底檻高程為80.56m,設(shè)計水頭為4.0m,為平面活動式鋼柵。攔污柵沿高度方向分為10段制造。攔污柵的操作方式為靜水啟閉,啟閉設(shè)備為2×160kN門式清污機。提柵時,利用門式清污機配置的自動抓梁分段提柵,清污時利用清污抓斗清污。每臺機組進(jìn)水口設(shè)1扇檢修閘門,4臺機組共設(shè)4扇,用于機組安裝、檢修時封孔擋水。檢修閘門為潛孔式平面滑動鋼閘門,孔口尺寸為12.8m×16.09m(寬×高),底檻高程為78.70m,設(shè)計水頭為30.98m。行走支承采用鋼滑道,門槽為Ⅰ型門槽。閘門分5段制造,為降低門機容量及軌上高度,閘門分成2個起吊單元,上起吊單元高度7.58m,下起吊單元高度8.72m。檢修閘門的操作方式為靜水啟閉,共用2×1000kN壩頂雙向門機操作。門機通過液壓穿軸式自動抓梁與閘門連接,啟門前利用閘門上的充水閥對流道充水平壓,待閘門上下游水位齊平后再分段提起閘門。機組發(fā)電時,閘門利用鎖錠裝置鎖錠于門槽內(nèi)。尾水事故檢修閘門位于尾水管出口,每臺機組1孔,4臺機組共設(shè)4孔門槽。由于電站施工時需要閘門封孔擋水,故設(shè)尾水事故檢修閘門4扇。閘門孔口尺寸為12.70m×9.35m(寬×高),底檻高程為81.83m,設(shè)計水頭為26.89m。閘門為潛孔式平面定輪滑道雙向支承鋼閘門,上游支承采用鋼滑塊,下游支承采用簡支式滾輪,滾輪軸套采用鑲嵌型自潤滑軸承。閘門的操作方式為動水閉門、靜水啟門。當(dāng)機組發(fā)生事故時,動水關(guān)閉本閘門;當(dāng)機組或尾水管需要檢修時,靜水關(guān)閉本閘門。4扇閘門共用2×800kN臺車操作,臺車通過機械式自動抓梁與閘門吊耳連接,啟門前需利用設(shè)于閘門頂主梁上的充水閥對流道充水平壓。機組正常運行時,4扇閘門分別鎖錠懸掛于門槽內(nèi)。4工作門及控制樓設(shè)計船閘布置在主河槽左岸,為單級單線船閘,按100t級設(shè)計,最大通航船只為100t機動駁,一次單向過閘時間為30min。閘室有效尺寸為80m×8m×1.5m(長×寬×最小水深),船閘上游最高通航水位為102.00m,上游最低通航水位為101.50m;下游最高通航水位為101.45m,下游最低通航水位為93.92m。船閘的閘門布置分述如下。上閘首工作閘門的上游側(cè)布置1扇擋洪檢修閘門,當(dāng)汛期水位高于最高通航水位時或船閘需要檢修時,即可把閘門下閘封孔擋水。閘門的門型為露頂式平面滑動鋼閘門,孔口凈寬為8.0m,底坎高程為100.0m,設(shè)計水頭12.66m。閘門分3段制造,每節(jié)閘門利用段間連接軸連接,各段閘門均為雙主梁結(jié)構(gòu),行走支承采用鋼滑塊。擋洪檢修閘門的操作方式為靜水閉門、動水啟門,當(dāng)上游水位降至102.00m時利用2×1000kN壩頂雙向門機把閘門提起,門機通過平衡梁與閘門拉桿連接。閘門的檢修與維護(hù)在門庫內(nèi)進(jìn)行,平時閘門放置于門庫內(nèi)。上閘首設(shè)1扇工作門,布置于上閘首擋洪檢修閘門的下游側(cè)。當(dāng)船閘正常運行時,工作閘門與輸水系統(tǒng)協(xié)同工作,調(diào)整閘室水位使之分別與上游或下游水位齊平,使船只能安全迅速地通過船閘。工作閘門為下沉式平面滑動鋼閘門,閘門孔口尺寸為8.0m×2.9m(寬×高),底坎高程為96.85m,擋水時底止水高程為99.90m,設(shè)計水位為2.1m。門葉結(jié)構(gòu)為實腹式主橫梁焊接鋼結(jié)構(gòu),采用鋼滑塊支承。下沉門的操作方式為靜水啟閉,利用布置在110.50m高程處的1臺2×100kN/2×60kN懸掛式液壓啟閉機操作。調(diào)整閘室水位時,下沉門處于擋水狀態(tài),當(dāng)閘室內(nèi)水位與上游水位齊平后,下沉門向下開啟下降至帷墻后的門槽內(nèi)后,船只即可正常通過上閘首。上閘首的輸水系統(tǒng)進(jìn)水口采用帷墻頂層?xùn)趴p進(jìn)水,經(jīng)帷墻內(nèi)豎井分流至兩側(cè)閘首底部的環(huán)繞廊道后進(jìn)入閘室,每條輸水廊道分別設(shè)置有上游側(cè)檢修閘門、工作閘門和下游側(cè)檢修閘門共3道閘門。工作閘門為平面定輪(懸臂輪)鋼閘門,孔口尺寸為1.5m×1.8m(寬×高),底坎高程為90.30m,設(shè)計水頭為11.70m。閘門的操作方式為動水啟閉,利用160kN/60kN液壓啟閉機操作。當(dāng)船閘運行時,開啟本閘門對閘室輸水,從而調(diào)整閘室內(nèi)的水位使之與上游水位齊平。輸水廊道工作閘門上、下游均設(shè)置檢修門,當(dāng)輸水廊道工作閘門和門槽需檢修時,為了不影響船閘的正常運行,可利用單側(cè)的輸水廊道輸水。其間利用輸水廊道上游檢修閘門與輸水廊道下游檢修閘門配合使用封孔擋水,為單側(cè)廊道的工作閘門檢修創(chuàng)造條件。若船閘的通航船只較多,為提高過閘速度,減少充水時間,廊道上游檢修閘門可暫時充當(dāng)工作閘門使用。閘門的孔口尺寸為1.5m×1.8m(寬×高),底坎高程89.70m,設(shè)計水頭12.3m。上游檢修閘門門葉結(jié)構(gòu)形式與工作閘門一樣,為潛孔式平面定輪鋼閘門,下游檢修閘門為潛孔式平面滑動鋼閘門。上游檢修閘門的操作方式為動水啟閉,利用160kN/60kN液壓啟閉機操作閘門的操作;下游檢修閘門的操作方式為靜水啟閉,利用2×1000kN壩頂雙向門機上的100kN懸臂回轉(zhuǎn)吊操作。船閘上閘首控制樓布置在上閘首工作閘門下游,橫跨閘室上空。上閘首下沉工作閘門與輸水廊道閘門的液壓啟閉機共用液壓泵站,泵站設(shè)置在船閘控制樓一層(高程115.10m)。閘室兩側(cè)閘墻壁左右對稱各設(shè)8套浮式系船柱。系船柱按50kN系纜力設(shè)計,其升降幅度滿足上游最高通航水位和下游最低通航水位的通航要求,系纜點位置滿足設(shè)計船舶空載和滿載的系繩要求。下閘首右邊墩上游側(cè)布置有泄水廊道,設(shè)置有工作閘門和檢修閘門2道閘門。泄水廊道工作閘門布置于泄水廊道檢修閘門的上游側(cè),當(dāng)船閘運行時,開啟工作閘門泄水,從而調(diào)整閘室內(nèi)的水位使之與下游水位齊平。工作閘門為潛孔式平面定輪鋼閘門,孔口尺寸為1.75m×2.2m(寬×高),底坎高程為89.70m,設(shè)計水頭為12.30m。閘門的操作方式為動水啟閉,利用200kN/80kN操作液壓啟閉機操作。泄水廊道工作閘門下游布置1扇檢修閘門,以滿足工作閘門和門槽檢修時封孔擋水的要求。檢修閘門為潛孔式平面滑動鋼閘門,孔口尺寸為1.75m×2.2m(寬×高),底坎高程為89.70m,設(shè)計水頭為12.3m。閘門的操作方式為靜水啟閉,利用5t的電動葫蘆操作。下閘首工作閘門為平開一字閘門,布置在下閘首檢修門上游側(cè)。當(dāng)船閘正常運行時,一字閘門與泄水系統(tǒng)協(xié)同工作,調(diào)整閘室水位使之與下游水位齊平,使船只能安全迅速地通過船閘。一字閘門孔口尺寸為8.0m×12.1m(寬×高),底坎高程為91.10m,設(shè)計水頭為10.9m。閘門采用分塊式支、枕墊支承,利用水平力依靠平面摩擦傳給承軸臺的可動式底樞和鉸接框架式頂樞來支承閘門重量,防止門葉傾倒及保證門葉自由轉(zhuǎn)動。閘門的操作方式為靜水啟閉,利用630kN/320kN—字門臥式擺動液壓啟閉機操作。一字閘門的下游側(cè)設(shè)有1扇下閘首檢修閘門,用于閘室檢修時下閘封孔擋水。檢修閘門孔口寬度為8.0m,