水電站課程設計--水電站廠房及吊車梁設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　本課程設計主要是水利水電樞紐工程中水電站廠房設計的部分工作。設計目的在于培養(yǎng)學生正確的設計思想，理論聯系實際工作的工作作風，嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。培養(yǎng)學生綜合運用所學水電站知識，分析和解決水電工程技術問題的能力；通過課程設計實踐訓練并提高學生解決水利水電工程實際問題的能力。進一步鞏固和加深廠房部分的理

2、論知識，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題及運用理論知識解決實際問題的能力，提高學生制圖、使用現行規(guī)范、查閱技術資料、使用技術資料的能力以及編寫設計說明書的能力。</p><p>　　根據已有的原始資料和設計要求進行設計，主要內容有：水電站總體布置、水輪機型號的選擇以及水輪機特性曲線的繪制、蝸殼尺寸的確定、繪制蝸殼平面和斷面單線圖、尾水管尺寸的確定及草圖、水電站廠房尺寸的確定以及吊車梁內力計算和吊車梁配筋計算等，并根據要

3、求繪制相應的平面布置圖和剖面圖。</p><p>　　第一部分 水電站廠房</p><p><b>　　一、設計資料</b></p><p>　　資料：某水利樞紐工程，具有防洪、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等功能。水電站廠房為壩后式，通過水能計算該水電站裝機容量為25Mw，廠房所在處平均地面高程440.60m</p><p>

4、<b>　　1.水位</b></p><p>　　經多水位方案比較，最終采用正常蓄水位為：470.00 m，死水位為：459.00 m，距廠房下游100 m處下游水位流量關系見下表：</p><p>　　2.機組供水方式：采用單元供水</p><p><b>　　3. 水頭</b></p><p>

5、　　該水電站水頭范圍： =39.00m, =28.00m,加權平均水頭=33.00m</p><p><b>　　二、水輪機選型</b></p><p>　　2.1水輪機型號選擇</p><p>　　水輪機型號的選擇中起主要作用的是水頭,本電站工作水頭范圍為28.00m～39.00m，根據水頭范圍從水輪機系列型譜中查得軸流式ZZ440型適應水頭

6、20m～36m,混流式HL240型適應水頭25～45m兩種型座位備選方案。經方案比較后確定水輪機型號。</p><p>　　2.2水輪機參數計算</p><p>　　2.2.1 HL240型水輪機方案主要參數選擇（兩臺機組）</p><p>　　HL240水輪機水頭范圍25～45，HL240水輪機模型參數，見下表2-1</p><p><

7、;b>　　1.轉輪直徑的計算</b></p><p>　　根據水輪機型號HL240查上表得HL240型水輪機在限制工況下的單位流量=1.24m3/s，效率=90.4%，由此可以初步假定原水輪機的單位流量=1.24m3/s, 效率=92%.水輪機額定水頭</p><p>　　式中：——水輪機標稱直徑</p><p>　　——水輪機單位流量 查得=1

8、240L/s=1.24</p><p>　　——設計水頭，對于壩后式水電站=（0.9～0.95），取=0.9533.0=31.35m</p><p>　　—水輪機額定出力,由發(fā)電機的額定處理求得，對于中小型水電站=0.92～0.95，=/=25000/2/0.95=13158kW </p><p>　　代入式中得==2.59m,根據上式計算出的轉輪直徑259cm

9、，查表3—12水輪機轉輪標稱直徑系列，選用相近而偏大的標準直徑： </p><p><b>　　=275cm</b></p><p><b>　　2.轉速計算</b></p><p>　　n== =150.4r/min</p><p>　　式中——單位轉速采用最優(yōu)單位轉速r/min</p>

10、;<p>　　H——采用設計水頭33.00m</p><p>　　D1——采用選用的標準直徑D1=2.75m</p><p>　　由額定轉速系列表3-13查的相近而偏大的轉速n=150r/min</p><p>　　3.效率及單位參數修正</p><p>　?。?）效率修正。查表3—9可得HL240型水輪機在最優(yōu)工況下的模型最

11、高效率=92.0%,模型轉輪直徑=46cm,則原型水輪機最高效率</p><p>　　=1-(1-0.92)=0.944</p><p><b>　　效率修正值</b></p><p>　　=0.944-0.92-0.01=0.014</p><p>　　式中:為考慮到原型與模型水輪機工藝水平影響的效率修正值，取；為考慮

12、到原型與模型水輪機異性部件影響的效率修正值，取1%～3%，本列題中因原型與模型水輪機異性部件基本相似，故認為=0。</p><p>　　限制工況下的原型水輪機效率：</p><p>　　=0.904+0.014=0.918</p><p>　　可見，與計算轉輪直徑時所假定的原型水輪機在限制工況下的效率相符。說明所選的適合。</p><p>　

13、?。?）單位轉速修正。單位轉速修正計算公示如下</p><p><b>　　=-</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：為原型水輪機最優(yōu)單位轉速，r/min；為模型水輪機最優(yōu)單位轉速，r/min；為最優(yōu)工況下的模型水輪機的效率，查表得=92%；為最優(yōu)工況下的原型水輪機的效率，=+ =0.

14、92+0.014=0.934</p><p><b>　　由上兩式得</b></p><p><b>　　=0.87%</b></p><p>　　因<0.03時，可不必進行修正。故計算的n值適合。單位流量也不加修飾。</p><p><b>　　4.工作范圍檢驗</b>

15、</p><p>　　在水輪機的直徑和轉速選定之后，還需要在模型綜合特性曲線圖上繪出水輪機的相似工作范圍并檢驗該工作范圍是否包括了高效率區(qū)，以論證所選定的直徑和轉速的合理性。</p><p>　?。?）按水輪機的額定水頭和選定的直徑計算水輪機以額定出力工作時的最大單位流量。</p><p>　　由水輪機的額定出力的表達式</p><p>&l

16、t;b>　　=9.81</b></p><p>　　導出最大單位流量計算式(限制工況下的)</p><p>　　= ==1.101<1.24 則水輪機的最大引用流量為</p><p>　　=1.101=46.62</p><p>　　（2）按最大水頭，最小水頭以及選定的,n分別計算出最小和最大單位轉速和.</p&

17、gt;<p><b>　　r/min </b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　?。?）在HL240水輪機的模型綜合特性曲線圖上分別作出以、和為常數的直線，這些直線所包括的范圍（如圖陰影部分）在95%出力限制線以左并包含了模型綜合特性曲線的高效率區(qū)，說明選定的、n是滿意的。</p>&

18、lt;p>　　圖2-1 HL240水輪機模型綜合特性曲線及工作范圍檢驗（兩臺機組）</p><p><b>　　5．確定吸出高度</b></p><p>　　由設計工況參數： ==73.67r/min, =1101L/s，查圖3-21得=0.197，在空化系數修正曲線中查得=0.035。</p><p><b>　　則吸出高度為

19、</b></p><p>　　=10--（0.195+0.035)×31.35=2.30(m）＞-4.0m</p><p>　　說明HL240水輪機方案的吸出高度滿足電站要求。</p><p>　　2.2.2 軸流轉槳ZZ440水輪機主要參數的計算（兩臺水輪機）</p><p><b>　　1.轉輪直徑的計算&

20、lt;/b></p><p>　　由于軸流式水輪機的限制工況由空蝕條件決定，為防止開挖過大，水電站常采用限制水輪機吸出高度的辦法反推和。</p><p>　　根據水輪機型號ZZ440查表3—10得在限制工況下的單位流量=1.65m3/s，空蝕系數=0.72.在空蝕系數修正曲線圖2-28查的=0.04。在允許的吸出高度=-4m時，其相應的空蝕系數為</p><p&g

21、t;　　由表3-10查得ZZ440水輪機在最優(yōu)工況下的單位轉速=115r/min,查圖2-2可知，對應與工況點（=115r/min,=0.396)處的單位流量=1150L/s,模型水輪機的效率=87.2%。據此可先假定設計工況下原型水輪機的效率=89.7%，則轉輪直徑為</p><p><b>　　==2.61m</b></p><p>　　查表3-12，選用與水輪機

22、轉輪計算直徑相近的標稱直徑=2.75m</p><p><b>　　2.選擇額定轉速</b></p><p>　　n== =240.23r/min</p><p>　　查表3-13， 選用與之相近而偏大的同步轉速=250 r/min。</p><p>　　3.效率及單位參數修正</p><p>　

23、　由表2-2查得ZZ440水輪機試驗水頭=3.5m,模型轉輪標稱直徑=0.46m。對軸流轉槳式水輪機，當葉片轉角為時，原型水輪機最大效率</p><p>　　葉片在不同轉角時的可由模型綜合特性曲線圖3-22查得，當選用制造工藝影響的效率修正值=1%，即可用上式計算出不同轉角時的效率修正值=--，計算成果見下表</p><p>　　ZZ440水輪機效率修正值計算表</p>&l

24、t;p>　　由表3-10查得ZZ440水輪機最優(yōu)工況的模型效率=89%，從以上計算知，最優(yōu)工況的效率最接近于時的效率88.8%，故可采用=2.4%作為其修正值，則可得ZZ440水輪機原型的最高效率為</p><p>　　=89%+2.4%=91.4%</p><p>　　因為在吸出高度-4m限制的工況點（=115r/min,=0.396）處的模型水輪機的效率=87.2%,該工況點在=

25、0處，求得該工況點的效率修正值為，該工況點原型水輪機效率為87.2%+2.4 %=89.6%與假定的89.7%相近?？梢娺x用，n=250r/min是合適的。</p><p><b>　　4.工作范圍檢驗</b></p><p>　　在水輪機的直徑和轉速選定之后，還需要在模型綜合特性曲線圖上繪出水輪機的相似工作范圍并檢驗該工作范圍是否包括了高效率區(qū)，以論證所選定的直徑和

26、轉速的合理性。</p><p>　　（1）按水輪機的額定水頭和選定的直徑計算水輪機以額定出力工作時的最大單位流量= ==1.13</p><p>　　則水輪機的最大引用流量為</p><p>　　=1.13=47.85</p><p>　?。?）按最大水頭，最小水頭以及選定的,n分別計算出最小和最大單位轉速和.</p><

27、p><b>　　r/min </b></p><p><b>　　r/min</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　將上述值在ZZ440水輪機模型綜合特性曲線上標出，如圖中的陰影部分既是水輪機的工作范圍。可見，工作范圍僅部分包含了該特性曲線的高效率區(qū)。<

28、;/p><p>　　圖2-2 ZZ440水輪機模型綜合特性曲線及工作范圍檢驗（兩臺機組）</p><p><b>　　5.確定吸出高度</b></p><p>　　用水輪機設計工況點r/min，=1130在圖3-22上可查空蝕系數=0.38。</p><p>　　則對應的水輪機的吸出高度為</p><p&

29、gt;<b>　　故滿足電站要求。</b></p><p>　　2.2.3 HL240型水輪機與ZZ440型水輪機兩種方案的比較</p><p>　　經過上述計算，兩方案的相關參數如下表</p><p>　　水輪機方案參數對比表</p><p>　　由上表可以看出，兩種機型方案的水輪機標稱直徑均為2.75m。HL240型

30、方案的工作范圍包含了更多的高效率區(qū)域，運行效率高，空化系數較小，安裝高程也高，對提高年發(fā)電量和減小廠房開挖量有利。ZZ440型方案的轉速高，可減小發(fā)電機尺寸。但由于該機型水輪機及其調速系統復雜，所以總體造價較高。綜合考慮，本電站選擇HL240型方案更為合理。</p><p>　　2.2.4 HL24O型水輪機四臺機組方案主要參數選擇</p><p>　　1.選擇轉輪標稱直徑</p&g

31、t;<p>　　由資料可知該水電站裝機容量為25MW，選擇四臺機組，則單機裝機容量為6.25MW。由此可得該水輪機的額定功率。</p><p>　　根據水輪機型號HL240查上表得HL240型水輪機在限制工況下的單位流量=1.24m3/s，效率=90.4%，由此可以初步假定原水輪機的單位流量=1.24m3/s, 效率=92%.水輪機額定水頭</p><p>　　=0.95=0

32、.9533.0=31.35m</p><p>　　式中：——水輪機標稱直徑</p><p>　　——水輪機單位流量 查得=1240L/s=1.24</p><p>　　——設計水頭 31.35m</p><p>　　—水輪機額定出力,由發(fā)電機的額定處理求得，對于中小型水電站=0.92～0.95</p><p>　　

33、=/=25000/4/0.95=6579kW</p><p>　　代入式中得==1.83m,根據上式計算出的轉輪直徑183cm，查表3—12水輪機轉輪標稱直徑系列，選用相近而偏大的標準直徑=200cm</p><p><b>　　2.轉速計算</b></p><p>　　n== =206.8r/min</p><p>　

34、　式中——單位轉速采用最優(yōu)單位轉速r/min</p><p>　　H——采用設計水頭33.00m</p><p>　　D1——采用選用的標準直徑D1=2.00m</p><p>　　由額定轉速系列表3-13查的相近而偏大的轉速n=214.3r/min</p><p>　　3.效率及單位參數修正</p><p>　　(

35、1）效率修正。查表3—9可得HL240型水輪機在最優(yōu)工況下的模型最高效率=92.0%,模型轉輪直徑=46cm,則原型水輪機最高效率</p><p>　　=1-(1-0.92)=0.940</p><p><b>　　效率修正值</b></p><p>　　=0.944-0.92-0.01=0.01</p><p>　　式

36、中:為考慮到原型與模型水輪機工藝水平影響的效率修正值，?。粸榭紤]到原型與模型水輪機異性部件影響的效率修正值，取1%～3%，本列題中因原型與模型水輪機異性部件基本相似，故認為=0。</p><p>　　限制工況下的原型水輪機效率：</p><p>　　=0.904+0.01=0.914</p><p>　　可見，與計算轉輪直徑時所假定的原型水輪機在限制工況下的效率相符

37、。說明所選的適合。</p><p>　　(2) 單位轉速修正。單位轉速修正計算公示如下</p><p><b>　　=-</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：為原型水輪機最優(yōu)單位轉速，r/min；為模型水輪機最優(yōu)單位轉速，r/min；為最優(yōu)工況下的模型水輪機的效

38、率，查表得=92%；為最優(yōu)工況下的原型水輪機的效率，=+ =0.92+0.010=0.930</p><p><b>　　由上兩式得</b></p><p><b>　　=0.54%</b></p><p>　　因<0.03時，可不必進行修正。故計算的n值適合。單位流量也不加修飾。</p><p&

39、gt;<b>　　4.工作范圍檢驗</b></p><p>　　在水輪機的直徑和轉速選定之后，還需要在模型綜合特性曲線圖上繪出水輪機的相似工作范圍并檢驗該工作范圍是否包括了高效率區(qū)，以論證所選定的直徑和轉速的合理性。</p><p>　　(1）按水輪機的額定水頭和選定的直徑計算水輪機以額定出力工作時的最大單位流量。</p><p>　　由水輪機

40、的額定出力的表達式</p><p><b>　　=9.81</b></p><p>　　導出最大單位流量計算式</p><p><b>　　= =</b></p><p>　　=1.045<1.24 (限制工況下的)</p><p>　　則水輪機的最大引用流量為<

41、/p><p>　　=1.045=23.4</p><p>　　(2)按最大水頭，最小水頭以及選定的,n分別計算出最小和最大單位轉速和.</p><p><b>　　r/min</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　(3）在HL240水輪機的模

42、型綜合特性曲線圖上分別作出以、和為常數的直線，這些直線所包括的范圍（如圖陰影部分）在95%出力限制線以左并包含了模型綜合特性曲線的高效率區(qū)，說明選定的、n是滿意的。</p><p>　　圖2-1 HL240水輪機模型綜合特性曲線及工作范圍檢驗（四臺機組）</p><p><b>　　5.確定吸出高度</b></p><p>　　由設計工況參數：

43、 ==76.55r/min, =1045L/s，查圖3-21得=0.195，在空化系數修正曲線中查得=0.035。</p><p><b>　　則吸出高度為</b></p><p>　　=10--（0.195+0.035)×31.35=2.30(m）＞-4.0m</p><p>　　說明HL240水輪機四臺方案的吸出高度滿足電站要求。

44、</p><p>　　通過比較發(fā)現，在轉輪直徑相同，吸出高度相同的條件下，HL240型兩臺機組方案的工作范圍包含了更多的高效率區(qū)域，運行效率高。因此此電站選擇HL240兩臺機組的方案。</p><p><b>　　三、水輪機蝸殼設計</b></p><p>　　3.1蝸殼形式的選擇</p><p>　　蝸殼形式有金屬蝸殼

45、和混凝土蝸殼，金屬蝸殼適用于水頭大于40m或小型臥式機組，混凝土蝸殼適用于水頭小于40m，金屬蝸殼適用于水頭大于40m的水電站。因為本次課設水電站的水頭范圍28.00—39.00m，水頭運行范圍大，最大水頭接近40m水頭，所以本設計采用了金屬蝸殼。</p><p>　　3.2斷面形狀及包角的選擇</p><p>　　從蝸殼的鼻端至蝸殼進口斷面之間的夾角稱為蝸殼包角,常用來表示,對于金屬蝸殼

46、由于流量較小,流速較大,通常采用包角為270°～345°，且金屬蝸殼通常采用的蝸殼包角為345°，故本設計選擇345°包角。</p><p>　　3.3進口斷面面積及尺寸的確定</p><p><b>　　1.座環(huán)尺寸：</b></p><p>　　座環(huán)固定導葉外徑相對值： =1.55～1.64 &l

47、t;/p><p>　　座環(huán)固定導葉內徑相對值：=1.33～1.37 </p><p>　　式中：為水輪機的標稱直徑，m。當時，上兩式取上限值；因為=2.75m3.2m；故=1.64×2.75=4.51m， =1.37×2.75=3.77m</p><p>　　2.任意斷面i的斷面尺寸：</p><p><b>　

48、　斷面半徑：</b></p><p><b>　　斷面中心距：</b></p><p><b>　　斷面外半徑：</b></p><p>　　則第i+1斷面的包角為</p><p>　　式中：為包角增量，一般取</p><p>　　蝸殼進口斷面平均流速：</

49、p><p>　　， =31.35m,根據圖2-6，查得=0.9，則</p><p>　　=0.9×=5.04m/s</p><p>　　典型斷面計算表：如下</p><p>　　3.繪制蝸殼斷面單線圖和平面單線圖</p><p><b>　　四、尾水管設計</b></p>&l

50、t;p><b>　　4.1尾水管的形式</b></p><p>　　尾水管是反擊式水輪機的重要過流部件，其形式和尺寸在很大程度上影響到水電站下部土建工程的投資和水輪機運行的效率及穩(wěn)定性。尾水管的形式很多,常用的有直錐形,彎錐形和彎肘形, 大中型反擊式水輪機均采用彎肘形，本設計采用彎肘形，它不但可以減小尾水管開挖深度，而且具有良好的水力性能。彎肘形尾水管由進口直錐段中間肘管段和出口擴散段

51、三部分組成。</p><p>　　4.2彎肘型尾水管主要尺寸的確定</p><p><b>　　1.尾水管高度</b></p><p>　　該電站屬于中低水頭電站，根據實踐經驗，低水頭混流式水輪機（，為轉輪進口直徑，為轉輪出口直徑），2.6,取h=2.6=2.6×2.75=7.15m。</p><p><

52、b>　　2肘管型式</b></p><p>　　查動力設備設計手冊，得</p><p><b>　　3.尾水管示意圖</b></p><p><b>　　五、發(fā)電機外形尺寸</b></p><p>　　5.1發(fā)電機型式的選擇</p><p>　　水輪發(fā)電機的

53、結構型式主要取決于水輪機的型式和轉速，同時要兼顧廠房的布置要求，本設計水輪機的額定轉速n=150r/min150r/min,故采用懸式水輪發(fā)電機。</p><p>　　5.2水輪發(fā)電機的結構尺寸</p><p><b>　　（1）極距</b></p><p><b>　　42cm</b></p><p&

54、gt;　　式中 ---系數，=9.0～12.5（中容量）或8.3～10.7（大容量，高速的取上限）</p><p>　　Sn---水輪發(fā)電機額定視在功率（kw）</p><p>　　p----磁極對數。</p><p>　?。?）定子鐵芯內徑（cm）的確定</p><p><b>　　=535.5 cm</b></

55、p><p>　?。?）定子鐵芯長度（cm）的計算</p><p><b>　　（4）外形尺寸估算</b></p><p>　?。?）水輪發(fā)電機重量估算</p><p>　　發(fā)電機重量可按下式估算：</p><p><b>　　=190.8t</b></p><

56、p>　　---估算系數，懸式取8～10。</p><p><b>　　轉子帶軸重量為</b></p><p>　?。?）起重設備的選擇</p><p>　　根據轉子帶軸的重量為95.4t，選擇起重設備具體選擇見下表。</p><p><b>　　六、廠房尺寸確定</b></p>

57、<p>　　6.1主廠房長度的確定</p><p>　　主廠房的長度由主機間和安裝間的長度確定，而主機間的長度則主要取決于機組臺數、機組段的長度和邊機組的加長，因此，主廠房的長度L可以表達為</p><p>　　式中：n為機組臺數；為機組段長度；為邊機組段加長；為安裝間長度。</p><p><b>　　1. 發(fā)電機層</b><

58、/p><p><b>　　機組段長度 </b></p><p>　　式中：為發(fā)電機風罩外緣直徑；為發(fā)電機風罩內徑；為風罩壁厚,一般為0.3～0.4m,取0.3m；為相鄰兩風罩外緣之間通道的寬度，一般取1.5～2.0m,取2m。則 </p><p>　　=8.76+2×0.3+2=11.36m</p>

59、;<p><b>　　2. 蝸殼層</b></p><p><b>　　機組段長度 </b></p><p>　　式中：為蝸殼在廠房縱向的最大尺寸；為蝸殼混凝土厚度，對于金屬蝸殼，應滿足蝸殼安裝所需要的空間要求，最小空間尺寸不宜小于0.8m，取0.8m。則</p><p>　　=5.62+4.58+2&#

60、215;0.8=11.8m</p><p><b>　　3. 尾水管層</b></p><p>　　機組段長度 </p><p>　　式中：為尾水管的寬度；為尾水管邊墩的混凝土厚度，至少取0.8～1.0m，大型機組可達2m。則</p><p>　　=7.48+2×0.8=9.08m&l

61、t;/p><p>　　取三者中的最大值，即機組段長度=11.8m</p><p><b>　　4. 邊機組段加長</b></p><p>　　式中：為水輪機的標稱直徑，該設計安裝間在廠房的右端，則取大值=1.0×2.75=2.75m</p><p><b>　　5. 安裝間長度</b><

62、/p><p>　　因發(fā)電機為懸式發(fā)電機，則取小值=1.25×11.8=14.75m</p><p>　　綜上所述，主廠房的長度</p><p><b>　　6.2主廠房的寬度</b></p><p>　　發(fā)電機層： </p><p>　　、分別為發(fā)電機層風罩外緣

63、至上游側墻、下游側墻的寬度</p><p>　　水輪機層：水輪機層一般上下游側分別布置水輪機輔助設備（即油、水、氣管路等）和發(fā)電機輔助設備（電流、電壓互感器、電纜等）。這些設備布置一般靠墻、風罩壁布置或在頂板布置，不影響水輪機層交通，因此對廠房的寬度影響不大。</p><p>　　蝸殼層： </p><p>　　、分別為蝸殼在廠房橫向

64、上游側、下游側的最大尺寸；為蝸殼外圍的混凝土結構厚度，取1m；為主閥室寬度，取4m。</p><p>　　廠房的上游側寬度和下游側寬度應取各層上、下游側寬度的最大值，即</p><p><b>　　則主廠房總寬度</b></p><p>　　B==9.38+7.38=16.76m</p><p>　　6.3主廠房各層高程

65、的確定</p><p><b>　　1.水輪機安裝高程</b></p><p>　　由于本設計選擇混流HL240，，根據下表確定設計尾水位的水輪機過流量。</p><p>　　確定設計尾水位的水輪機過流量</p><p>　　根據所給資料中流量與下游水位的關系可得，設計尾水位。</p><p>　

66、　則立軸混流式水輪機的安裝高程 </p><p>　　2. 主閥室地板高程</p><p>　　式中：D為壓力管道直徑；為人的高度1.8～2.0m；</p><p>　　壓力管道直徑(彭德舒公式得)=4.01m</p><p><b>　　尾水管底板高程</b></p><p>　　式中：包

67、括尾水管高度和尾水管頂部至導葉底部的高度。</p><p>　　4. 主廠房基礎開挖高程</p><p>　　式中：為尾水管底板混凝土厚度，應根據地基性質、電站大小和尾水管結構形式而定，初設階段，小型電站或巖質基礎取1～2m；大中型電站或土基取3～4m。本次設計為巖質基礎取2m。</p><p><b>　　水輪機層地面高程</b></p

68、><p>　　式中： ----蝸殼從安裝高程向上的最大尺寸,對于金屬蝸殼，為其進口尺寸；----蝸殼頂部混凝土層厚度,初設階段可根據國內外已建電站的經驗采用，一般至少取0.8～1.0m,此設計取為1m</p><p>　　6. 發(fā)電機裝置高程</p><p>　　式中： ----進人孔高度取2m；</p><p>　　----進人孔頂部厚度取1m

69、</p><p><b>　　發(fā)電機層地面高程</b></p><p>　　采用定子埋入式 </p><p>　　式中： ----定子高度</p><p>　　8. 安裝間地面高程</p><p>　　9. 橋吊梁軌頂高程</p><p>　　式中： ----采用定子

70、埋入式布置，為上機架的高度； ----吊運部件與固定的機組或設備間的垂直凈距，取為1m； ---最大吊運部件的高度, ---吊運部件與吊鉤間的距離，取為0.8m；--主鉤最高位置（上極限位置）至軌頂面距離1.84m。</p><p><b>　　10. 梁底高程</b></p><p>　　式中： ---起重機軌頂至小車頂面的凈空尺寸，此處取3.7m；</p&g

71、t;<p>　　--小車頂面與屋面大梁或屋架下弦底面的凈距，一般取0.5m。</p><p><b>　　11. 廠房頂高程</b></p><p>　　式中： ---屋面大梁的寬度、屋面板的厚度、屋面保溫防水層的厚度之和，取0.5m。</p><p>　　第二部分 吊車梁設計</p><p><b&

72、gt;　　七、吊車梁截面形式</b></p><p>　　此電站單機容量為12500KW，電站廠房吊車梁為兩跨連續(xù)梁，總廠房長度為41.4m,設置6根連續(xù)梁?？玳L為6.9米,梁的截面形式為T型，其截面尺寸如圖1-1所示。</p><p>　　吊車跨度，根據最大起重重量，選用100t雙鉤雙小車橋式起重機。吊車其他數據為：吊車主鉤極限位置，吊車重，單個小車重，吊車兩邊輪數m=2，吊

73、車軌道及埋件600N/m。</p><p>　　1.高度：根據T型梁截面混凝土梁的截面一般為跨度的1/5～1/8，即為6900/5～6900/8，即1380～862.5，取h=1000mm。</p><p>　　2.梁肋寬:梁肋寬為梁高的1/2～1/3，即500～333，取b=500mm。</p><p>　　3.翼板厚度:翼板厚度常為梁高的1/7～1/10，但不小

74、于100mm，取為150mm。</p><p>　　4.翼板寬度除考慮受力要求外，還應有足夠尺寸以布置鋼軌及埋件鋼軌附件，一般不小于350mm，在梁端部,肋寬宜適當加大，以利于主筋的錨固。這里取800mm。</p><p>　　5.設計原則及混凝土強度等級、鋼筋型號按《混凝土結構設計規(guī)范（SL191-2008）》。吊車梁混凝土標號為C40，縱筋采用HRB335，箍筋為HPB235。<

75、/p><p><b>　　八、吊車梁荷載計算</b></p><p><b>　　8.1均布恒荷載q</b></p><p>　　取單位長度為1m計算：</p><p><b>　　1.吊車梁自重：</b></p><p>　　2.埋件重 600N

76、/m</p><p>　　3.均布荷載: </p><p><b>　　8.2垂直最大輪壓</b></p><p><b>　　q=61.5×</b></p><p><b>　　九、吊車梁內力計算</b></p><p><b>

77、;　　9.1彎矩計算</b></p><p><b>　　從根據，</b></p><p><b>　　的取值見表9-1</b></p><p><b>　　9.2剪力計算</b></p><p><b>　　根據</b></p>

78、<p>　　十、吊車梁正截面及斜截面抗剪強度計算</p><p>　　10.1吊車梁正截面承載力計算</p><p>　　10.1.1 確定翼板計算寬度</p><p>　　受拉鋼筋估計為雙層鋼筋，取a=70mm,則按表3-2（《水工鋼筋混凝土結構學》）計算翼緣寬度：</p><p><b>　　形梁，所以</b&

79、gt;</p><p>　　上述兩值均大于翼緣實有寬度（800mm），故</p><p>　　10.1.2.鑒別T形梁所屬情況</p><p>　　按下式鑒別T形梁所屬情況</p><p>　　所以屬于第一種T形截面（）,按寬度為800mm的單筋矩形截面計算。</p><p><b>　　10.1.3計算&l

80、t;/b></p><p><b>　　,滿足要求</b></p><p>　　選用5B22+5B25（）</p><p>　　支座B：按寬度為b的矩形截面積算（上側受拉，下側受壓）</p><p><b>　　,滿足要求</b></p><p><b>　　

81、選用5B28（）</b></p><p>　　10.2斜截面抗剪強度計算</p><p>　　10.2.1 T型梁截面尺寸驗算</p><p><b>　　由下式可得</b></p><p><b>　　滿足截面抗剪要求。</b></p><p>　　10.2.2

82、抗剪腹筋計算</p><p>　　以支座邊緣截面為驗算截面：</p><p>　　根據KV=的條件，由下式得</p><p>　　選四肢箍筋，由于梁高較大（h=1000mm），箍筋不宜太細，選用，即=314</p><p><b>　　S=</b></p><p><b>　　箍筋最小配

83、筋率復核</b></p><p><b>　　十一、撓度計算</b></p><p><b>　　鋼筋的彈性模量:</b></p><p>　　C40砼的彈性模量：</p><p><b>　　對直接承受重復荷載</b></p><p>　　

84、由表計算可知4截面長期荷載產生的彎矩.但不考慮動力系數，即：</p><p>　　受壓鋼筋，實際配筋5B28（）</p><p><b>　　故</b></p><p>　　根據查得=0.0012,在不考慮動力系數1.1時最大輪壓力P=</p><p><b>　　求得最大撓度</b></p&

85、gt;<p><b>　　十二、裂縫寬度驗算</b></p><p>　　帶肋鋼筋=1，因,則</p><p><b>　　受彎構件</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　結語</b></p&

86、gt;<p>　　兩周的課程設計結束了。感謝**老師心細致的指導和其他同學的幫助，在老師和同學的幫助下，通過自身的努力，圓滿的完成了設計任務。這次設計是對之前所學的知識進行一個全面檢查，通過這兩周的設計，我收獲頗豐。在這次設計中，不僅鞏固了以前課堂上學到的基本理論，還對工程實際有了一定的了解和認識。除此之外，這次設計也增強了自己的動手查找各種參考資料的能力，繪圖等能力。通過這次的設計，為我以后的實踐打下良好的基礎，也使自己

87、對將來的工作更加自信。這次的設計不僅檢驗了我所學的知識，還培養(yǎng)了我如何去認真的完成一件事情。在設計過程中，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解，更鍛煉了我的耐心。</p><p>　　由于自己的經驗不足，理論知識不夠充分，在設計中難免會有一些錯誤，請老師諒解，并懇請指正。謝謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></

88、p><p>　　[1]徐國兵.水電站.北京：中國水利水電出版社，2012.</p><p>　　[2]劉啟釗.水電站（第三版）.北京：中國水利水電出版社，2007.</p><p>　　[3]焦愛萍.水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計指南.鄭州：黃河水利出版社，2003.</p><p>　　[4]水工設計手冊（水電站建筑物）.華北水利學院主編.北京：水利