工程電站廠(chǎng)房布置為岸邊式,與老廠(chǎng)房(壩后式)相距約200m,發(fā)電廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為“箱形”鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),如圖。廠(chǎng)房?jī)魧?8.5m,尾水副廠(chǎng)房?jī)魧?.0m。廠(chǎng)房屋面和尾水平臺(tái)承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要滿(mǎn)足50t重載汽車(chē)通過(guò),因此設(shè)計(jì)厚度分別為2.0m和1.0m,其余結(jié)構(gòu)詳細(xì)尺寸見(jiàn)圖。電站下游設(shè)計(jì)洪水位382.5m,校核洪水位387.5m。廠(chǎng)房下游最大作用水頭為38.4m,該工程于1995年9月正式開(kāi)工。由于主廠(chǎng)房基坑在開(kāi)挖施工過(guò)程中,廠(chǎng)房后山坡發(fā)生了崩塌傾倒,原設(shè)計(jì)主廠(chǎng)房上游墻緊靠山體,邊坡崩塌傾倒破壞后,廠(chǎng)房和邊坡之間出現(xiàn)了“月牙形”空缺,如圖在廠(chǎng)房后山坡發(fā)生塌滑后,設(shè)計(jì)及時(shí)進(jìn)行了計(jì)算分析并提出了噴錨加固處理措施。對(duì)塌方后形成廠(chǎng)房至山體間“月牙形”空缺處理的主要措施為:370m以上為混凝土框架結(jié)構(gòu),主要承力結(jié)構(gòu)為垂直廠(chǎng)房邊墻布置的8道90cm厚鋼筋混凝土墻。各混凝土墻與主廠(chǎng)房上游墻之間預(yù)留了25mm的結(jié)構(gòu)縫,因此,原本設(shè)計(jì)主廠(chǎng)房上游墻緊靠山體,現(xiàn)已改變。若電站尾水位為校核洪水位,主廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)將承受432t/m水平壓力,如此,最初設(shè)計(jì)主廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度分析和剛度分析上均難以滿(mǎn)足要求,后經(jīng)三維有限元分析計(jì)算,原設(shè)計(jì)上游墻厚0.4m改為1.45m。
電站廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為封閉式,主要原因是抵擋下游洪水和大壩泄洪所產(chǎn)生的霧化雨,廠(chǎng)房離大壩約200m。廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)就象一個(gè)“箱子”,早在20世紀(jì)60年代,原石泉水電站廠(chǎng)房為壩后式,廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)成箱形結(jié)構(gòu),那個(gè)年代的設(shè)計(jì)工程師們就認(rèn)為用三維有限元分析此結(jié)構(gòu)應(yīng)力是合理的,但限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)軟硬件的水平,人們一時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn),只能采用圖的結(jié)構(gòu)模型,用結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)方法來(lái)分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和配筋計(jì)算,當(dāng)時(shí)計(jì)算采用的下游控制洪水位為382.5m(70年一遇)。然而隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,中國(guó)的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所提高,工程電站廠(chǎng)房計(jì)算采用的下游控制洪水位為387.5m(百年一遇),如果現(xiàn)在廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算,仍采用原先過(guò)于簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)模型和計(jì)算方法,那么整個(gè)廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)的工程量將增加1倍多,后經(jīng)設(shè)計(jì)者仔細(xì)分析和多種方案的數(shù)值計(jì)算,并參考文獻(xiàn)的相關(guān)規(guī)定,最終工程電站廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化為圖。
混凝土彈性模量為2.55Xe5MPa,軸心抗壓強(qiáng)度為2.5MPa,軸心抗拉強(qiáng)度為1.3MPa,容重為241N/m3,泊松比為0.16,級(jí)鋼筋彈性模量為2.55Xe5MPa,軸心抗拉強(qiáng)度為310MPa。廠(chǎng)房上部結(jié)構(gòu)所受的主要荷載有自重、屋面活荷載、水壓力、吊車(chē)荷載等,控制性荷載組合如下:結(jié)構(gòu)自重十屋面活荷載(5t)+吊車(chē)滿(mǎn)載輪壓+吊車(chē)水平制動(dòng)力十水壓力(洪水位),結(jié)構(gòu)自重+屋面活荷載+吊車(chē)滿(mǎn)載輪壓+吊車(chē)水平制動(dòng)力+水壓力(洪水位382.5m)+風(fēng)荷載,結(jié)構(gòu)自重+屋面活荷載(it)+吊車(chē)自重輪壓+水壓力(洪水位387.5m),三維有限元計(jì)算模型如圖。
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