某水电站蜗壳不同结构型式受力特征比较分析

摘要

蜗壳结构作为水电站厂房水下结构的重要组成部分,不仅要承受巨大的内水压力,还要承受上部机电设备和楼板等传来的各种荷载.蜗壳结构型式主要有垫层蜗壳、充水保压蜗壳、直埋式蜗壳(完全联合承载蜗壳)等三种型式,它们各有特点.本文以某水电站的蜗壳结构为研究对象,结合某水电站水头不高,工期紧的实际情况,取蜗壳进口段(包含一个完整固定导叶在内)的扇形区域作为基本有限元模型,考虑钢衬和混凝土间的滑动摩擦接触性质,从应力特性及混凝土承载比两方面对垫层蜗壳和直埋式蜗壳两种蜗壳型式进行了对比分析.根据分析结果,某水电站蜗壳采用垫层蜗壳结构型式可合理调整蜗壳各部分分担内水压力,显著降低腰线部位内外圈和设置垫层段混凝土内圈等薄弱部位的环向拉应力,并充分发挥钢蜗壳的承载作用.