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握
『一水利学报
年月第期
水电站钢蜗壳与钢筋混凝土联合
承载结构试验研究
阎力
弓
能源部水利部西北勘测设计琬科研所
据耍
本文通过两个大比例尺仿真材料蜗壳整体结构模型试验成果,介绍了在内水压力作用下有、
。垫层时钢蜗壳与钢筋混凝土联合承载的工作情况和破坏机理对比了两种条件下各层材料的应
力值和承载比,,龙羊峡水电站机蜗壳包裹了聚胺脂
软木, 已安全运行了年.
关键词蜗壳, 垫层,承载比,应力集中系数,压力传递系数.
一
、试验情况
试验以龙羊峡水电站为原型, ,底部为
:.模型为钢蜗壳外直接浇注混凝土简称硬
联合模型,
聚胺脂软术薄片, 包裹范围由蜗壳子午线起水平角。一。之间, 垂直方向碟边处
一内不设垫层, 向下铺到蜗壳水平中心线以下。
土, .× , 模型钢板为钢, 厚度—衄, : .×
’.钢筋按含筋率相似设计, 模型钢筋折算层厚., 为..模型
钢管密封圆形盖板通过橡皮垫圈与管端相接,
内套管橡皮止水,模型底部与基础间铺塑料薄膜并涂以黄油.
擅
单位: 皿
圈模型尺寸
十奉文于年日收到.
一—
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试验荷载为内水压力, 正常设计水头., 最高设计水头, 水锤水头
.钢蜗壳。、。、。、。及。。一个测
点,每点距钢蜗壳、、,试
验次,最终压力. .共埋支, 试验次, 最终压力.
二,主要试验成果
一各屡材料的应力钢蜗壳与外包钢筋混凝土联合承载结构中, 内水压力通过
、钢蜗壳直径
与混凝土厚比、各层材料弹性模量、钢蜗壳与混凝土间间隙状况等因素有关.
.外包混凝土应力外包混凝土应力随水压变化面变化,距蜗壳愈近应力愈
太, 随半径加长逐渐减小,
环向拉应力为.., 为设计许用应力按., :. 的.—
.倍,承载比达%,设薄软垫层后,混凝土里圈应力降为.., 为
的. ., 硬联合承载模型混凝土应力陡增, 达到的
倍以上, 超过抗拉极限, 薄弱部位有开裂. 设置垫层以后混凝土应力降低% 左
右,在水锤水头时,混凝土里圈应力达到, 、表.
.
.

圈混糍土应力分布单位: 围钢蜗壳应力分布单位:
.钢蜗壳应力在浇注混凝土以前, 明钢蜗壳应力基本为同心圆状, 到碟边
方向时应力圆半径逐渐加大,包混凝土以后,
力值来看,未包混凝土前钢蜗壳应力与设计应力十分接近,包裹混凝土以后,在混凝土
开裂前钢蜗壳应力很低,为—承载比仅为%,是钢许用应力‘按
.;以的一%.混凝土开裂后,.钢壳应力提高,在正常设计水
头时, 为的—% ; 水锤