大型河床式水电站厂房结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大型河床式水电站厂房结构，属于水利水电工程领域，提供一种结构简单，且结构强度更高的大型河床式水电站厂房结构，包括上游挡墙和下游挡墙，在上游挡墙和下游挡墙之间为水轮机厂房，还包括设置在水轮机厂房顶部的屋顶；所述屋顶同时与上游挡墙和下游挡墙连接，并且所述屋顶与上游挡墙的连接位置位于上游挡墙的中部。本实用新型专利技术通过将屋顶与上游挡墙的连接处设置在上游挡墙的中部，这样可借助下游挡墙和屋顶的连接结构起到对上游挡墙的支撑效果，可使上游挡墙呈超静定结构，可提高上游挡墙的挡水效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种大型河床式水电站厂房结构。
技术介绍
水电站厂房是水力发电系统中重要的水工建筑物，它承担了将水能转化为电能的任务，是水利水电工程集中发挥经济效益的场所。按功能划分，水电站厂房包含水流系统、电流系统、结构传力系统、交通系统、运行维护系统，各种系统交错布置，十分复杂。河床式水电站厂房是水电站厂房的其中一种，其区别于其他厂房的重要特点是其主厂房与进水口连成一体，并且在河床中起壅水作用，承担了极大的水荷载，既能挡水，又能发电。现有技术中通常将河床式厂房的进水口作为静定结构单独设计，即将上游的挡墙单独设置，主要对上游挡墙的底部进行固定。而在实际工程中，上游挡墙既要承担上游水压力，通常又要承担厂房内部吊车的荷载，即一般在上游挡墙上设置有用于支撑吊车行走的吊车牛腿结构。因此，上游挡墙的设计工况较多，需要承受的荷载较大，其结构配筋较多；为了确保上游挡墙的结构强度，通常需要加大混凝土和钢筋的用量。一般的，当上游挡水水深超过80m时，均采用重力坝挡水结构，而不再采用河床式水电站厂房结构。另外，现有技术中，通常将河床式水电站厂房的屋顶单独设置，其一般采用钢结构网架或预应力T型梁结构。而钢网架结构和预应力T性梁结构，均为静定结构，刚度较小，一般保证能支撑起屋顶自身结构的强度即可，其安全裕度小，检修维护困难，并且钢网架结构耐久性差。另外，现有的河床式水电站厂房，当遇超标洪水时，其洪水有可能溢过上游挡墙，导致屋顶结构被洪水淹没甚至损坏，严重的甚至导致水淹厂房的情况发生，威胁厂房的整体安全。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种结构简单，且结构强度更高的大型河床式水电站厂房结构。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：大型河床式水电站厂房结构，包括上游挡墙和下游挡墙，在上游挡墙和下游挡墙之间为水轮机厂房，在水轮机厂房的下部设置有水轮机组，在水轮机组的下方设置有蜗壳结构；在上游挡墙的底部设置有进水流道，所述进水流道与蜗壳结构连通，在下游挡墙的底部设置有尾水管，所述尾水管与蜗壳结构连通，还包括设置在水轮机厂房顶部的屋顶；所述屋顶同时与上游挡墙和下游挡墙连接，并且所述屋顶与上游挡墙的连接位置位于上游挡墙的中部。进一步的是：所述上游挡墙、下游挡墙和屋顶三者由混凝土一体浇筑成型。进一步的是：在上游挡墙、下游挡墙和屋顶内分别设置有钢筋，并且上游挡墙内的钢筋与屋顶内的钢筋固定连接，下游挡墙内的钢筋与屋顶内的钢筋固定连接。进一步的是：屋顶与上游挡墙连接位置处的高程H1低于上游河道的设计最高水位H2。进一步的是：在屋顶上还设置有多个采光孔。进一步的是：在上游挡墙和下游挡墙上朝向水轮机厂房的一侧分别设置有对应配合的吊车牛腿。进一步的是：所述屋顶自上游挡墙侧至下游挡墙侧呈向下的倾斜设置。进一步的是：所述屋顶的倾斜角度θ的取值范围为5°～30°。本技术的有益效果是：通过将屋顶直接与上游挡墙和下游挡墙连接，并且将屋顶与上游挡墙的连接处设置在上游挡墙的中部，这样可借助下游挡墙和屋顶的连接结构起到对上游挡墙的支撑效果，可使上游挡墙呈超静定结构，可提高上游挡墙的挡水效果。另外，通过采用一体浇注成型的混凝土结构，可保证上游挡墙、下游挡墙和屋顶三者之间的有效固定连接，可确保屋顶的自身强度较高，而且可有效地对上游挡墙提供支撑强度。另外，通过将屋顶与上游挡墙连接位置处的高程H1设置为低于上游河道的设计最高水位H2，这样可使屋顶对上游挡墙的支撑施力效果更好。另外，还可将屋顶设置为倾斜的结构，这样可在上游洪水溢过上游挡墙时，及时沿倾斜的屋顶流过，避免造成水淹厂房的情况发生。附图说明图1为本技术所述的大型河床式水电站厂房结构的示意图；图中标记为：上游挡墙1、下游挡墙2、水轮机厂房3、水轮机组4、蜗壳结构5、进水流道6、尾水管7、屋顶8、采光孔9、吊车牛腿10、闸墩11、门槽12、屋顶的倾斜角度θ、屋顶与上游挡墙连接位置处的高程H1、上游河道的设计最高水位H2。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1中所示，本技术所述的大型河床式水电站厂房结构，包括上游挡墙1和下游挡墙2，在上游挡墙1和下游挡墙2之间为水轮机厂房3，在水轮机厂房3的下部设置有水轮机组4，在水轮机组4的下方设置有蜗壳结构5；在上游挡墙1的底部设置有进水流道6，所述进水流道6与蜗壳结构5连通，在下游挡墙2的底部设置有尾水管7，所述尾水管7与蜗壳结构5连通，还包括设置在水轮机厂房3顶部的屋顶8；所述屋顶8同时与上游挡墙1和下游挡墙2连接，并且所述屋顶8与上游挡墙1的连接位置位于上游挡墙1的中部。上述通过将屋顶8直接与上游挡墙1和下游挡墙2连接，同时将屋顶8与上游挡墙1的连接位置设置在上游挡墙1的中部，其目的是为了通过屋顶8和下游挡墙2的作用起到对上游挡墙的支撑效果，这样可提高上游挡墙1承受水压的能力，并且可使得上游挡墙、下游挡墙以及屋顶等有效地组成超静定的结构关系，以提高整个水电站厂房的结构强度。当然，屋顶8的结构强度除了应当满足可以支撑起自身的重量外，还应当能够承受其受到上游挡墙1和下游挡墙2所施加的压力。另外，为了保证屋顶8可提供足够的结构强度，本技术进一步将所述上游挡墙1、下游挡墙2和屋顶8三者为混凝土一体浇筑成型。这样，三者之间呈完全的固定连接关系，可提高其整体的稳定性，进而提高上游挡墙1承受水压的能力。当然，在采用混凝土一体浇注成型时，一般在其内部设置有相应的钢筋，此时为了提高上述三者之间的连接关系，可将位于上游挡墙1内的钢筋直接与位于屋顶8内的钢筋固定连接；同理，将位于下游挡墙2内的钢筋也可直接与屋顶8内的钢筋固定连接。更具体的，本技术进一步设置屋顶8与上游挡墙1连接位置处的高程H1低于上游河道的设计最高水位H2。这样的好处是，可使得上游挡墙1受到屋顶8的支撑力尽量位于其中部位置，这样可尽量降低上游挡墙1内部受到的转矩载荷，进而降低上游挡墙1的受力情况。当然，屋顶8应当在尽量保证其下方的水轮机厂房3的空间大小满足设计要求的情况下采取上述设置。需要说明的是，上述设计最高水位H2，其是在设计相应的水电站厂房时可以得到的一个具体参数，对本领域技术人员而言，其是可以通过常规的技术手段获得的，在本技术中，仅是直接使用该参数，并不涉及到具体的获取方方法。另外，还可进一步在屋顶8上设置有多个采光孔9，采光孔9的作用式可使自然光透过采光孔9后为下方的水轮机厂房3提供自然光照，以此可降低人工照明的使用量，进而节约能耗，降低运行成本。当然，为了避免上方的雨水通过采光孔9落入到下方的水轮机厂房3内，一般情况下可在采光孔9处安装相应的玻璃窗结构，这样既保证了自然光的穿过，又保证了对雨水的隔离。通常情况下，在上游挡墙1和下游挡墙1上朝向水轮机厂房3的一侧分别设置有对应配合的吊车牛腿10，以便于支撑相应的吊车或者行车。这样设置的好处是，由于本技术中将上游挡墙1和下游挡墙2之间设置有可以承受上游挡墙1和下游挡墙2载荷的屋顶8结构，因此在上述设置有吊车牛腿10的情况下，当承受有吊车载荷时，屋顶8也可起到对两侧的上游挡墙1和下游挡墙2之间的支撑效果，进而提高整体的结构强度。更优选的，本技术中进一步将屋顶8本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型河床式水电站厂房结构，包括上游挡墙(1)和下游挡墙(2)，在上游挡墙(1)和下游挡墙(2)之间为水轮机厂房(3)，在水轮机厂房(3)的下部设置有水轮机组(4)，在水轮机组(4)的下方设置有蜗壳结构(5)；在上游挡墙(1)的底部设置有进水流道(6)，所述进水流道(6)与蜗壳结构(5)连通，在下游挡墙(2)的底部设置有尾水管(7)，所述尾水管(7)与蜗壳结构(5)连通，其特征在于：还包括设置在水轮机厂房(3)顶部的屋顶(8)；所述屋顶(8)同时与上游挡墙(1)和下游挡墙(2)连接，并且所述屋顶(8)与上游挡墙(1)的连接位置位于上游挡墙(1)的中部。

【技术特征摘要】
1.大型河床式水电站厂房结构，包括上游挡墙(1)和下游挡墙(2)，在上游挡墙(1)和下游挡墙(2)之间为水轮机厂房(3)，在水轮机厂房(3)的下部设置有水轮机组(4)，在水轮机组(4)的下方设置有蜗壳结构(5)；在上游挡墙(1)的底部设置有进水流道(6)，所述进水流道(6)与蜗壳结构(5)连通，在下游挡墙(2)的底部设置有尾水管(7)，所述尾水管(7)与蜗壳结构(5)连通，其特征在于：还包括设置在水轮机厂房(3)顶部的屋顶(8)；所述屋顶(8)同时与上游挡墙(1)和下游挡墙(2)连接，并且所述屋顶(8)与上游挡墙(1)的连接位置位于上游挡墙(1)的中部。2.如权利要求1所述的大型河床式水电站厂房结构，其特征在于：所述上游挡墙(1)、下游挡墙(2)和屋顶(8)三者由混凝土一体浇筑成型。3.如权利要求2所述的大型河床式水电站厂房结构，其特征在于：在上游挡墙(1)、下游挡墙(2)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：幸享林，赵晓峰，范祥伦，廖成刚，彭薇薇，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51