刘永智,师广山,张　帆

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安　710065)



关于高水头压力钢管镇墩结构设计的初步探讨

刘永智,师广山,张帆

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安710065)

摘要：近年来国际水电项目设计咨询中出现较多的高水头水电站，针对其压力钢管镇墩结构设计的合理性和经济性，以厄瓜多尔德尔西水电站压力管道设计为例，比较了3种设计方案(联合承载方案、考虑初始缝隙方案、加设垫层方案)，采用有限元计算分析，结合中国和美国的压力钢管设计规范，对各种方案下镇墩的配筋量、体型及施工难度进行比较，找到一种可行的解决方案。

关键词：高水头；镇墩；结构设计；加设垫层；经济性;德尔西水电站

0前言

一般情况下布置有明钢管的中、低水头的水电站，由于水头不高或管径较小，压力钢管镇墩体型较大，镇墩的结构计算及配筋问题不突出，高水头水电站的压力钢管通常采用地下埋管型式，不设镇墩。但对于高水头的压力钢管镇墩，由于内压和管径均较大，在保证镇墩稳定的前提下钢管镇墩的结构设计就成为突出问题[1]。

德尔西水电站位于南美洲厄瓜多尔，为引水式电站，装机容量180 MW，采用3台冲击式水轮发电机组，单机容量60 MW，额定引用流量为42.3 m3/s，机组额定水头495 m，最大毛水头534.7 m。

压力管道主管段长1 360.7 m，其中混凝土衬砌隧洞段长550 m，隧洞内径4.1 m；压力钢管主管长度810.7 m，钢管内径2.9 m。压力钢管分为洞内直管段和洞外斜管段，在洞外斜管的上弯段和下弯段分别布置一个镇墩，见图1～3。……