水电站金属结构设计实例分析

水电站的金属结构是整个水电站运行的可靠性，稳定性的支撑。水工金属结

构泛指应用于水利水电工程中的各种永久性的钢结构和机械设备，其中最基本
的应用是水电站压力钢管、水工钢闸门、启闭机、拦污栅和充水阀等。根据工程实
例对某水电站的金属结构进行探讨。
　　

1 某水电站金属结构工程概述

　　本工程的金属结构要求压力钢管制造和安装包括

5 条引水钢管、1 条冲砂底

孔钢管和

4 个泄洪中孔的钢衬。

　　

5 条引水钢管型式相同，内径 10m，分别采用 Q345R(16MnR)和 600 MPa 级

钢板，单管总长约

l11.3m，包括上斜段、斜管段和下平段。钢管加工安装较复杂，

有方形管、渐变段、弯管段等。

Q345R 钢板总重约 2 907t，600 MPa 级钢板。

　　泄洪中孔共

4 个对称布置在溢流表孔坝段两侧，采用坝身有压孔，由平孔

段及压坡段组成。泄洪中孔闸门下游均采用钢板衬护，长约

40 m，钢板均为

Q345R(16MnR)钢板。
　　

2 某工程金属结构设计需求分析

　　

2．1 闸门的作用

　　闸门是用来关闭和开启水工建筑物过水孔口的活动结构。作用为封闭水工建
筑物的孔口，并能按照需要全部或局部开启这些孔口，以调节上、下游水位，泄
放流量，用于防洪、灌溉、引水发电、通航、过木及排除泥沙、冰块和其他漂浮物。
　　

2．2 闸门的分类

　　

1)根据工作性质分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门、施工导流闸门。

　　

2)根据孔口位置，闸门可分为露顶闸门和潜孔闸门。

　　

3)根据结构形式，可分为平面闸门、弧形闸门、拱形闸门、船闸上广泛使用的

人字闸门。
　　

4)根据制造材料，分为钢闸门、钢丝网水泥闸门和木闸门，目前基本都是钢

闸门

 J。

　　

2．3 进水口检修门

　　

2．3．1 抽水蓄能电站

　　

1)抽水蓄能电站上池进水口宜设拦污栅、检修闸门(或事故闸门)。

　　

2)机组下游尾水系统较长时，除在尾水洞出口处设检修闸门与拦污栅外，

尚宜在尾水肘形管段与尾水调压井之间设一道事故闸门

(或检修闸门)，当尾水

系统较短时，可在尾水洞出口处设检修闸门

(或事故闸门)与拦污栅。

　　

3)拦污栅设计应考虑双向水流作用下的水动力影响。

　　

2．3．2 贯流式机组电站

　　

1)贯流式机组电站的进水口宜设拦污栅、检修闸门(或事故闸门)，尾水出口

宜设事故闸门

(或检修闸门)。

　　

2)拦污栅设计应采取减少水头损失的措施，同时应考虑水动力影响，必要

时可设清污机。闸门的布置和结构要求。
　　

2．4 启闭机

　　启闭机的作用在水工建筑物中，用来操作闸门，拦污栅等设备的起重机械
称为启闭机。主要完成调节闸门过流量，宣泄洪水，排沙冲沙等任务。启闭机传
动方式分为机械传动和液压传动。机械传动分为：卷扬式、螺杆式、齿条式、链式