斐济南德瑞瓦图水电站溢洪道边墙结构计算分析.docx

·14·水利水电工程设计DWRHE·2014年第33卷第3期

斐济南德瑞瓦图水电站溢洪道边墙结构计算分析

黄建文穆全平

摘要斐济南德瑞瓦图(Nadarivatu)水电站工程处于印度-澳大利亚板块和太平洋板块的结合部位，存在非常活跃地震活动，斐济大坝溢洪道边墙作为大坝的主要受力结构，其结构设计尤为重要，并且设计中要参考新西兰规范(NZS1170.5:2004)及欧美规范。

关键词溢洪道边墙地震结构设计

中图分类号TV314文献标识码B文章编号1007-6980(2014)03-0014-03

溢洪道坝段位于左岸实体重力坝坝段的右侧，总长28m,分2个坝段，布置3孔溢洪道，设置3个弧形闸门，闸门尺寸6m×14.1m。溢流堰堰顶高程516.40m,溢洪道净宽6m,闸墩厚2.5m,闸墩顶高程533.50m,其横剖面图见图1。

边墩535.080最大可能水位

边墩

53.50g

y528.400529.500最高正常运行水位

y528.400

523.400

x22.712(1.59-y)=

x2

2.712

1.59=

516.4003y

039

图1结构横剖面图(单位：m)

1水文地质资料

根据径流资料可知，流域面积92.7km2,1000年一遇洪水位为529.50m,最大可能洪水位为

534.50m。

在区域构造上，斐济岛位于印度-澳大利亚板块和太平洋板块的结合部位，存在俯冲、收缩和扩展的构造运动，同时伴随着火山活动和地震活动。

根据2005年《卡里瓦纳(Qaliwana)地区地震构造研究》(Rahiman和Pettinga著),整个岛有5条活动性断裂带，对工程有重要影响的是工程区以南27km的1组断裂，走向NE,该报告认为是活动性断裂，曾经产生的最大震级7.3~7.5级。

根据可研设计报告，提供地震动参数见表1。

表1MDE地震动参数

周期/s

地震加速度系数

周期/s

地震加速度系数

0.03

0.37g

0.5

0.33g

0.075

0.78g

0.75

0.22g

0.1

0.97g

1

0.16g

0.2

0.88g

1.5

0.11g

0.3

0.54g

2

0.08g

0.4

0.42g

注：2500年一遇最大设计地震。

2设计依据

斐济南德瑞瓦图(Nadarivatu)水电站工程要求采用欧美及新西兰规范，采用的规范见表2。

表2采用的规范

规范编号

规范名称

EM1110-2-2104

水工混凝土设计规范

(StrengthDesignForReinforced-ConcreteHydraulic

ACI318

Structures)

建筑混凝土设计规范

(BuildingCodeRequirementsForStructuralConcreteanc

NZS1170.5:2004

Commentary)

结构设计；第五部分：地震

(StructuralDesignActionsPart5.EarthquakeActions)

3荷载组合

溢洪道边墙承受的荷载主要包括自重、水压力、闸门牛腿推力及地震荷载等。计算中考虑的荷载组合有正常运行工况、极端洪水位工况及极端地震工况，其中极端地震工况采用拟静力法和振型分解反应谱法进行分析计算，荷载组合见表3。

4边墙的重要荷载计算

边墙荷载计算中除了考虑自重及水压力等常规荷载外，主要考虑的是地震荷载的计算。

4.1边墙模态分析

采用通用软件ANSYS进行分析，简化的模型

黄建文等·斐济南德瑞瓦图水电站溢洪道边墙结构计算分析·15·

表3荷载组合

荷载组合效应

工况水位/m

水压

力

牛腿推力

MDE地震

闸门状况

正常Casel5295

闸门关闭状态

闸门关闭

非正常Case2529.5

正常启闭

闸门一边有水一边无水

极端情况Case3(拟静力法)

529.5

√闸门关闭√状态

闸门关闭，地震为垂直边墙方向

极端情况Case4(反应谱法)

529.5

√闸门关闭√闸状态

门关闭，地震为垂直边墙方向

极端洪水Case5534.5工况

√正常启闭

闸门一边有水一边无水

见图2,边墙与底板大体积相交部位为全约束，大坝上下游