断层蠕滑变形和地震作用下过活断层明钢管受力特性研究

随着大型引调水工程的设计建设，输水管线穿越活动断层的情况日益增多，地面明钢管是输水管线穿越断层较优的结构形式。结合某工程实际，采用有限元方法对过断层地面明钢管在断层蠕滑变形和地震作用下的受力特性展开了研究，探讨了结构布置方案的可行性及存在的问题。研究结果表明：地面明钢管在穿越活动断层的管段中，滑动支座的设置以及在明钢管间设置合理数量的波纹管伸缩节可很好地适应断层的蠕滑变形，其中波纹管伸缩节可吸收大部分断层的蠕滑变形；钢管结构管轴向变形受地震作用以及断层蠕滑变形的影响较大，尤其是两端都为伸缩节的管段，容易产生较大的轴向位移，需要采用固定支座对轴向位移加以限制，但固定支座的支承环易产生弯曲变形，设计中要加以重视。     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构研究综述

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道（简称“坝下游面管”）是目前坝后式电站引水管道的主要布置形式,其安全性和可靠性直接关系到水电站的安全生产和正常运营。本文首先对坝下游面管的优缺点和发展过程进行了简要回顾与分析,然后从坝下游面管国内外典型工程实例的应用和存在的问题出发,对坝下游面管的理论分析、模型试验、数值计算等主要研究方法,以及管道在内水压力、温度作用和地震作用下的承载机理和开裂特性的研究进展进行了归纳和总结,重点讨论了管道混凝土裂缝宽度的计算方法和控制措施,在此基础上提出了需要进一步研究的问题和发展方向,可为今后坝下游面管的深入研究和创新提供思路。     

回填钢管管周土压力分布特性研究

目前市政行业广泛采用Spangler理论进行回填钢管的设计,但水利水电行业中钢管规模和运行条件与市政行业存在较大差距,Spangler理论的适用性有待研究。基于有限单元法,考虑管土之间的接触作用,建立回填钢管三维有限元计算模型,计算不同埋设深度、开槽宽度、管道刚度下回填钢管的管周土压力,通过绘制管周土压力分布图研究管周土压力的分布特性及Spangler理论的适用性。结果表明,竖直土压力在回填钢管管顶和管底处有"波谷"产生,在高埋深、小槽宽时尤为明显;此外,回填钢管刚度越大,管顶土压力越接近抛物线分布,管腰处出现的"波谷"越明显。总体而言,Spangler理论一般更适用于埋深小于2m、管道刚度t/D值小于1/120的回填管道,在实际工程回填钢管的设计中要加以判断。     

利用粉煤灰提高砖瓦行业资源综合利用水平

随着粘土实心砖的逐步淘汰 ,通过利用粉煤灰 ,既节约了一次能源 (外燃煤 )的消耗 ,又改善了环境 ,实现粘土砖的轻质化 ,提高砖瓦行业资源综合利用水平。     

干法中空回转窑余热发电效益显著

镇江雩山水泥有限责任公司日产 5 0 0ｔ3.6×70ｍ干法中空水泥熟料旋窑生产线 ,投产时由于受到资金限制 ,在窑尾既没有采用五级旋风预热器和预分解炉技术 ,也没有采用余热发电技术 ,窑尾余热均排入大气 ,造成窑台时产量低 ,煤耗电耗高 ,经济效益差 ,环境污染严重。 1999年 9月 ,该厂进行技术改造 ,将窑尾废气引入ＤＨ1972 - 2 5 / 4 0 0型余热锅炉 ,配套Ｎ3- 2 4型汽轮机带动ＱＦ - 3- 2型 30 0 0ｋＷ发电机发电。该窑废气主要成份 (% ) :Ｎ2 ＣＯ2 Ｏ2 Ｈ2 ＯＳＯ270 .5 2 7.4 0 .71.380 .0 8　　窑尾废气量为 5 12 5 0Ｎｍ3/ｈ ,废气温…     

基于材料损伤的水电站厂房上部结构地震易损性分析

水电站厂房上部钢筋混凝土框架-剪力墙结构在地震中易遭受破坏,基于材料损伤提出了上部结构抗震性能的评估方法,并采用有限元方法和增量动力分析法对厂房上部结构的地震易损性进行了分析。结果表明:水电站厂房上部结构主要的震损为墙柱的开裂以及混凝土保护层的剥落,核心区混凝土的压损伤较小,厂房上部结构具有较高的抗震安全储备,发生严重破坏甚至倒塌的概率很小;通过材料损伤可以方便地判断构件的开裂、压碎等状态,进而判断构件破坏程度;在结构无损伤或者损伤很小时,采用层间位移角或者基于材料损伤判断得到的结构易损性差别较小,在损伤程度较大时,层间位移角易出现偏差;采用材料损伤来判断结构的损伤状态是可行的,与层间位移角相比更为直接,适用性更广。     

埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用

对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一。     

地面式明钢管设计方法的比较研究

明钢管是一种布置于地面的输水结构,由于暴露在空气中易受到温度、不均匀沉陷的影响而产生较大的应力和变形,为此伸缩节常作为一种柔性结构用于减小温度应力和对不均匀变形进行补偿。结合某水电站工程实际,分别采用规范推荐的结构力学方法与有限单元法对明钢管应力状态进行计算,计算成果的对比分析表明:对于9 m的大直径压力钢管,规范将其简化为支撑在一系列支墩上的连续梁结构进行计算,将引起偏于保守的较大误差,因此建议对于大直径的地面明钢管结构宜采用有限元方法进行应力分析。     

琼中抽水蓄能电站地下厂房结构振动特性分析

结合琼中抽水蓄能电站地下厂房实际情况建立了三维有限元模型,提取结构的模态分析了厂房结构的自振特性,基于谐响应法分析了地下厂房结构在各种工况机组动荷载作用和脉动压力作用下的动力响应,并根据国内相关文献及国外的相关标准提出了适用于琼中抽水蓄能电站地下厂房的振动控制标准。研究结果表明,合理选择围岩与厂房的连接形式,能够有效地优化结构整体动力特性;在机组振动荷载作用下机墩和楼板结构的振动响应较大,但机墩和楼板结构的振幅、振动速度和振动加速度等均在允许范围内;在额定出力条件下运行时,无翼区和转轮出口管附近区域的脉动压力,即优势频率为56.25 Hz对应的脉动压力是影响地下厂房楼板、立柱、风罩等结构振动的主要部分。     

厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机对垫层蜗壳的影响

对于坝后式水电站,厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机和分缝下游侧是否设置止推环均对垫层蜗壳以及水轮发电机组支撑结构的受力和变形存在影响。本文建立了坝-厂房三维有限元模型,通过数值模拟手段研究了上述影响。结果表明,对于坝后式水电站,在坝体变位作用下引水钢管对蜗壳进口作用一个数值可观、指向下游的推力,因此在分析垫层管过缝对厂房结构的影响时,在蜗壳进口施加轴向约束的简化处理不能合理反映实际情况。不同焊接时机条件下设置止推环对垫层蜗壳的受力、座环的抗剪等都是有利的,尤其在上游水位较低时焊接预留环缝,止推环的作用效果更加明显,在可能的条件下建议设置止推环。与此同时,为确保水轮发电机组的安全稳定运行,建议以座环和机墩的对角不均匀上抬变形为主要考虑因素,尽可能在上游水位较低时焊接钢管预留环缝。