设置在镇墩混凝土内的高压钢岔管结构研究

本文针对某引水式水电站设置在镇墩混凝土内的高压岔管,建立三维数值模型.采用有限单元法分析研究钢岔管外初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态、以及基础围岩地质参数对岔管结构应力和变形的影响.计算结果表明:对于设置在镇墩混凝土内的钢岔管,按明管设计可使结构更加安全,但镇墩混凝土内应布置足够的钢筋.以保证镇墩混凝土的完整性;初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态以及基础围岩变形模量对钢岔管应力状态具有显著的影响.建议考虑镇墩混凝土与钢岔管联合承载,按钢衬钢筋混凝土管道的设计方法进行设计,以达到减小钢岔管管壁厚度、简化施工工艺和节约工程投资的目的.     

西龙池抽水蓄能电站内加强月牙肋岔管围岩分担内水压力设计

埋藏式岔管国内外基本按明管设计,围岩分担内水压力仅作为一种安全储备。西龙池抽水蓄能电站岔管HD值远超过国内已建工程规模,在国内首次采用考虑围岩分担内水压力设计。本文重点介绍西龙池岔管考虑围岩分担内水压力设计成果。首先通过三维有限元结构分析,较系统研究岔管围岩分担内水压力的规律,并初步提出埋藏式岔管的设计原则;通过1∶2.5比尺的现场结构模型试验,最终确定埋藏式岔管设计参数和验证有限元计算成果。     

地下埋藏式钢岔管三维有限元分析

结合某抽水蓄能电站的地下埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管工程实例，采用Marc有限元软件，对钢岔管与围岩联合承载进行数值模拟。通过三维有限元线性和非线性计算，考虑了初始地应力、开挖支护引起的二次应力，以及钢衬与混凝土垫层间的初始缝隙对钢岔管受力和变形的影响，分析了岔洞开挖、支护及充水运行等工况下，钢衬、混凝土衬砌、围岩的应力和变形，得出了一些对工程有意义的结论。     

埋藏式内加强月牙肋钢岔管结构研究

本文结合实际工程采用几何比尺为1∶6的物理模型试验方法,用不同材料分层组合模拟围岩,对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明:钢岔管外围围岩承担了20%~40%的内水压力荷载。     

西龙池抽水蓄能电站高压岔管考虑围岩分担内水压力设计现场结构模型试验研究

西龙抽水蓄能电站岔管规模远超过国内已建工程，为降低制作、安装难度，考虑岔管与围岩联合受力设计。在大量结构分析基础上，通过现场结构模型试验对埋藏式岔管实际受力状态和施工工艺的模拟，为设计参数取值、岔管与围岩联合受力规律研究，提供重要的科学依据。     

基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价

本文指出现行钢岔管基于应力分类的安全评价方法中存在的问题:应力指标的弹性计算方法与安全评价的塑性原理不协调;提出基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价方法,该法根据下限原理,在弹性迭代获得结构体系的一系列允许应力场过程中,对不同类型单元采用相应的广义屈服准则,利用单元承载比统一衡量所有单元的承载状态,使不同类型单元的弹性模量缩减可按同一表达式进行,能克服现行评价方法中存在的问题,并可将弹性模量调整法扩展至所有类型钢岔管的极限分析和安全评价中.对某月牙肋岔管安全评价表明:基于弹性模量缩减法的钢岔管安全评价方法有良好的计算精度和计算效率;现行基于应力分类的安全评价方法不能充分考虑钢材的塑性性能,计算耗材量较大;按规范设计的月牙肋岔管的整体膜应力和月牙肋应力的强度储备较高,局部应力是引起结构破坏的薄弱环节.     

对称Y型月牙肋钢岔管内压下弹塑性分析

为了研究月牙肋钢岔管在内水压力下的应力分布特点,确定超载情况下塑性区的出现部位及塑性的发展程度,以某水电站月牙肋钢岔管实际工程项目为例,建立带弹性地基的岔管有限元模型,开展水压试验工况下正常内水压及超载内水压的静力弹塑性分析。对不同管壁厚度和内水压力下塑性区域、第一主塑性应变和Mises应力进行了分析,表明:在内水压力作用下,塑性区域集中出现在管壳与月牙肋板相贯线附近主岔管最高点内壁处,月牙肋板与岔管接缝处附近出现小部分塑性区域。为月牙肋钢岔管的加肋补强及钢筋混凝土外包提供了设计依据。     

卜形岔管水力特性研究北大核心CSCD

提出在不改变分岔角角度的同时,通过设置直线倒角,以应对分岔角应力集中问题。通过数值模拟方法,研究了设置倒角的卜形岔管水力特性,具体对比分析了不同结构参数的圆弧形、直线倒角体型岔管汇流的水流流态、泄流能力和压强特性。结果表明,直线倒角体型岔管流场平顺,主流流向与支管轴线的一致性较好,而圆弧形倒角体型岔管的流场顺畅性相对较差;对于相同的倒角半径,直线倒角体型岔管的泄流能力优于圆弧形倒角体型岔管,且倒角半径越大,对泄流能力的影响越大,与无倒角时相比,直线倒角与圆弧形倒角体型岔管泄流量最大降幅分别为0.5%、6.8%;直线倒角体型岔管压强分布特征与无倒角体型岔管较为接近,但圆弧形倒角体型岔管与之有明显区别,存在局部低压区。     

对称Y形钢筋混凝土岔管三维有限元分析

采用通用的有限元计算软件,对黄鱼塘水电站对称Y形钢筋混凝土岔管进行了三维有限元分析。给出了岔管在施工和运行过程中各种工况下的应力和位移分布规律,为对称Y形钢筋混凝土岔管结构的设计和施工提供了一定的参考依据     

水电站球形钢岔管稳定分析

本文利用板壳稳定理论,讨论球形钢岔管在主管轴向力作用下的稳定性,并推导出球形岔管的稳定计算式。通过实例计算说明以上推导出的球形岔管稳定计算公式具有一定的精度。