三峡水电站“充水保压”钢蜗壳外围混凝土结构三维有限元分析

本文介绍三峡水电站蜗壳结构三维有限元计算结果，结果表明：三峡水电站钢蜗壳选用充水保压浇筑外围混凝土的埋置方式是合适的；采用78～88m保压水头值比较合适；蜗壳结构各截面最大拉应力值出现在不同荷载组合情况下，在配置钢筋时应引起重视。  

直埋式蜗壳三维非线性有限元静力计算

直埋式蜗壳具有明显的优势，但在我国迄今尚无实际的工程应用。三峡右岸电站15#机组蜗壳拟采用直埋式方案，蜗壳结构的可靠性、机组运行的稳定性等都需得到数值计算和模型试验的验证。为此，本文运用钢筋混凝土弹塑性断裂损伤模型对该蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析，得到了钢材的应力、混凝土损伤范围、混凝土裂缝宽度和结构位移。计算结果表明，直埋方案从强度上可以保证蜗壳结构的安全，若能采用适当的工程措施，将混凝土裂缝宽度限制在规范限定的要求以内，那么三峡右岸电站15#机组蜗壳采用直埋方案是完全可行的。  

三峡水电站充水保压蜗壳平面非线性分析

采用自编的三维钢筋混凝土非线性有限元程序，对三峡水电站充水保压蜗壳进行了平面非线性分析，分析了钢蜗壳及外围钢筋混凝土的应力变形特性。非线性计算分析表明，在蜗壳进口断面处，虽然外围混凝土较薄，但在设计内水压力、结构自重和设备重量这些荷载组合作用下，蜗壳进口断面混凝土可能不会开裂，因此钢材应力均比较低，结构具有较高的安全度。说明现有配筋方案钢筋用量可能偏多，没有充分发挥钢材的作用，在进一步设计时可以适当优化。  

大直径无梁三分岔管结构研究

本文采用解析法、三维有限元法和物理模型试验方法对某一无梁岔管进行了结构分析．分析结果表明，钢衬钢筋混凝土无梁岔管与无梁明钢岔管相比，具有受力条件好、钢衬较薄、施工方便、安全性高、造价低等优点，是一种新的岔管结构形式，具有广阔的应用前景．  

地下埋藏式钢岔管承载机理研究

水电站地下埋藏式钢岔管承载能力是工程设计中非常重要的一个内容，但目前对于钢岔管与围岩联合承载的机理还缺乏系统深入的研究。本文结合某抽水蓄能电站的工程实际，按照钢衬与围岩联合承载的原理，用三维非线性有限元对埋藏式钢岔管进行了计算分析。计算结果表明：在钢衬与围岩共同承受内水压力时，围岩发挥了重要作用，围岩的性能越好，所分担的内水压力就越大，因此在埋深足够的情况下，应充分利用围岩进行分载，以减小钢衬厚度，从而节约工程投资。  

坝后背管外包混凝土厚度研究

采用平面非线性有限元法对某水电站下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行了分析，计算中考虑混凝土开裂和地震作用的影响。研究了5种外包混凝土厚度0.5、0.8、1.2、1.5和2.0m的坝后背管在内水压力和地震作用下的承载规律，分析了外包混凝土厚度对管道的动、静力承载性能的影响。结果表明，设计内水压力作用下，外包混凝土厚度较小时，管坝接缝面附近的局部坝体开裂，并使管道钢材应力提高，但其材料强度和变形仍能满足规范要求。地震作用分析表明，外包混凝土越厚，坝后背管结构的基频值越高；但厚度越大，管道钢材动应力值也越大，说明采用较小的外包混凝土厚度有利于减小钢材的动应力。因此，在满足施工要求和安全的前提下，建议在坝后背管设计中采用厚度较薄的外包混凝土。  

接触滑移对不同埋设方式蜗壳结构应力的影响分析

为研究水电站厂房蜗壳的接触滑移对蜗壳结构应力的影响,本文采用三维面面接触单元对不同埋设方式蜗壳结构进行了三维有限元计算.计算结果表明,考虑接触滑移与共节点模型相比,垫层蜗壳外围混凝土孔周应力平均值可降低约30%以上,钢蜗壳应力增加约27%;当摩擦系数由0.25增大到1.00时,蜗壳外围混凝土孔周应力平均值也增大30%左右;而考虑接触滑移与否对直埋蜗壳结构应力影响较小,差值不超过3%.因此,在利用有限元求解蜗壳结构应力时,垫层蜗壳考虑接触作用将使计算结果更加合理,而对于直埋蜗壳,不考虑接触作用对结构应力的影响很小,共节点模型可以在实际工程中采用.  

二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对外围钢筋混凝土的作用  

内加强月牙肋钢岔管新型结构

 内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开 挖断面较小等优点,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。但布置在地面上的明式月牙肋钢 岔管尚不多见,特别是当钢岔管承受的水头和直径较大时。以某水电工程钢岔管为例,以 满足结构受力和水力条件为前提,优化岔管体形,然后按照钢衬钢筋混凝土岔管结构进行了有 限元计算,得到了一些有益的结论。  

水轮机蜗壳垫层参数分析

利用ANSYS有限元软件，并考虑钢壳-垫层、钢壳-混凝土之间的摩擦接触条件，建立钢蜗壳及其外围混凝土的局域三维应力计算，来分析垫层的弹模、厚度、泊松比等参数对钢壳及其外混凝土受力状况的影响，得到一些参考价值参数成果。