最优化技术在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计中的应用

加劲环式地下埋管的稳定是压力钢管设计中重要的问题之一,既要满足结构需要又要经济合理。文章在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计过程中采用最优化技术解决了钢管管壁厚度、加劲环厚度及加劲环高度最优选择的难题,对加劲环式地下埋管设计的经济性取得了借鉴性成果。     

加劲环式地下埋管非线性有限元屈曲分析

结合某水电站引水发电系统,对加劲环式地下埋管进行了外压作用下的有限元屈曲分析,研究结果表明:对于加劲环式地下埋管,钢管临界压力随椭圆度等初始缺陷幅值的增加基本呈线性下降;钢管与回填混凝土之间初始缝隙值的增大也将逐渐降低临界压力,尤其当初始缝隙值增大至钢管半径的10/万后,钢管临界压力与加劲环式明钢管临界压力几乎相等.当...     

龙滩水电站埋藏式加劲压力钢管稳定性校核

龙滩水电站为地下厂房压力引水式电站,采用单管单机供水方式,压力钢管内径10 m,最大HD值达2 453 m2,为特大型钢管.钢管管壁厚度18～52 mm,采用16MnR级钢板(厚18～32 mm)和610 MPa级钢板(厚32～52 mm),加劲环采用Q345-C级钢材.地下埋管入岩段外包厚1 500 mm的C25钢筋混凝土,配Ⅱ级钢筋,其余地下埋管外包厚600 mm的C20素混凝土.对龙滩水电站埋藏式加劲压力钢管抗外压稳定性进行了校核计算.在校核计算过程中,采用了解析法和半解析有限元法等多种计算方法,并且综合考虑了初始缝隙等缺陷因素对压力钢管抗外压稳定性的影响.对水电站埋藏式加劲压力钢管的稳定性设计具有一定的借鉴作用.     

水电站地下压力埋钢管抗外压设计探讨

为给某抽水蓄能电站地下埋钢管的结构设计提供依据,在对国内外现有研究成果进行分析、比较的基础上,提出浅埋地下埋管外水压力的选择标准,指出米塞思公式进行压力钢管抗外压计算的合理性,从而明确设计依据,节省了地下埋管的投资,确保其抗外压稳定。     

华光潭一级水电站压力钢管设计

华光潭一级水电站压力钢管最大水头290 m,管径2.3 m,壁厚18～20mm.设计中就地下埋管起衬点位置,抗内外水压力设计,排减外水压力措施、灌浆设计等方面进行了探讨.设计成果既保证了工程质量又满足了施工进度的要求.     

天荒坪抽水蓄能电站输水系统设计

天荒坪工程上游输水系统为斜井，一洞三机，输水道总长与平均发电水头的比值为２．５。６台机组有两个相同的水力单元，中心距为５９．５４ｍ，承受６８０ｍ的最大静水头，输水系统全长１４３５ｍ。尾水部分长２４５．３～２５３．８ｍ，为单机单洞，共６条尾水洞。岔管采用钢筋混凝土结构，平底两次分岔，分岔角度为６０°。高压钢管承受最大内压为８．７ＭＰａ，近厂房段钢管按明管设计，离厂房边线１８ｍ外按埋管设计并考虑钢管、衬砌和围岩三者联合作用。为保证钢衬回填质量，高压钢管均不设加劲环，在回填混凝土和回填浆液中掺适量微膨胀剂，并采用设置排水廊道和钢管外排水等措施降低外水压力。经充水试验观察，高压钢管部位缝隙值小于设计值，外水压力接近零，效果较好。     

响水电站高压埋管修复工程压力钢管焊缝施工

响水电站高压埋管修复工程压力钢管焊缝施工中，在正式制作钢管前，对包括厚34mm的不同型号、不同规格的钢板分别作了焊接工艺评定试验，同时对加劲环与管壁的焊接工艺，对双面坡口与单面坡口焊接进行了工艺对比试验，根据试验结果，最后采用单面坡口型式进行钢管的加工制作。     

直埋压力钢管槽钢形式加劲环设计

本文对直埋压力钢管设计中采用槽钢作为加劲环时的抗外压验算公式进行了推导并作了计算,并对不同布置形式的槽钢加劲环方案的优劣进行了分析与说明,为采用槽钢制作的加劲环设计提供了一定的依据。     

巨型水电站地下输水钢管运行期可靠度研究

按定值安全系数法设计的输水钢管,因无法考虑工程运行中各种不确定因素影响,致使钢管的设计成果与其实际工作状态存在差异。对水电站地下输水钢管运行期可能遇到的不确定性因素进行分析,并将其归纳为两类变量（随机变量和数列形变量）,建立了埋藏式加劲环钢管可靠度分析模型。以溪洛渡水电站输水钢管为例,对分析模型进行了验证,结果表明：改善运行方式和加强围岩防护,以减小运行期水锤压力和围岩缝隙是保证钢管内压安全的有效措施;而设计上使环高b≤200 mm及环间距l≤1 000 mm,同时加强围岩排水,控制外水响应比ω≤0.4,对巨型加劲环钢管运行期外压稳定是十分必要的。说明模型能比较真实地反映钢管的工作状态,其方法对同类工程的设计具有极高的参考价值。     

白山水电站一期工程压力钢管设计复核

文中在根据内水压力确定钢衬厚度的基础上,对钢管进行抗外压稳定验算,确定加劲环的布置。光面管钢管抗外压失稳安全系数大于2.0,加劲环间管壁与加劲环抗外压失稳安全系数大于1.8。在内水压力作用时,钢管按明管设计,采用光面管型式,通过光面管抗外压稳定计算管壁抗外压稳定及承载力,均满足要求。     

内加劲环在稀泥沟电站埋管中的应用

在埋管设计中，常需采用加劲环，锚筋等措施，解决钢管的外压失稳问题。这些措施一方面会增加管道钢材用量，另一方面又会给管道的制作安装，洞内砼衬砌的浇筑带来不便；而引起钢管失稳的外压，可区分为施工期的临时外压和运行期的长期外压。假如仅仅是施工期的外压引起失稳，则可采用内加劲环的办法，既能方便施工，又可节约工程量，因此是一种较好的设计方法。     

龙滩水电站地下埋藏式压力钢管设计

龙滩水电站引水压力钢管内径10m。最大HD值达2453m^2，大部分为地下埋藏式钢管。龙滩水电站地下埋藏式钢管的设计主要包括结构设计、加劲结构参数的优化、灌浆与排水设计、细部构造设计等。     

某浅埋压力钢管三维有限元分析

浅埋压力钢管计算一般利用结构力学方法进行计算,设计过程中未考虑钢管加劲环对钢管加固的空间受力,计算结果偏保守。采用整体有限元方法,对某工程浅埋钢管进行了分析,较好地反应了钢管的实际的受力状态,为施工图设计提供了依据。     

不能省略加劲环的安装

玛河二级电站在施工中,忽视加劲环作用,取消加劲环,减弱了管壁抗外压能力,致使冬季因压力前池冰堵后的处理中发生事故,压力钢管自上镇墩伸缩节以下20多m被压瘪、撕裂,伸缩节变形。通过分析和实际增加加劲环的过程中,认为加劲环是压力钢管必不可少的部件,对压力钢管的安全十分重要,一定要引起电站工程人员的重视。     

CCS电站隧洞钢衬美国标准与中国标准对比

根据厄瓜多尔CCS水电站实际情况、合同及美国标准的规定,确定了钢衬材料的机械性能及许用应力,对钢衬抗外压稳定进行了计算分析,修正了美国标准中加劲环自身抗外压稳定计算公式,并且对美国标准与中国标准计算结果进行了对比。结果表明:随着加劲环间距的增大,中国标准得到的加劲环自身抗外压稳定计算值偏小。鉴于外水压力值超过了2.0 MPa,且钢筋混凝土衬砌段为透水设计,虽然按美国标准复核抗外压稳定满足要求,但是考虑工程安全起见,采取在压力钢管上部30 m处设排水洞。     

水电站压力钢管的安全度设置水平研究

针对电力行业标准DL/T 5141-2001《水电站压力钢管设计规范》修订中为水电站压力钢管设计选择合适的安全度设置水平的需要，广泛收集了国内外水电站压力钢管和压力容器方面的设计规范和相关文献资料，对国内外水电站压力钢管和压力容器设计规范的设计方法和安全度设置水平进行了分析与比较。结果表明，我国规范DL/T 5141-2001的安全度设置水平是基本合适的，但明管相应于屈服强度及抗拉强度的安全系数明显偏高；埋管相应于抗拉强度的安全系数则偏低一些。针对明管、地下埋管、坝内埋管的受力特点以及破坏后果的严重性，提出了规范修订稿各种管型安全度设置水平的建议方案，供规范修订组选用和参考。     

巨型薄壁水电站输水钢管抗外压失稳性能分析

将加劲巨型输水钢管分为管身段和加劲环管段，分析了随着钢管的巨型超薄化，其抗外压失稳性能的骤减特征，揭示了加劲环的型式、尺寸、布置间距及材料性能等因素对其抗外压失稳能力的影响，给出了加劲环的合理形式、尺寸及布置间距。     

环肋加劲压力钢管的有限元屈曲分析

压力钢管在外压下极易失稳,为了研究环肋加劲压力钢管的屈曲临界载荷,以某二级水电站压力钢管的下平段为例,基于结构屈曲理论,利用有限元软件ABAQUS分析了钢管的线性屈曲情况,在此基础上考虑钢管的大变形及初始缺陷,分析了钢管的非线性屈曲情况。结果表明,有限元法可以合理地考虑加劲环和管壁的相互作用,比规范法、阿姆斯图兹法单独考虑加劲环管段和中间管段的外压稳定更加合理。鉴于加劲环可显著提高压力钢管抗外压稳定能力,还研究了加劲环局部稳定适宜的高厚比,以期为更好地使用规范提供参考。     

增城供水工程西福河段过河埋管施工

在管道引输水中,当引水式水电站压力管道需要埋设于山体内或坝式水电站的压力管道需要穿越坝体时,宜采用埋管。地下埋管由钢管、混凝土衬罔、围岩共同承担内水压力,是引水式水电站中应用较广泛的一种压力管道。随着压力管道HD值的日益增大,以及环境保护的需要,设计和制作明管技术上难于实现,在大中型常规水电站中,越来越趋向于将压力管道从地面转入地下。在地下厂房及抽水蓄能电站中,地下埋管更是得到了广泛的应用。将其技术应用到大口径供水管道过河埋管工程的施工,这在城市供水工程中是一个突破,为同类型供水管道安装工程提供参考。     

阁山压力管道管壁厚度及加劲环结构尺寸设计

文章依据《水电站压力钢管设计规范》和《水工设计手册》第8卷,针对阁山水库引水压力管道实际情况,对压力主管、岔管、支管管壁厚度及加劲环尺寸进行设计。通过不同管壁厚度计算分析,得出经济合理管壁厚度及加劲环结构尺寸、间距。