设置软垫层坝后背管接触非线性有限元分析

 以三峡水电站坝后背管为例,借助有限元软件ANSYS建立了坝后背管设置软垫层与内衬钢管面摩擦接触有限元模型,考虑接触非线性和混凝土开裂非线性,分析计算了设软垫层坝后背管、钢筋的受力性态及混凝土的开裂情况,结果表明：垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力,提高钢管的承载比,改善外围混凝土的应力状态。对设置软垫层的提出了优化建议。     

设垫层的坝内浅埋管计算研究

通过对某水电站顶部设置垫层的大直径坝内浅埋管进行线弹性和非线性有限元计算,得到钢管、外包混凝土及钢筋的受力规律。提出在钢管外侧设置垫层可以较好地使钢衬发挥承载作用．减少坝体混凝土的受力,防止或减轻坝体表面产生裂缝。     

鸭池河水电站坝后背管取消伸缩节研究

采用有限元计算软件,将鸭池河水电站的大坝、岩体及引水钢管作为整体结构进行了三维有限元仿真分析。考虑温变荷载对引水钢管结构受力的影响,提出以稳定性准则设计引水钢管结构,采用垫层钢管代替伸缩节,降低了垫层钢管与混凝土间接触面上的径向压力,并使径向压应力变得比较均匀,避免了垫层钢管失稳屈曲破坏。     

大型水电站厂房弹性垫层蜗壳结构研究

钢蜗壳与外围混凝土之间设置弹性垫层是我国大型水电站厂房常采用的一种结构型式,鉴于弹性垫层的最优摩擦系数以及内水压力向外围混凝土传递机理的不确定性,应用ANSYS有限元程序对某大型水电站垫层蜗壳进行钢衬-钢筋混凝土结构三维非线性有限元仿真研究,考虑钢蜗壳与外围混凝土之间的滑移接触特性,研究钢蜗壳与混凝土之间合理的摩擦系数...     

水口电站引水钢管弹性垫层设计与运行情况

一般工程仅在蜗壳上设置弹性垫层,水口电站为了防止引水钢管上覆混凝土出现裂缝,将弹性垫层延伸到压力钢管段。该文介绍压力钢管弹性垫层设计、施工以及运行情况,对同一引水钢管上不设置弹性垫层的部位出现上覆混凝土裂缝的原因进行了分析,对弹性垫层的设置范围提出建议。     

水口水电站引水钢管垫层的设计

水口水电站引水钢管为大直径引水钢管，由于基下弯段及水平段上覆混凝土厚度较薄，不能满足应力要求，为此，设置了ＺＸ型ＰＳ泡沫板垫层，从而有效地发挥了钢管承受内水压力的作用，改善了管周混凝土的受力状态。计算分析，模型试验及施工实践表明这一技术的采用是成功的。     

碧口水电站厂房钢蜗壳和外围混凝土结构实测应力状态分析

水电站厂房钢蜗壳和外围混凝土结构的应力状态的研究是极为重要的问题,目前在中高水头的水电站中,一般采用金属衬砌的园形断面,为使蜗壳与外围混凝土受力明确,往往将金属蜗壳的上半部与外围混凝土分开,其间设置弹性垫层,蜗壳承受内水压力,而顶部传来的外荷截由外围钢筋混凝土独自承担.     

水电站引水压力管道受力分析与结构设计研究

针对水电站引水压力管道的受力和结构设计问题,以龙开口水电站引水压力管道为研究实践对象,采用三维有限元技术,考虑施工、运营,校核、取消厂坝伸缩节等因素的影响,建立引水压力管道的整体力学分析模型,对引水压力管道各段的受力特性进行了计算分析研究,给出了龙开口水电站引水压力管道结构设计要点,并就进水口渐变段结构设计及取消厂坝之间伸缩节后垫层钢管结构设计给出一些提议,供同类水电站引水压力管道结构设计参考.     

坝内钢管周边压缩垫层设计研究(补充分析)

混凝土坝坝后式水电站中,坝内钢管是最常见的一种布置型式。随着电站建设规模愈来愈大,相应的设计水头和管道直径也愈来愈大,衡量钢管设计水平的H·D值已超过大型电站或接近于巨型电站,对设计研究和施工方法都提出了更高的要求。为此,我们结合水口工程引水道的具体情况,拟就改进坝内钢管强度设计措施之一,即钢管外包压缩垫层问题在文献[1]的基础上作进一步分析研究。有关本文在这方面的设计分析方法,或可为类似工程借鉴。文洪同志就坝内钢管外包压缩垫层问题结合水口水电站压力钢管设计的具体情况作了较为全面的分析计算(原文发表于《人民长江》1987年第7期以下简称文献[1])。文献[1]将钢衬、垫层和混凝土作为联合受力结构,着重分析了垫层材料力学参数(E、μ)取用范围及其沿孔周设置范围。并提出了相应的计算原则和判别标准。但当时限于条件,未能对拟采用的垫层材料作材料性能试验,一些计算用参数均是假定的。本文在文献[1]基础上结合垫层材料试验实际情况,进一步分析垫层材料的力学性能影响。对垫层厚度、垫层沿管轴线铺设范围以及垫层材料选择依据等作一补充分析,使读者得以一窥全豹。     

厂坝间巨型压力钢管在常规荷载作用下受力特性研究

水电站坝后式厂房，在厂坝间交界处的压力钢管不设伸缩节，而是采用在一段钢管外周设垫层结构，以适应荷载作用下钢管的变位，这是一种有效的途径。通过对某大型水电站的三维有元计算，得出了在常规荷载作用下厂坝间垫层压力钢管的变位及受力情况。从对计算结果的分析，为使这种垫层结构的受力能得到进一步的改善，建议：尽量提高河床坝段厂坝间接缝混凝土的高程，使厂坝能较好地联系受力；尽可能增加垫层管段的长度；尽量推迟厂坝间压力钢管的最后一条环缝的施焊时间，且在施焊前尽可能蓄高水库的上游水位，这时厂坝自重引起的不均匀沉陷已基本终了，且已蓄水位的荷载对垫层管不再增加应力。     

德尔西水电站压力管道设计

德尔西水电站压力管道为钢衬钢筋混凝土管,钢管直径2.9 m,最大内水压力6.15 MPa。分别采用直埋方案和垫层方案对压力管道进行设计,并对计算结果进行了比较与分析。最后针对垫层方案探讨了垫层的弹性模量、厚度、铺设范围对外包混凝土的影响。     

水口水电站坝内钢管设置压缩垫层的试验与施工

本文简要介绍了水口水电站设置PS泡沫压缩垫层的坝内钢管仿真材料结构模型试验与施工情况,初步分析了垫层钢管与非垫层钢管各层管材的分载比、应力分布规律及钢管结构的承载能力与破坏机理,论证了在某些情况下使用垫层钢管可提高钢管的承载能力等优越性。     

大型地下电站引水洞压力钢管安装方案对比分析

大型地下电站引水洞压力钢管安装是一个复杂的施工问题,应充分考虑各环节的制约因素和前后环节之间的关系,综合研究质量、安全、进度、投资等各方面因素,使方案总体最优。根据国内已建和在建的大型地下电站工程资料,归纳总结了压力钢管几种主要的安装方案,并结合向家坝水电站的工程实例,论述不同施工方案的优缺点和适用条件,提出了有关建议。     

雅玛渡水电站压力钢管安装过程中的钢管变形控制

在水电站的施工过程当中,由于受到地基不稳,垫层下陷等问题,压力钢管的安装过程中就会出现钢管变形倾倒或者是轴线偏侧等情况,这种现象的产生会严重影响钢管的安装精度以及安装质量;同时在施工的过程中,对外界的温度把握不好,很容易造成钢管与垫板混凝土之间产生剧烈的摩擦,长此以往,会对钢管产生严重的损伤。分析了新疆伊犁雅玛渡水电站压力钢管安装过程中钢管变形因素的影响,提出了控制措施。     

水电站压力钢管接触灌浆补灌指标敏感性分析

根据哈萨克斯坦玛依纳水电站压力钢管接触灌浆的施工情况,采用三维有限元法对钢管脱空处的变形及应力进行计算分析,研究水电站压力钢管补充灌浆指标的通用计算方法。根据脱空面积及深度的敏感性分析成果,确定钢管补充灌浆开孔标准。电站至今已安全运行3a,表明计算采用的分析方法合理、可靠。     

景洪水电站引水压力钢管结构布置及设计

云南省景洪水电站为河床坝后式电站,水头低流量大,共装5台35万kW机组,采用单机单管供水.钢管内径11.2m,单机额定流量为665.56 m3/s,管内平均流速6.76 m/s.钢管布置型式为下游坝面背管.结合景洪水电站的实际情况,介绍对引水压力钢管进行布置设计与三维有限元计算,并成功地将垫层管应用于该电站的大型压力钢管道,具有一定的优越性.     

水电站压力钢管的安全度设置水平

针对电力行业标准DL/T5141-2001《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适宜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/T5141-2001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、地下埋管和坝内埋管的受力特点以及破坏后果,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。     

龙开口水电站压力钢管预留环缝设计与焊接

龙开口水电站引水压力钢管直径10.0m,最大水头约100m,引水压力钢管HD值为1 000m2,钢管材质为600MPa级和Q345R。该电站垫层管段预留环缝的优化设计中为确保钢板焊接质量,应尽量避免在压力钢管预留环缝上采用单面焊接。建议今后类似工程可以考虑在垫层管预留环缝处外包混凝土内设置二期混凝土槽或永久工作槽,并布置通道通至厂房,作为预留环缝双面焊接的施工空间,可以更大程度保证环缝的焊接质量。另介绍了600MPa级钢管未进行焊接预热及后热的处理措施。     

关于高水头压力钢管镇墩结构设计的初步探讨

近年来国际水电项目设计咨询中出现较多的高水头水电站,针对其压力钢管镇墩结构设计的合理性和经济性,以厄瓜多尔德尔西水电站压力管道设计为例,比较了3种设计方案(联合承载方案、考虑初始缝隙方案、加设垫层方案),采用有限元计算分析,结合中国和美国的压力钢管设计规范,对各种方案下镇墩的配筋量、体型及施工难度进行比较,找到一种可行的解决方案。     

亭子口水电站厂坝间设置垫层管可行性研究

为研究亭子口水电站厂坝间设置垫层管的可行性,以厂房坝段、厂房以及钢管为研究对象,采用三维有限元仿真计算技术模拟厂房坝段以及厂房的浇筑和运行过程,计算得到厂坝间相对位移及垫层管段钢管等效应力。计算结果表明,厂房蜗壳内设置止推环时,运行期高温季节垫层管的等效应力将大于钢材允许应力,如果采用垫层管方案,需采取必要的结构或工程措施以减小垫层管段的应力。