卡洛特水电站埋藏式压力钢管联合受力研究

考虑钢管与围岩联合承载,采用有限元对钢管、回填混凝土与围岩组成的联合承载体进行了非线性的计算分析,将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比,比较了内水压力、围岩与钢管缝隙等因素对钢管受力特性及围岩分担率的影响。研究表明:不同的内水压力下,围岩分担率不同,一般随内水压力的增加而减小。缝隙影响围岩的分担率,缝隙越小,围岩分担的内水压力就越大;当缝隙超过一定值时,钢管接近明管的受力状态。回填混凝土采用弹塑性断裂本构模型的实体单元模拟能较好地反映材料的力学性能,宜采用该方法对埋藏式压力钢管进行受力分析与工程设计。     

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。     

新疆HB电站埋藏式压力管道设计

HB电站工程任务为发电,电站装机容量200MW,属Ⅲ等中型工程。本文主要介绍了埋藏式压力管道及岔管的设计,通过布置排水洞减少外压,采用有限元计算对围岩抗力敏感性和钢管与围岩缝隙敏感性分析,总结出围岩对管道内水压力的分担作用是有限的,随着岩石抗力系数的变化而变化;同时钢管以外缝隙大小对管壁应力影响十分显著。     

埋藏式压力管道地震敏感因素抗震影响分析

为探究埋藏式压力管道抗震敏感因素对其地震响应结果的影响,文章根据某工程实际数据建立围岩-混凝土-钢管联合承载模型,分析其在不同敏感因素下的地震响应结果发现,随着地震加速度的增大,钢管应力位移均在增大。围岩类别对埋藏式压力管道抗震响应结果影响较大,跨越场地类别部位应重点关注,找到其在地震工况作用下的易变形、易破坏点进行重点监测,。该研究同时对于类似埋藏式压力管道的抗震安全设计具有一定的参考意义。     

埋藏式钢管外压稳定计算

近几十年来,随着水利水电建设和科学技术的发展,埋藏式钢管的采用越来越普遍。埋藏式钢管有坝内式和隧洞式两种,二者具有相似的工作特点。在内水压力作用下,埋藏式钢管可由外围混凝土或围岩承担部分内水压力,从而减小管壁的厚度。但是,埋藏式钢管还要承受较高的外部压力,如未凝固混凝土的压力、灌浆压力和外部地下水压力等,而钢管是一种薄壁结构,抵抗外压的能力很低。在外压的作用下,管壁会过早地丧失承载能力而屈曲,即发生失稳破坏。因此,外压稳定计算往往是埋藏式钢管设计计算的控制情况。     

非圆形压力隧洞考虑支护滞后过程的应力与位移解析解

基于平面弹性复变函数中的保角变换方法,考虑衬砌的支护滞后效应,并认为衬砌与围岩完全接触,提出了带有衬砌的非圆形水工隧洞在原始地应力和内水压力共同作用下的应力与位移解析解,且求解过程中采用幂级数法简化计算。以马蹄形隧洞为例,用ANSYS进行数值计算,并与解析解进行对比验证;计算隧洞围岩开挖边界和衬砌内外边界的切向正应力以及围岩与衬砌之间的接触应力;讨论在不同侧压力系数、位移释放系数和内水压力下围岩与衬砌的应力分布规律。结果显示:解析解与数值解吻合较好;位移释放系数和内水压力对衬砌及围岩的应力分布影响显著,当位移释放系数和内水压力较大时,在衬砌内边界将出现拉应力区。研究结果为非圆形水工隧洞的围岩与衬砌的应力与位移分析提供了可行方法。     

埋藏式月牙肋岔管内压分担比研究

采用三维有限元模拟了岔管、回填混凝土与围岩的联合承载体,分析了回填混凝土的塑性性质、岔管与回填混凝土之间的缝隙及围岩力学性能等重要因素对联合承载体的影响。结果表明:考虑回填混凝土的塑性性质后,围岩分担率下降;缝隙宽度超过一定值后,回填混凝土与围岩对岔管约束急剧下降,围岩分担率接近0;围岩力学性能越好,围岩分担率越高;考虑联合承载后,水压试验时岔管可能不足以承担1.25倍的设计压力,应根据岔管钢材允许应力研究水压试验值。研究成果为钢岔管与围岩共同分担内水压力的埋藏式月牙肋岔管的设计提供了参考。     

几内亚苏阿皮蒂水电站坝坡明管设计研究

苏阿皮蒂水电站主坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高120 m,发电厂房为坝后式地面厂房。电站压力钢管采用坝坡明钢管,单管单机布置。为了解该钢管在内水压力、温度荷载及地震作用下的应力变形规律,对大坝、管道及厂房建立三维模型,利用有限单元法进行计算分析,重点研究了静、动力工况下管道位移、支座滑动、伸缩节变形及压力钢管应力分布规律。结合该工程实际,利用有限元方法对坝坡明钢管进行了计算校核,以期对我国坝坡明管的设计提供参考。     

龙桥水电站地下埋管结构研究

结合龙桥水电站工程的实际,按照钢管和围岩联合承载的设计原则,对该工程地下埋藏式压力钢管和分岔管进行了结构设计和有限元计算,其结果对于类似工程具有一定的参考价值.     

地下埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法研究

在总结对比水电站压力钢管设计规范85版和2001版有关埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法的基础上,提出了一种埋藏式钢岔管的新的设计方法和原则.其设计步骤为:首先根据钢岔管与围岩联合承载原则,采用三维有限元计算方法确定钢岔管的体形、管壁厚度和肋板尺寸,然后对钢岔管按明管进行应力校核,同时对围岩承载比进行分析和复核.以某水电站为例进行的计算结果表明,该设计方法思路明确,计算精度高,在明显减小管壁厚度和肋板尺寸的前提下仍能确保岔管的安全.     

钢管弯头处与PCCP管承插口部位位移计算模型研究

为了解钢管弯头在内水作用下对钢管与PCCP管接头处的影响,确保在内水压力下临近弯头处的承插口处的水平位移值不超过允许限值,通过建立两种理论计算模型与有限元分析模型,对比分析钢管弯头处在内水压力作用下的摩擦力分布范围,探讨摩擦力作用下钢管位移计算方法,并提出此种情况下的设计处理方法。     

惠州抽水蓄能电站调压井结构有限元计算分析

采用三维有限元法,对惠州抽水蓄能电站上游调压井与围岩之间的联合受力结构进行计算和分析。计算考虑了内水压力、外水压力、围岩压力及灌浆残余应力作用,并模拟在外压作用下围岩与混凝土外表面的不完全边结作用。     

埋藏式高压钢管原型充水观测及成果分析

在我国水电站建设中,埋藏式高压钢管具有重要地位。本文介绍对我国已建成的第一个埋藏式高压钢管进行的原型充水观测及其资料分析,主要内容包括实测的钢管应力、管道缝隙、围岩性能及外水压力等。在分析了实测钢管、混凝土和岩石联合作用情况的基础上,指出观测结果在一些方面与设计假定是不同的,并对今后设计、施工和运行提出了相应的建议。     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

将罚函数应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析 ,考虑了回填混凝土和围岩的弹塑性、初始地应力以及开挖支护引起的二次应力的影响 ,将更充分地发挥压力钢管的实际承载能力 ;考虑内水压力作用下钢衬的弯曲和剪切效应 ,对大直径管的应力将更接近于实际应力状态     

超高水头电站压力管道计算分析及方案选定

为南极洛河压力管道设计方案提供依据,对埋藏式压力钢管分别按联合承载和单独承载计算分析。通过总结对比,对小管径、超高水头电站的地下埋藏式钢管设计思路提出建议,对类似工程具有参考借鉴意义。     

黄龙滩水电站地下埋管结构分析

结合黄龙雄水电站扩建工程的实际，按照钢管和围岩联合承载的设计原则，对该工程地下埋藏式压力钢管进行了结构设计和平面弹塑性有限元计算，其结果对于今后类似工程的设计和研究具有一定的参考价值。     

用預应力鋼筋混凝土管代替隧洞中的鋼管

一、理论依据在地下厂房、半地下厂房、甚至地面厂房式的水电站中,往往采用高压输水隧洞代替外露式的输水钢管。因为那些电站具有良好的条件来利用输水隧洞周围的岩石承受一部分甚至绝大部分的内水压力,以减少压力输水管钢钣的用量。用钢筋混凝土襯砌的压力隧洞,当承受内水压力时,襯砌受拉而伸长,外半径增大,引起岩石与襯砌间的压应力,即岩石的弹性抗力。弹性抗力抵挡了一部分内水压力。当内水压力的强度达到一定数值时(此处内水压力指内水压力减去计算的地下水压力),     

某水电站工程深埋式压力钢管结构设计

某水电站布置5条埋藏式压力钢管,文章基于ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No.79《Steel Penstocks》(Second Edition,2012)规范对该水电站压力钢管设计进行了总结,包括结构设计及灌浆排水设计等。通过计算,钢管壁厚满足钢管抗内水、外水压力稳定要求。     

关于埋藏式高压钢管外压稳定的几个问题

一、埋藏钢管的失稳破坏与预防措施埋藏于岩体或坝内的水电站引水钢管,在电站运行时主要承受内水压力;而包围在其外面的混凝土和岩石能够分担很大一部分荷载,甚至承担全部内水压力,此时钢衬只起内衬防渗作用。但是,当钢管放空时,管壁受到外压荷载,如外水压力,因而出现钢管在外压作用下的稳定问题,也就是通常所说的防止发生鼓包或管壁凹瘪的问题。在某些条件下,外压稳     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

将罚函数应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析，考虑了回填混凝土和围岩和弹塑性、初始地应力以及开挖支护引起的二次应力的影响，将更充分地发挥压力钢管的实际的承载能力；考虑内水压力作用下钢衬的弯曲和剪切效应，对大直径管的应力将更接近于实际应力状态。