依萨河二级水电站钢衬钢筋混凝土地面管的研究与应用

依萨河二级水电站压力管道最大设计压力９．９４ＭＰａ，末段２８１．３１ｍ的特高压管段采用了钢衬钢筋混凝土地面管，通过计算分析、模型试验、结构设计和原理观测，摸清了钢衬和钢筋的联合受力特性，混凝土的开裂特征和结构整体安全度，从而得出了带有规律性的结论。     

钢衬钢筋混凝土地面管在依萨河二级水电站中的应用

依萨河二级水电站压力管道最大设计压力为９．９４ＭＰａ，末段长２８１．３１ｍ的特高压管段采用了钢衬钢筋混凝土地面管。通过计算分析、模型试验、结构设计和原型观测，摸清了钢衬和钢筋的联合受力特性、混凝土的开裂特征和结构整体安全度，从而得出了带有规律性的结论。     

对敷设在下游坝面的高水头大直径压力管道力学性能的研究

敷设在下游坝面的高水头大直径钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来发展起来的一种新型管道布置方式及结构型式。笔者通过对李家峡水电站下游坝面压力管道的原型仿真材料结构模型试验,研究了在内水压力作用下压力管道的钢衬、钢筋、混凝土的应力状态及混凝土的弹性变形,以及管道的开裂特征和破坏机理。研究成果表明,压力管道在开裂前,钢材处于低应力状态,混凝土承担大部分内水压力;压力管的钢材、钢筋、混凝土能够可靠协调地联合作用;作为下游坝面压力管道的设计,不一定强求初裂荷载大于设计工作荷载,否则会增加材料用量;混凝土微裂纹对开裂的影响及微观机理,尚须进一步研究。     

鸭池河水电站钢衬混凝土坝后背管结构分析

采用非线性有限元法对鸭池河水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行了分析,研究了钢衬和外包钢筋混凝土的应力、位移分布规律及外包钢筋混凝土的裂缝开裂次序、钢衬的承载比例.结果表明:钢衬钢筋混凝土压力管道是一种受力较为合理的结构形式,外包钢筋混凝土管和钢衬联合承载对钢管具有保护作用.     

各向异性岩体中埋藏式管道衬砌结构分析

 采用三维非线性有限元对层状各向异性岩体中钢衬钢筋混凝土管道洞室开挖、充水运行和衬砌结构开裂等工况进行了分析计算。根据钢衬钢筋混凝土衬砌与围岩联合受力的特点，提出了层状各向异性岩体中钢衬钢筋混凝土管道结构分析的计算方法。通过对多种方案计算和比较，论证了层状各向异性岩体中钢衬钢筋混凝土管道衬砌结构受力的基本特点，为层状各向异性岩体中钢衬钢筋混凝土管道衬砌的配筋和衬砌厚度的确定，提供了可靠的设计依据。     

下游坝面钢衬钢筋混凝土管道温度应力试验分析

三峡电站等工程采用下游坝面钢衬钢筋混凝土管道 ,这种管道型式新颖 ,无规范可依。在运行时管壁混凝土开裂 ,及在温度荷载作用下应力和变形情况如何 ,是这类管道结构中尚未解决的重要问题之一。通过仿真材料模型试验及非线性有限元法 ,对带裂缝的钢衬钢筋混凝土管道在内外温度差作用下的温度应力及变形进行了研究 ,获得了可靠的成果 ,为管道设计提供了重要依据     

预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

以龙开口水电站为例,提出了预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构的设计方案,并采用非线性有限元理论对背管结构进行了极限承载力分析。研究了坝后背管结构的应力分布规律,并将预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管与普通钢衬钢筋混凝土坝后背管进行对比分析。研究成果表明：预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构具有节省投资、避免开裂、耐久性好等优点,是一种值得广泛应用和推广的压力管道结构形式。     

混凝土坝下游面压力管道在内水压作用下的应力分析

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来在国内外发展起来的新型结构。本文提出了这种管道在内水压力作用下应力计算和强度分析的方法,已为我国某一大型水电站设计应用。其中简化为轴对称结构的计算方法,与国外的方法比较,简便得多,且可得相同的精度。     

三峡电站引水压力管道设计研究

三峡电站引水压力管道直径大（12．4m），条数多（26条）。为避免管道安装与大坝混凝土施工的干扰，压力管道布置采取在下游坝面预留浅槽的背管形式，管道埋入坝面以下约1／3直径。这种布置形式有利于提高管道抗震能力，缩短管道长度，减少工程量。压力管道背管部分采用钢材钢筋混凝土联合受力型式，这种管道的安全度要比明钢管高；钢衬可采用16Mn钢板，板厚在36mm以内，有利于加工焊接；钢材可立足于国内；造价要比明钢管节省。为保证钢衬钢筋混凝土管道有较大的安全度，钢衬和钢筋混凝土按各自单独承受全部内水压力时的安全系数大于1，总安全系数为2．2设计。下游坝面浅预留槽采用方圆形加小贴角的形式。浅留槽两侧直干墙段与管道之间加设软垫层。管道钢筋混凝土的厚度为2m。     

钢衬预应力混凝土压力管道设计方法

根据环形预应力作用机理，结合弹性地基粱理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道在结构施工阶段的验算方法，给出了预应力筋束的最大间距，确定了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制的方法，结合多层圆筒轴对称平面形变计算理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道运行阶段抗裂性能的验算方法，同时给出了钢衬预应力混凝土压力管道极限承载能力计算公式，     

钢衬—钢筋混凝土压力管道的非线性有限元分析

本文首先对国外近年来钢筋混凝土非线性有限元方法的研究进展作了述评。文中提供了钢筋混凝土非线性特征的完整本构关系。这些非线性特征包括:混凝土及钢筋的非线性响应;多轴应力状态下混凝土开裂预测;开裂混凝土的裂后特征,包括钢筋暗销作用引起的剪力传递及混凝土张拉硬化现象等。这些本构关系在非线性有限元程序中实现,用于钢衬—钢筋混凝土压力管道的结构分析,包括预测管道的结构响应,裂缝分布及破坏荷载。最后对有限元分析结果与大比例尺模型试验结果及笔者提出的准解析结果作了对照分析。     

引黄工程南干线一级泵站进水压力管道设计

介绍了万家寨引黄工程南干线一级泵站工程地质情况和其进水压力管道的结构设计，该工程采用的钢衬钢筋混凝土压力管道是一种新型结构形式，钢衬与外包钢筋混凝土联合受力、安全度较高。     

钢衬钢筋混凝土压力管道非线性理论研究

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构,其内水压力等荷载由钢衬和外包的钢筋混凝土共同承担.结合工程应用,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点,并从混凝土本构关系模拟(采用非线性弹性模型、弹塑性模型、内时模型、断裂力学模型、流变学模型、损伤力学模型)、混凝土裂缝模拟、钢筋模拟和钢筋与混凝土之间粘结模拟等方面介绍了研究进展情况,指出了进一步研究需要解决的问题.     

下游坝面钢衬钢筋混凝土管道温度应力试验分析

三峡电站等工程采用下游坝面钢衬钢筋混凝土管道,这种管道型式新颖,无规范可依。在 运行时管壁混凝土开裂,及在温度荷载作用下应力和变形情况如何,是这类管道结构中尚未 解决的重要问题之一。通过仿真材料模型试验及非线性有限元法,对带裂缝的钢衬钢筋混凝 土 管道在内外温度差作用下的温度应力及变形进行了研究,获得了可靠的成果,为管道设计提 供了重要依据。     

大比尺马蹄形钢衬钢筋混凝土压力管道试验研究

以三峡大坝背管压力管道为原型,按照1∶10进行几何缩尺,制作了内径达1.24 m的钢衬钢筋混凝土压力管道。使用新型内水压力施加方法,进行了模型试验,掌握了钢衬钢筋混凝土压力管道在内水压力作用下的工作机理。通过与同系列模型试验的比较,对钢衬钢筋混凝土压力管道模型试验有了进一步的认识。最后针对常规钢衬钢筋混凝土压力管道,参照相关领域研究成果,比较选择了符合试验结果的初裂荷载计算公式、裂缝间距最大缝宽计算公式以及管道强度设计公式,以供设计使用。     

坝后压力管道结构中钢筋的温度应力研究

在压力管道混凝土中，由温度引起的应力很大，仅温度应力就可能引起管道混凝土开裂．因此温度应力是一项很重要的荷载，但在压力管道设计中如何考虑温度应力是摆在设计人员面前的一道难题．针对这一问题，考虑混凝土施工期和运行期，用编制的混凝土结构温度应力有限元法程序计算了下游坝面压力管道混凝土开裂和不开裂两种情况下的温度徐文应力，清楚地揭示了管道混凝土开裂和不开裂时钢筋中的应力变化情况，为工程设计提供了科学的依据．另外还计算和比较了考虑和不考虑钢村和钢筋在计算管道混凝土温度应力时的差异．     

前苏联钢衬钢筋混凝土压力管道经验及其应用

前苏联从60年代中期开始对钢衬钢筋混凝土压力管道进行了较系统的试验研究、理论分析和设计计算，提出了设计准则并修改了相应的设计规范，总结了丰富的经验，为了吸收前苏联的钢衬钢筋混凝土压力管道的设计、施工经验，中国长江三峡工程开发总公司搬家请了俄罗斯专家进行咨询，对三峡电站压力管道按苏联规范作复核计算，优化了三峡电站压力管道的设计。     

钢衬钢纤维混凝土背管结构研究

结合长江三峡电站进水背管结构优化设计，通过单向拉伸、简支梁和背管模型试验，分析了钢纤维混凝土和钢衬钢筋混凝土背管的受力特性，探讨了钢纤维混凝土应用于压力管道的可行性．试验结果表明，背管结构受力过程中，钢纤维混凝土的抗拉强度可起较大的作用，故在背管结构设计中可以考虑混凝土的抗拉强度因素．基于试验成果，比较了背管的限裂和抗裂设计．     

金安桥水电站坝下游面管道结构与抗震分析研究

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道既是一种新型的布置方式,又是一种新型的结构形式。结合金安桥水电站工程实际。对高地震区混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的结构特性进行了研究,提出了相应的工程措施。研究结果表明,在高地震区采用此种形式的混凝土管道结构上是可行的,只要措施得当,可以确保工程安全。     

三峡电站下游坝面钢衬钢筋混凝土管道结构设计

三峡电站压力管道设计采取下游坝面布置的钢衬钢筋混凝土地联合受力结构，大量的计算分析和仿真模型试验成果表明，这种结构具有较好的工作状态和较高的安全度。招标设计成果表明，在现有材料供应条件下，钢衬采用１６ＭｎＲ厚度２８～３６ｍｍ；钢筋选用Ⅱ级钢筋，分４～５层布置，这一方案是完全可行的，但为了减小施工难度，设计上将进一步研究采用提高钢筋材质及钢衬承载比例等措施，减少外包钢筋混凝土钢层数，提高结构的潜在安