坝后背管运行期温度影响研究

对二峡水电站压力管道运行期进行温度荷载的有限元和试验对比分析,得出内低外高温度场的温度差变化对管道运行期裂缝宽度开展、管道外壁位移和钢材应力的影响都较小.     

坝体变位和内水压力对坝后背管结构应力的影响

用三维接触单元模拟背管与坝体接触面，分析坝体变形和内水压力对李家峡坝后背管结构应力的影响。坝体变位对背管结构轴向应力的影响表现为上部为拉应力下部为压应力，并且拉应力由背管的上弯段向下弯段逐渐减小，部分轴向拉应力值大于混凝土设计抗拉强度；背管内水压力对背管结构环向应力的影响表现为环向拉应力，并且管腰外缘和管顶内缘混凝土环向拉应力是混凝土设计抗拉强度的2．4倍。根据应力的大小分布可以确定，坝体变形是背管产生较大轴向拉应力的主要因素，是产生环向拉应力的次要因素；内水压力是使背管产生较大环向拉应力的主要因素，是产生轴向拉应力的次要因素。     

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。     

坝后背管渐变段钢衬的有限元分析

以某水电站进水口渐变段为研究对象,对其进行结构应力分析。通过计算,给出钢衬与坝体间的连接应力及分布状态,提出加强措施保证钢衬与坝体混凝土的联结强度,以防止进水口钢衬与混凝土剥离而使钢衬发生屈曲变形,从而为进水口渐变段钢衬结构的设计提供了理论依据。     

坝内埋管和坝后背管设计探讨

对我国现行《水电站压力钢管设计规范》中有关坝内埋管和坝后背管设计的内容进行详细分析，对规范中部分较难理解的内容表明了看法，对关键部位的设计提出了合理的建议，认为规范中有关坝内埋管和坝后背管设计内容中部分内容还有待进一步明确，以便设计者更好理解和应用。     

凯乐塔水电站坝后背管设计

针对凯乐塔水电站引水发电压力钢管采用坝后背管形式,介绍了该工程压力管道布置形式、背管结构设计、钢管过缝措施等,突出了坝后背管的优点,也指出了坝后背管施工复杂、管腰混凝土易开裂等问题,故在工程设计中要根据工程的具体条件,选择合适的管道布置形式。     

坝后背管结构有限元分析探讨

以李家峡坝后背管为依托,借助具有强大结构分析功能的有限元软件ANSYS分析坝后背管结构应力状态。经分析单元尺度对坝后背管混凝土、钢筋的应力影响小于对钢管的影响;坝体与背管混凝土接缝面的力学效应对背管混凝土、钢筋、钢衬的应力影响很小;计算所得的应力大小规律与类似工程模型试验所得的应力分布规律完全一致,其计算值与规范中用弹性中心法所得的应力值基本接近。     

高拱坝坝后背管结构静动力分析

对于拱坝和背管这一复杂的大型结构体系，目前最有效实用的计算方法为有限单元法，而拱冠梁法等对处理带有压力管道的整体结构难度较大。采用大型通用结构分析软件ANSYS及其子模型技术，对有无背管拱坝结构的静动力特性进行分析研究，探讨了高双曲拱坝坝后高背管的技术可行性、存在的问题及解决办法，并提出优化意见。     

李家峡水电坝后背管土建施工小结

文章针对李家峡水电站坝后背管这一特殊设计方案，根据背管这一特殊部位的施工特点，从钢筋加工，模板设计和交叉施工等方面进行了总结和探讨。对国内大型水电站使用坝后背管这一先进设计的施工，提供了一定的经验。     

武都水库坝后背管设计

介绍了武都水库坝后背管的布置、结构计算、结构型式及配筋、防腐设计和安全监测设计。坝后背管因其对大坝混凝土施工干扰小,已广泛采用。设计除满足结构强度和抗外压稳定外,还需满足外包混凝土的限裂要求。在高地震区,应采取措施加强背管与坝体混凝土之间的连接。     

龙开口电站钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

龙开口水电站采取钢衬钢筋混凝土坝后背管的结构形式。应用非线性有限元理论,分析得到了该坝后背管结构的承载规律,研究了钢衬和外包钢筋混凝土的应力、位移分布规律,以及钢衬的承载比例。分析结果表明,随着内水压力增加,钢管承载比例系数经历了减小、增加、再减小的过程;在设计水头作用下,坝后背管结构安全系数满足设计要求。钢衬钢筋混凝土坝后背管是一种经济、安全、合理的结构形式,应用前景广阔。     

鸭池河水电站坝后背管三维有限元分析

对鸭池河水电站引水系统坝后背管进行了三维有限元分析，得出了背管在死水位、正常蓄水位、校核洪水位及温变作用等工况下产生的应力及位移，为该钢管设计及施工提供了依据．根据分析计算结果，提出了取消伸缩节的建议，可大量节省投资成本．     

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。     

温度作用对运行期间混凝土坝的影响

本文通过工程实例介绍温度在混凝土坝运行期间的各种影响和作用,它能使坝体产生裂缝,使施工期出现的裂缝扩展;还能使混凝土表面产生冻融破损,使混凝土深层产生冻胀破坏。这不仅影响大坝的使用寿命,而且威胁大坝的安全。若对大坝运行期间的温度加以控制(如对大坝廊道和孔洞进行封堵、溢流坝反弧段积水等),则可减小温度变化幅度,从而改善坝体应力状态和减少冻融、冻胀的程度及范围。     

拱坝坝后电梯井结构应力变化规律研究

因拱坝坝后电梯井结构自身的特殊性,其应力沿高度变化规律与一般电梯井结构不同,目前大部分学者研究拱坝坝后电梯井时,对其内部结构进行了简化。采用ANSYS有限元软件分析电梯井无内部结构与增加内部结构在正常与地震工况下应力沿自身高度的变化规律。结果表明:当电梯井结构在正常工况和地震工况时,电梯井位于坝体内部结构主要为压应力,与坝体连接处拉应力较大,拉应力值沿电梯井高度逐渐降低。当电梯井模拟增加内部结构时,电梯井位于坝体内部结构压应力增加,与坝体连接处拉应力值降低。研究结果可为拱坝坝后电梯井设计提供参考。     

基于ANSYS有限元的混凝土重力坝坝踵正应力分析

采用ANSYS结构分析软件,对桌混凝土重力坝进行有限元应力分析,对比二维与三维模型,针对完建工况、运行工况中是否设置防渗帷幕及排水孔,研究了上游边坡坡率对坝踵正应力的影响,由此得出一些有价值的结论,供设计单位参考.     

坝后背管承载安全性能研究

采用钢筋混凝土非线性有限元法,考虑混凝土软化和分期施工过程,研究了某坝后背管的管坝接缝面应力状态、管道钢材应力和管道外包混凝土裂缝宽度,并且针对调速系统误操作引起的超载作用,研究了背管内水压超载破坏过程,评价了管道的承载安全性能,提出了减少配筋量和提高结构安全度的措施。研究表明:管道设计方案能够安全承载,结构的内水压超载安全系数为2.03;在规范"轴对称"配筋设计方法基础上,管道约束区可适当减少配筋量,环向断面不同位置可采用不同配筋量;提高主变平台以上局部管道的混凝土标号,可使结构破坏形式由局部失稳转化为整体失稳或强度破坏,能提高结构的整体安全度。