华东院获1999年度水电总院科技进步二等奖3项成果简介

高水头、大直径、深埋藏钢筋混凝土新型(隔壁式)岔管研究 隔壁式岔管是从球形岔管演变而来的一种新型分岔形式，它将一个圆形主管根据支管的多少和过流量的大小用隔壁分割为若干扇形管，再将扇形管渐变为圆形支管。隔壁式岔管一般由渐扩管、隔壁管、变形管三部分组成。这种形式的岔管布置方便，分岔灵活；结构对称，无缺省，承受内、外水压力能力强；     

高水头,大直径,深埋藏新型分岔结构——隔壁式岔管研究

本文介绍了一种适合于高水头、大直径、深埋藏的新型分岔结构－隔壁式岔管的研究成果。文中叙述了这种新型结构的体形设计、水力学试验和结构有限元计算成果。研究表明这种结构水力学条件和结构受力特性均优于传统的分岔形式。     

埋藏式月牙肋岔管结构特性研究

某抽水蓄能电站采用埋藏式月牙肋岔管,岔管HD值3 500m2,且围岩条件较差.采用作者自行开发的月牙肋岔管体形设计程序(CrbpCAD)和商用ANSYS软件,考虑岔管与围岩联合承载,采用三维有限元方法讨论了岔管布置形式、分岔角、围岩单位弹性抗力系数、缝隙值、主管直径等因素对岔管结构设计的影响.研究认为,对称布置、较大的分岔角、减小管径对岔管结构有利,围岩条件越好、缝隙值越小对围岩与岔管联合承载越有利,然而分岔角增大、管径减小会增大能量损失,应通过经济技术比较确定合适的分岔角和管径.     

钢筋混凝土岔管选形研究

通过对钢筋混凝土岔管结构的计算分析,给出了岔管分岔部位的应力分布特征,并分析了分岔角度改变对岔管应力分布的影响,这为钢筋混凝土岔管结构的选形提供了一定的理论依据。     

球形分岔管的内力计算

在高、中水头电站压力管道的分岔结构中,球形岔管(以下简称球岔)已日益引起设计者注意,不少地方已付诸于施工实践和正常运行。 球岔是由主管、分岔支管和空心圆球截交而成的组合壳体结构。由于空心圆球与任何对心相接的圆管或截头圆锥管都是正交的,故可布置成任意交角。另外,在多机共管时,有时可能节省一个岔管,同时也相对地缩短了弯管长度。 由于空心球、圆管、截头圆锥都属于旋转壳体,其组合壳-球岔具有良好的三维应力状态,受力条件好。     

球形分岔管加固梁的分析

球岔是一种新型的岔管型式,具有尺寸小、结构简单、布置灵活和受力明确等优点。但球壳的制作较不便,加固梁断面较大,且常需在壳内设置导流板以减少水头损失。我国近年来已在一些工程上成功地采用了球岔,唯尚少介绍和论述的文章。本刊1980年第5期发表了倪国荣同志的“球形分岔管的内力计算”一文,对球岔的分析问题作了论述,对设计很有参考价值,是值得欢迎的。     

钢岔管与外包钢筋混凝土联合承载三维非线性分

 针对一些高水头电站中镇墩混凝土开裂比较严重的情况，结合某水电站的工程实际，采用ANSYS程序中的钢筋混凝土非线性计算模块，对钢岔管和外包镇墩混凝土结构进行了三维非线性有限元计算。通过2种控制工况的计算分析和明钢岔管应力的比较，认为：在镇墩混凝土中布置适当的受力钢筋，考虑镇墩钢筋混凝土与钢岔管联合承载，按钢衬钢筋混凝土分岔管的形式进行设计，不仅可以减小钢岔管管壁厚度和加强梁尺寸，达到简化岔管制造工艺和降低工程造价的目的，而且可以提高镇墩的整体性，避免由于高内水压力造成的镇墩混凝土严重开裂现象，保证钢岔管和镇墩混凝土的长期安全运行。因此，外包钢筋混凝土的分岔管是一种比较有发展前途的岔管结构型式。     

钢衬钢筋混凝土无梁企管结构研究

钢材钢筋混凝土无梁岔管与无梁钢岔管与其它梁式岔管相比，具有受力条件好、钢管较薄、施工方便等优点，是一种新的岔管结构型式，特别适合于中高水头的中小型水电站，通过一个大比尺物理模型试验，对钢衬钢筋混凝土气梁岔管的承载机理和结构特性进行了深入的研究，取得了令人满意的结果。     

水电站钢筋混凝土岔管结构受力分析

介绍了钢筋混凝土岔管的运用与研究概况,并采用通用的有限元计算软件对黄鱼塘水电站卜形钢筋混凝土岔管进行了受力计算,并且分析了岔管分岔角、壁厚和灌浆压力对岔管应力分布的影响,为钢筋混凝土岔管结构的运用、设计和施工提供了一定的依据.     

抽水蓄能电站月牙肋岔管局部水力损失系数的试验研究

有压钢岔管的优化设计是抽水蓄能电站建设的一个重要环节．岔管内水流流态极其复杂,其局部水力损失系数需要系统、深入地研究．影响月牙肋岔管水力损失的主要因素有分岔角、肋宽比、分流比等．结合具体工程,进行了分岔角55°,75°,90°三种对称岔管体型和55°非对称岔管体型在不同肋宽比情况下的试验．系统地研究了水力损失系数与分岔角、肋宽比、分流比的关系,给出了它们之间的关系曲线．     

引黄工程钢筋混凝土岔管应力分析

对山西省引黄工程中的钢筋混凝土岔管高应力的原因进行了分析，认为与围岩边界的温度低、约束力强有很大关系。在缺乏足够水位资料情况下，由于发现了最初通水时有一水位升高而岔管温度不变的极短时段，成功地进行了应力分解。为证实岔管是否处于弹性工作状态，提出用径向截面上的应变线性分布系数作为衡量的标准。结果表明，绝大部分截面的线性分布系数均接近于1，证明了岔管整体工作性态良好以及本观测系统已经达到很高的精度。研究发现。线性分布系数是混凝土“微裂缝”发展程度的有效指示器，为今后进一步研究洞室衬砌应力增加了一条新的途径。     

Xeset 2水电站三梁岔管结构优化分析

老挝Xeset 2水电站压力钢管主管内径为3 m,由三梁钢岔管连接2个内径为1.6 m的支管.岔管HD值较大,在用规范规定的解析法计算的基础上,用三维有限元法对岔管结构进行了优化分析,并提出合理的三梁钢岔管体型.     

钢岔管展开图的数解法

水利水电工程及其他工程中，经常使用钢岔管，岔管的展开是工程设计的一个重要课题。图解法展开岔管，若使用的比例小则误差较大，而数解法展开便于电算，快捷准确。推导出的主管及支管均为圆形管的岔管及主管为圆管、支管为圆锥管的圆岔管的展开公式已经在工程上应用，效果很好。     

基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价

引入承载比和广义屈服准则,提出基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法,该法根据塑性极限分析原理,先利用承载比改进采用无量纲内力表达的板壳单元广义屈服准则,扩展了广义屈服准则的适用范围,同时利用弹性补偿有限元法设置了单元弹性模量调整的广义应力阈值,改进了传统弹性补偿法的收敛问题,提高了板壳结构极限分析的精度。方法的可靠性通过3个算例得到验证。在此基础上,对某大型水电站的四通无梁岔管通过求解岔管的壳体安全系统和破坏模式进行安全评价。实际应用表明,弹性补偿有限元法可应用于结构极限分析,其收敛性、计算精度和稳定性均较好,可用于无梁岔管的安全评价。     

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。     

采用15MnNbR容器钢制造超高水头电站特型钢岔管的工程实践

介绍了钢岔管体型特点及15MnNbR容器钢的可焊性,分析了超高水头特型钢岔管制造工艺及质量控制策略,论述了多底河电站采用15MnNbR容器钢制造钢岔管的工艺难点及控制对策。     

赛珠水电站高水头球形岔管设计与制作工艺

云南省禄劝县洗马河赛珠水电站为小流量高水头电站,引水系统采用一洞三机的供水方式,设计推荐球形岔管结构,并对其补强环的尺寸、球形岔管应力分布及变化规律采用结构力学法计算。文章介绍了球形岔管的制作工艺及水压试验过程,强调了球形岔管选取恰当的制作工艺对质量控制的重要性。该水电站高水头球形岔管焊接完成后经超声波探伤和X射线探照,安装焊缝一次合格率达到100％,整个成形焊缝未发现超标缺陷,钢管投入运行后情况良好。     

蒲石河抽水蓄能电站输水系统岔管段混凝土衬砌施工

水电站地下输水系统岔管段结构复杂,大部分为空间异型曲面,其衬砌具有材料投入大,模板及钢筋形式复杂,施工工期长等特点。为此,蒲石河工程对岔管段混凝土衬砌施工方案进行了优化,取消了模板排架,标准模板采用3015和1015钢模板,异形部位采用木模板,支撑形式为外拉内撑,整体受力结构以拉条拉力为主,脚手架管支撑辅助。通过在3号尾水岔管段实践表明,衬砌方案合理、可靠,节省了成本,保证了工期。     

溧阳抽水蓄能电站引水钢岔管水力特性研究

溧阳抽水蓄能电站引水岔管PD值大,所处地质条件较差,岔管体形的选择直接影响管壁的厚度、施工难度和水流流态等问题。结合输水系统整体布置情况,可采用非对称Y形和对称Y形两种体形。本文采取FLUENT进行数值模拟,对两种岔管体型的水头损失、水流流态等水力特性进行对比分析,为岔管的体型选择提供可靠依据,并为类似工程提供经验。