水电站埋藏式加劲压力钢管结构计算与优化设计

众所周知，承担木桶全部内水压力的是桶箍。虽然，埋藏式加劲压力钢管(以下简称为地下埋管)受力情况与木桶不尽相同，但在运行中，加劲环与“桶箍”的作用相似，同样可以分担部分内、外水压力。但是，目前在地下埋管设计中，或在《压力钢管设计规范》中，都没有考虑利用加劲环分担内、外水压力，加劲环的唯一功能只是防止地下埋管出现外压失稳。     

埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用

对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一。     

带加劲环埋藏式压力钢管的外压屈曲分析

带加劲环的埋藏式压力钢管的稳定问题是埋藏式压力钢管设计中最棘手的问题之一。本文比较分析了带加劲环埋藏压力钢管外压分析所采用的一种国内学者的方法和三种国外学者的方法，还给出了实例进行对比分析，文末作者为更精确的解决这一问题而提出了改进Ｅ．Ａｍｓｔｕｔｚ法的一些建议。     

格曲二级水电站高水头埋藏式压力钢管设计

格曲二级水电站最大水头近400 m,发电引水隧洞的斜井段和下平段采用了埋藏式压力钢管.通过对管壁厚度按不同方法计算比较,优化压力钢管壁厚设计,节约了投资,降低了施工难度,加快了施工进度.     

高水头水电站埋藏式压力钢管设计综述

埋藏武压力钢管在水电工程设计中很少采用,属于一种先进的设计方法。这种设计理念不但环保,还充分利用钢管与回填土之间的摩擦力,保持钢管的稳定,利用钢管整体柔性的特点,便于钢管协调变形。通过工程实践,论述了埋藏式压力钢管的结构、受力分析、安装等,为高水头水电站的压力钢管设计提供了更多的方法,开拓了设计思路,有值得借鉴的意义。     

响水电站埋藏式预压力钢管混凝土回填新技术

埋藏式预压力钢管混凝土回填新技术与常规回填相比，简化了施工措施，缩短了工期，具有良好的技术经济效益。预压力与很多因素有关，需作进一步探讨。     

带加劲环埋藏式压力钢管外压屈曲的研究

本文提出带加劲环的埋藏式压力钢管的计算简图并运用壳体稳定理论,推导出临界压力P_cr的计算式,最后通过试验,对临界压力公式的计算成果进行了验证.结果表明:本文提出的临界压力计算式是实用的,也是可靠的.     

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。     

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。     

加劲式压力钢管外压稳定性有限元屈曲分析

埋藏式压力钢管抗外压稳定是工程设计中的关键问题。在考虑钢管的初始缺陷、塑性行为以及大变形的基础上,利用ANSYS三维有限元软件,进行了加劲式压力钢管的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,给出了加劲式压力钢管的失稳屈曲模态和荷载位移曲线,并将计算结果与解析算法的结果进行了比较,论证了使用有限单元法进行加劲式压力钢管屈曲分析的可行性;同时讨论了不同初始缺陷、管壁厚度和加劲环尺寸对加劲式压力钢管临界荷载的影响。     

埋藏式钢管外压分析

埋藏式钢管外压分析Ｆ．Ｍ斯沃依斯基Ａ．Ｒ弗列依谢斯特１前言最初，世界各国的钢衬设计实践都是采用一种基于如下假定的分析方法：外压作用使钢衬形成几个鼓包，这些鼓包关于管轴对称分布。随后，由阿姆斯图兹发展的一种更符合实际和更可靠的方法已被许多国家采用，它假...     

带有刚体的水电站明钢管结构分析

在水电站明钢管有支承环的钢管结构分析中，水电站压力钢管设计规范ＳＤ１４４－８５中规定的计算部位为：①跨中；②支承环旁管壁膜应力区边膜；③加劲环及其旁管壁；④支承环及其旁管壁等断面的应力。一般计算支承环及其旁管壁断面应力的方法，系简化一等截面圆环来计算，这显然与实际情况不符合。本文根据支承环实际断面情况，研究了下列问题：①推导了带有刚体的支承环及其旁管壁断面的应力计算公式；②对如何决定刚体尺寸提出了     

引水式小型水电站压力钢管直径选择

压力钢管直径选择是水电站压力钢管设计的主要内容之一,钢管直径变化使得钢管造价和发电效益同时发生变化,以溪南水电站为例,说明小型引水式水电站可以通过造价增加值收益率来科学合理地选择压力钢管的直径。     

埋藏式加劲压力钢管稳定性分析半解析有限元法

针对水电站压力钢管的抗外压稳定问题,提出了半解析有限元法。该方法具有计算量小、计算精度高、收敛速度快等优点。采用半解析有限元法对九甸峡水电站埋藏式压力钢管进行了外压稳定性计算,并将计算结果与米赛斯法、文敦白法和赖-范法的计算结果进行了比较分析。研究表明,半解析有限元法考虑加劲环嵌固作用比考虑加劲环简支作用的计算结果大,而与米赛斯法、文敦白法结果相近。在实际施工中,应采取有效施工工艺,使加劲环对钢管的约束更接近于嵌固作用,从而提高压力钢管抗外压稳定性。     

巨型薄壁水电站输水钢管抗外压失稳性能分析

将加劲巨型输水钢管分为管身段和加劲环管段，分析了随着钢管的巨型超薄化，其抗外压失稳性能的骤减特征，揭示了加劲环的型式、尺寸、布置间距及材料性能等因素对其抗外压失稳能力的影响，给出了加劲环的合理形式、尺寸及布置间距。     

芒牙河一级水电站埋藏式压力钢管结构分析

云南芒牙河一级水电站是一个径流式高水头电站,压力钢管道采用明管和埋管相结合布置形式。对埋管段结构分析,根据规范解析法的计算结果,并参照类似工程设计经验,采用有限元计算方法对埋管段进行优化分析,确定钢管壁厚和抗外压稳定的加劲措施。     

压力钢管叉管的结构分析

本文对一个内设加强肋并位于垂直弯道处的压力钢管叉管的整体结构进行了有限元分析，此加强肋的尺寸和肋内的应力分布取决于内水压力，可对加强肋进行二维分析来确定，叉管的三维有限元法分析证实了二维分析结果，并且确定了叉管的应力分布状况，分析结果证明了叉管设计的安全性。     

二滩水电站压力钢管稳定分析

二滩水电站压力钢管稳定分析李建彬（成都勘测设计研究院，成都，６１００７２）１前言对于埋藏在坚硬岩石中的压力钢管，较薄的钢板就能承担很大的内水压力，但钢管却很容易被外水压力或灌浆压力压瘪而失去稳定。根据国内外有关钢村高压管道运行实践表明，钢板衬砌的破坏...