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。     

鸭池河水电站坝后背管取消伸缩节研究

采用有限元计算软件,将鸭池河水电站的大坝、岩体及引水钢管作为整体结构进行了三维有限元仿真分析。考虑温变荷载对引水钢管结构受力的影响,提出以稳定性准则设计引水钢管结构,采用垫层钢管代替伸缩节,降低了垫层钢管与混凝土间接触面上的径向压力,并使径向压应力变得比较均匀,避免了垫层钢管失稳屈曲破坏。     

钢管与土相互作用下钢管抗外压稳定性分析

在屈曲和稳定性理论的基础上，以在土和钢管自重下钢管的平衡状态为基态，用线性和非线性有限元法分析埋地钢管在均匀地下水压力下的前屈曲和后屈曲临界失稳荷载，并结合工程实例研究了钢管周围土体和钢管几何缺陷对钢管抗外压稳定性能的影响。     

环肋加劲压力钢管的有限元屈曲分析

压力钢管在外压下极易失稳,为了研究环肋加劲压力钢管的屈曲临界载荷,以某二级水电站压力钢管的下平段为例,基于结构屈曲理论,利用有限元软件ABAQUS分析了钢管的线性屈曲情况,在此基础上考虑钢管的大变形及初始缺陷,分析了钢管的非线性屈曲情况。结果表明,有限元法可以合理地考虑加劲环和管壁的相互作用,比规范法、阿姆斯图兹法单独考虑加劲环管段和中间管段的外压稳定更加合理。鉴于加劲环可显著提高压力钢管抗外压稳定能力,还研究了加劲环局部稳定适宜的高厚比,以期为更好地使用规范提供参考。     

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。     

也谈响水电站钢管失稳原因

设计者在《水电站压力管道》信息网刊上发表了对“云贵响水电站地下埋管失稳破坏原因初步分析”的文章，文章对失稳破坏原因作了比较详细的记述和分析。本文作者曾数次参加该事故的调查和原因分析以及处理咨询工作，在上述文章分析的基础上，对钢管失稳破坏原因：钢板裂缝、外压折减和强度校核，作进一步的补充，供修复设计参考。     

有限柱壳条元法在埋藏式压力钢管外压稳定分析中的应用

采用半解析有限柱壳条元法分析带加劲环的埋藏式压力钢管外压稳定性问题,轴向采用解析函数,周向采用离散的Hermite多项式函数.解析函数与离散的多项式函数相结合的位移模式,不但减小了自由度,提高了计算精度,而且能非常方便的处理可变的单元宽度模拟周向失稳屈曲波形变化的问题.这种方法与Amstutz方法比较,克服了Amstutz方法不考虑加劲圆环的约束作用及把压力钢管简化成圆环拱的计算.通过算例得出了结构外压失稳的欧拉曲线,验证了半解析有限柱壳条元法的正确性与合理性.     

关坎电站压力钢管的破坏与修复

引水式电站的压力钢管抗外压失稳破坏问题应引起重视,尤其是在压力钢管道放空过程中,应注意控制放空速率和设置相应的补气装置,这类问题在小水电站增效扩容建设中比较多见,应避免类似情况的发生。     

引水式电站压力钢管局部屈曲变形处理

在施工阶段,引起压力钢管屈曲变形的有管背围岩大面积塌方、过大的外荷载或者施工不当等原因。本文以工程实例分析钢管屈曲变形,介绍了变形钢管局部割除以及替换钢板制作安装的施工要求,经过充水试验和试运行阶段再次检查,满足各项设计技术指标,整个钢管衬砌段未发现异常,屈曲变形处理取得良好效果。     

某水电站压力管道局部变形处理

某水电站高压引水隧洞埋管段由于施工不当引起局部压力钢管失稳,为了保证电站运行安全,根据现场实际情况采取局部替换失稳钢管的设计方案进行处理,处理后钢管各项指标达到设计要求,节约了处理费用成本和时间成本。目前该水电站已经发电运行,压力管道未见异常。     

积石峡水电站大直径压力钢管整体卷制对螺旋线变形的控制

积石峡水电站压力钢管整体卷制是大直径钢管制作的一种新工艺,已获得国家专利。整体卷制技术改变了压力钢管制作的传统工艺,全过程无需起吊设备实现流水线作业。但在整体卷制过程中会产生程度不同的螺旋线性变形,如其变形不能有效控制就会影响管节制造质量。积石峡水电站采取了相应的预防措施,有效控制了螺旋变形。     

钢衬钢筋混凝土管道裂缝控制标准可靠度分析

针对水电站钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准可靠度研究尚不充分的情况,将蒙特卡洛法与董哲仁法裂缝宽度计算公式相结合,建立了一种新的可靠度计算方法。结合工程实例及模型试验参数,对我国现行钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的可靠度指标进行了计算,并分析了主要的影响因素。研究表明:目前我国钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的安全度设置水平整体略低,但处于允许范围内;裂缝宽度限值、保护层厚度以及有效配筋率等对裂缝控制标准的可靠度水平影响均较为显著。     

三峡工程左岸引水压力管道土建施工

三峡工程引水压力管道直径大，施工条件复杂，技术含量较高，施工中设计了专用大型模板，应用了热镦粗直螺纹连接，My-box设备，,高流态混凝土，拔管施工工艺等多种新方法和新工艺，保证了施工质量和生产进度，分别从模板工程，钢筋制安和混凝土施工三大方面叙述了引水压力管道土建施工的特点。     

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．     

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.     

水电站压力钢管工程若干问题的探讨

龙滩水电站压力钢管采用日本610F和舞阳WDB620两种610 MPa级非调质高强度钢板,该品种钢板具有含碳量低、低焊接碳当量及低焊接裂纹敏感系数、良好的机加工和焊接性能,工艺性能优于调质钢,可以推广使用。文章通过计算、分析探讨了我国压力钢管最小壁厚设计计算值及加劲环设置的问题;举例分析在工地进行压力钢管材料复验的弊端,提出控制水电站压力钢管工程钢板材料质量的若干措施。     

无单元技术在压力管道屈曲失稳分析中的应用

本文将加肋的水工压力管道看成厚曲梁与柱壳的组合体，考虑肋壳的相互作用，推导了厚曲梁及柱壳的非线性几何方程。应用无单元技术建立曲梁的位移形状函数，消除了有限元法计算板壳时的闭锁现象。推导出了加肋柱壳的稳定性分析及静态和动态分析的一般性数学表达式。基于上述理论及水工压力管道实际工作状态，建立了分析压力管道屈曲失稳的模型。     

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道裂缝宽度的计算

本文通过4个钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道的模型试验，研究了钢纤维自应力混凝土对压力管道裂缝控制的影响因素，近似地将外包混凝土看作是轴心受拉构件，采用与现有混凝土规范相对应的模式提出了钢纤维自应力混凝土压力管道的裂缝宽度计算方法。试验表明，该裂缝宽度计算模型物理力学意义表达明确，利用钢纤维和自应力混凝土可以有效地降低管道外包混凝土的裂缝宽度，且试验结果与本文公式计算结果吻合良好。