大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验，研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能，包括荷载-变形曲线，管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度，内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等，并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析。实验结果表明，钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载，能够达到普通管道的2～3倍；钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用。     

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道的强度和变形

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。本文根据理论分析和仿真材料模型试验,研究了这种管道在内水压和轴向压力作用下的承载能力、变形和破坏规律。所得结论可以作为这种管道强度设计的依据。     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置

本文从管道截面形状、钢材用量和钢筋布置、钢衬外包混凝土厚度,管道与坝体相对位置及接缝处理四个方面,论述坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构设计的优化方法和原则.结合某水电站工程的实际,从优选的角度对该工程坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的布置进行对比分析,表明从减小管线长度、节省工程投资的角度出发,建议采用半埋,外包1.5m厚混凝土的结构布置形式.     

三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道设计研究

三峡水电站为坝后式厂房,引水采用单机单管引水方式,压力管道直径大,HD值高.设计对压力管道的布置形式和结构型式进行了论证研究,为尽量减少管道布置对坝体断面的削弱,方便施工,提高坝体结构整体安全性,经综合比较后确定压力管道采用下游坝面留浅槽管的布置形式,结构型式采用钢衬钢筋混凝上管联合受力的方式.通过对压力管道的设计原则和方法、安全系数确定、钢衬和钢筋配置的设计、钢衬钢筋混凝土管联合受力措施研究、管道裂缝分析及保护措施研究等工作,为保证施工质量创造了条件,并节省了工程投资.另外,三峡水电站工程实践也为我国制定水电站钢衬钢筋混凝土压力管道设计规范提供了充分、翔实的依据.     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构研究综述

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道（简称“坝下游面管”）是目前坝后式电站引水管道的主要布置形式,其安全性和可靠性直接关系到水电站的安全生产和正常运营。本文首先对坝下游面管的优缺点和发展过程进行了简要回顾与分析,然后从坝下游面管国内外典型工程实例的应用和存在的问题出发,对坝下游面管的理论分析、模型试验、数值计算等主要研究方法,以及管道在内水压力、温度作用和地震作用下的承载机理和开裂特性的研究进展进行了归纳和总结,重点讨论了管道混凝土裂缝宽度的计算方法和控制措施,在此基础上提出了需要进一步研究的问题和发展方向,可为今后坝下游面管的深入研究和创新提供思路。     

地下埋藏式钢岔管三维有限元分析

结合某抽水蓄能电站的地下埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管工程实例，采用Marc有限元软件，对钢岔管与围岩联合承载进行数值模拟。通过三维有限元线性和非线性计算，考虑了初始地应力、开挖支护引起的二次应力，以及钢衬与混凝土垫层间的初始缝隙对钢岔管受力和变形的影响，分析了岔洞开挖、支护及充水运行等工况下，钢衬、混凝土衬砌、围岩的应力和变形，得出了一些对工程有意义的结论。     

坝内垫层钢管的结构分析和试验研究

随着水电事业的发展需要,大直径高水头且外包混凝土较薄的压力管道日益增多,但现行的设计理论和方法一般偏于安全,如何改进坝内钢管的强度设计是当前设计施工当中迫切需要研究的课题。 在钢管与外包混凝土之间敷设一层垫层材料的坝内钢管称为垫层钢管,这是近年来在国内发展起来的新型结构。这种管道结构的最大特点是:钢衬承受了绝大部分的内水压力,充分发挥了钢材高强度的优势,减少了内水压力外传,改善了外包混凝土的应力分布,使钢衬、钢筋和外包混凝土的传力体系趋于正常,从而提高了整个钢管道的承载能力和安全度。 本文根据壳单元有限元分析和仿真材料模型试验,研究了这种管道在内水压力作用下的应力状态、传力体系、承载能力和破坏机理。所得结论可以用作这种管道强度设计的依据。     

45°焊制斜三通应力增强系数的试验研究

４５°焊制斜三通应力增强系数的试验研究何志敏，董邦平一、前言管道在内压、持续外载、热胀冷缩及其它位移等因素的作用下，弯管、三通等管件部位会产生局部应力集中，在机组启停和受其它交变载荷作用时，管道特别是管件还要承受反复的变形。因此，美国ＡＮＳＩ、Ｂ３１...     

下游坝面浅槽式压力管道施工仿真研究

本文以三峡水电站下游坝面浅槽式钢衬钢筋混凝土压力管道为研究对象，通过混凝土施工仿真计算的方法，重点研究了管道与坝体的相互作用。管道施工期温度场与应力场、管道在充水受荷前的初始温度与应力状态以及管道施工方案的优化等四个问题。结果表明，后浇筑管道与大坝接缝面会出现较大的拉应力，同时会使大坝迎水面竖向压力不断减小；管道在施工期将出现环向及轴向拉应力，尤以斜直段表现最为明显；管道在充水受荷前存在不可忽视的初始状态，不同部位的初始温度与应力状态不同，在设计时应分别参考使用，根据温度场与应力场的计算结果，提出了一种较优的施工计划，以使管道在施工期以及受荷前处于较佳的初始状态。     

不同弹性垫层材料对水轮机蜗壳结构的影响研究

本文利用有限元理论，选取适用于混凝土材料的非线性本构关系。在蜗壳上部有关荷载、结构自重和内水压力联合作用情况下，对蜗壳钢衬、不同材料垫层和外包钢筋混凝土的联合作用结构进行计算分析。给出了结构控制部位各种材料的承载比与垫层弹模的关系，为工程建设提供了设计依据。     

考虑混凝土软化和分期施工的坝后背管非线性分析

考虑混凝土开裂后的软化特性和坝体分期施工,采用三维钢筋混凝土非线性有限元法,研究钢衬钢筋混凝土坝后背管在静力作用下的承载性能规律。研究表明:考虑混凝土开裂后的软化特性将减小背管混凝土开裂区的范围,同时也将减小钢材应力,且背管斜直段长度越短,软化作用的有利影响越显著;考虑分期施工增大了背管混凝土的开裂区,提高了钢筋应力,坝基岩体强度参数越低,钢材应力提高值越大。     

不良围岩条件下水电站调压井衬砌结构选型研究

目前工程上比较常用的水电站调压井衬砌结构型式有两种,一种结构型式是钢筋混凝土衬砌结构型式,另一种结构型式是钢衬加回填混凝土衬砌结构型式。本文针对围岩条件比较破碎,裂隙发育的调压井洞室结构,就两种衬砌结构型式分别进行了高水头作用下的有限元数值模拟,从调压井衬砌结构选型角度分析对比了两种衬砌结构型式在围岩及衬砌结构应力与变形、衬砌结构钢筋混凝土开裂、围岩与衬砌结构联合承载、结构安全储备、经济等方面的优劣。     

盾构输水隧洞设垫层预应力复合衬砌承载特性研究

为了研究盾构输水隧洞设垫层预应力复合衬砌的受力特性,以南水北调中线穿黄隧洞工程为背景,采用有限元软件ANSYS建立了盾构输水隧洞预应力复合衬砌结构的整体三维有限元模型,对比了有垫层衬砌结构与无垫层衬砌结构的内衬、外衬的应力分布情况,分析了不设垫层与设不同刚度的垫层时内衬与外衬之间的传力机制,以及垫层刚度的变化对隧洞内衬预应力混凝土环向应力的影响。计算分析结果表明:预应力复合衬砌中设置合适的垫层可以充分发挥内衬预应力的作用效果,实现内衬、外衬独立承载的设计目的,从而可以改善内衬和外衬在隧洞充水运行时的应力分布状态并使外衬具有较大的压应力,提高了衬砌结构的整体安全性;同时,垫层刚度越小,内衬传递给外衬的水压力荷载比越小,越能充分发挥内衬的锚索预应力效果;这种设垫层预应力复合衬砌结构形式在软土地层条件下的高埋深、高内压盾构输水隧洞工程中具有应力分布状态好、防水性能好、整体结构安全度高等综合优势。     

设置在镇墩混凝土内的高压钢岔管结构研究

本文针对某引水式水电站设置在镇墩混凝土内的高压岔管,建立三维数值模型.采用有限单元法分析研究钢岔管外初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态、以及基础围岩地质参数对岔管结构应力和变形的影响.计算结果表明:对于设置在镇墩混凝土内的钢岔管,按明管设计可使结构更加安全,但镇墩混凝土内应布置足够的钢筋.以保证镇墩混凝土的完整性;初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态以及基础围岩变形模量对钢岔管应力状态具有显著的影响.建议考虑镇墩混凝土与钢岔管联合承载,按钢衬钢筋混凝土管道的设计方法进行设计,以达到减小钢岔管管壁厚度、简化施工工艺和节约工程投资的目的.     

对称Y型月牙肋钢岔管内压下弹塑性分析

为了研究月牙肋钢岔管在内水压力下的应力分布特点,确定超载情况下塑性区的出现部位及塑性的发展程度,以某水电站月牙肋钢岔管实际工程项目为例,建立带弹性地基的岔管有限元模型,开展水压试验工况下正常内水压及超载内水压的静力弹塑性分析。对不同管壁厚度和内水压力下塑性区域、第一主塑性应变和Mises应力进行了分析,表明:在内水压力作用下,塑性区域集中出现在管壳与月牙肋板相贯线附近主岔管最高点内壁处,月牙肋板与岔管接缝处附近出现小部分塑性区域。为月牙肋钢岔管的加肋补强及钢筋混凝土外包提供了设计依据。     

外包钢混凝土构件延性试验

一、简述外包钢混凝土是一种新型的钢—钢筋混凝土组合结构,它兼有普通钢筋混凝土结构和钢结构的优点。利用这种结构对我国现行电厂框排架结构体系进行改革,除较钢筋混凝土结构自重轻,较钢结构钢材省以外,还可以代替大量的予埋铁件,接头联接简便,利于构件的通     

1 000 MW 直接空冷机组排汽管道CAESAR II 整体应力分析

利用CAESAR II 应力分析程序对1 000 MW 直接空冷机组排汽管道进行了整体应力分析。根据美国ASME B31.1《动力管道》标准要求及工程实践经验,考虑了管道在内压、自重、热胀、基础差异沉降、地震、风载等荷载作用下管道的受力情况,并通过荷载工况的组合作用,得出各个工况下管道的应力分布和各个支吊点、设备接口的受力情况,并进行了补偿器的初步选型,为1 000 MW直接空冷排汽管道设计提供了解决方案。     

高强无收缩灌浆料在尾水管钢衬更换中的应用

丰满水电站多台水轮发电机组尾水管钢衬在使用中先后破损脱落,为保证发电机安全稳定运行,需对尾水管钢衬进行更换。新安装的钢衬与周围混凝土之间形成厚度为20~30 cm不等的薄壁封闭空腔,且空腔内钢筋网密集,若回填普通常态混凝土,空间上不能满足浇筑和振捣的要求。经工程实践,采用免振捣的高强无收缩灌浆料进行回填灌浆,较好地解决了此问题,并达到了理想的工程效果。     

直接空冷机组排汽管道弯头的失稳分析

为了分析直接空冷机组排汽管道弯头在重力和外压载荷作用下稳定性能力,采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法,并借助Ansys有限元分析软件,对比较常用的外径为3 200mm的直接空冷机组排汽管道弯头进行失稳分析,获得了不同的临界外压载荷,最后根据GB 150《压力容器》,得到稳定许用外压载荷。计算结果表明:就单独针对一个弯头而言,外压载荷对弯头的稳定性影响起着主要作用,而重力载荷对弯头的稳定性影响很小;线性屈曲分析获得的临界外压载荷不偏于保守,通常大于非线性屈曲分析获得计算结果。为了得到更安全的临界外压载荷,建议工程运用的时候要进行非线性屈曲分析。     

主蒸汽管道运行中弯管不圆度变化

主蒸汽管道中弯管不圆度对弯管的寿命有很大影响，弯管不圆度的变化与内压作用时间及持续外载弯矩有关。弯管不圆度是内压作用时间的函数。当承受持续外载弯矩作用力为开弯时弯管不圆度减小，闭弯时弯管不圆度加大，并且弯管不圆度的这种变化随持续外载弯矩的加大而增加。