高水头扬水工程岔管应力分析

针对克拉玛依市绿化扬水工程压力水头高、贴边岔管主管与支管垂直且连接处产生应力集中问题,通过有限元对贴边岔管进行应力计算分析。计算结果表明：1^#贴边岔管通过增加管壁厚度而不施加补强板的方式可满足应力要求,采用Q345C钢材,管壁厚为18 mm;2^#、3^#贴边岔管均可通过单层外贴补强板方式满足应力要求,采用Q390C钢材,主管、支管及补强板厚度28 mm,补强板宽度500 mm。分析结果证明：各贴边岔管单元开孔越大,则主管缺失部分越多,导致主、支管补强板夹角处的应力集中也越大。同时,补强板焊缝处应力也较大而管壁应力较小,通过提高焊缝施工质量,尽量避免产生局部过大拉应力。计算分析结果可为供水工程的安全运行提供参考。为了节省工程投资,可考虑相应主管与其支管建立整体有限元模型联合受力计算,进一步优化贴边岔管结构和布置形式。      

钢岔管三维有限元应力计算影响因素敏感性分析

钢岔管受力分析的准确性,对其能否安全稳定的运行,以及钢管后厂房的安全性起到了至关重要的作用。在进行钢岔管三维有限元分析之前,通过控制每个单一因素变化对岔管应力影响的程度,从而找到最合适控制因素确定各个影响因素对计算结果的影响程度,为后续钢岔管有限元计算结果提供合理的控制依据。     

龙马水电站月牙肋钢岔管设计

龙马水电站非对称月牙肋钢岔管规模较大,是工程设计的关键。围绕岔管体形和钢材厚度优选,以及围岩与钢衬联合受力等课题,采用三维有限元方法对钢岔管应力变形进行了深入研究。计算与实际运行成果表明:岔管设计体形良好、结构安全。     

内加强月牙肋钢岔管新型结构

 内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开 挖断面较小等优点,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。但布置在地面上的明式月牙肋钢 岔管尚不多见,特别是当钢岔管承受的水头和直径较大时。以某水电工程钢岔管为例,以 满足结构受力和水力条件为前提,优化岔管体形,然后按照钢衬钢筋混凝土岔管结构进行了有 限元计算,得到了一些有益的结论。     

水电站卜形月牙肋钢岔管抗震性能分析

为研究“卜”形月牙肋钢岔管的抗震性能,利用大型通用有限元软件建立了某水电站钢岔管三维有限元模型,进行了静力和动力数值计算分析。通过对不同荷载作用下“卜”形岔管应力分布,岔管的动态特性,以及不同动力分析方法对岔管应力影响等计算结果的分析,研究了“卜”形钢岔管的受力特征及抗震性能。研究结果表明;该水电工程的岔管在正常运行时以及地震情况下应力水平较低,具有较大的安全裕度。由于岔管的振动频率较大,地震荷载对岔管的应力影响不大。由于振型分解反应谱法考虑了结构的动态特征,相对于拟静力法计算结果,在岔管肋板和岔管的焊接部位也出现较高的应力。     

廷巴班水电站三梁钢岔管受力特性有限元分析

水电站钢岔管是发电机组前用于连接压力钢管主管与支管的重要结构，其受力条件复杂，若设计不合理将极大威胁水电站的运行安全。三梁钢岔管为一分三的复杂岔管结构，受较多的焊缝及管壁转折影响，应力分布更不均匀，设计过程更为复杂。以廷巴班水电站为例，采用三维有限元计算方法，对初拟的三梁钢岔管设计体型应力状态进行分析，结合对加强梁应力改善作用和岔管各部位厚度对应力的影响分析，验证了三梁钢岔管设计体型的合理性，研究成果具有一定的工程参考价值。     

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。     

贴边厚度对岔管典型点应力的影响分析

贴边岔管补强板厚度对岔管应力的影响是岔管设计的主要考虑因素,合理确定贴边厚度对降低耗材、提高施工进度和控制造价具有重要意义。通过将Revit软件和有限元软件联合应用建立贴边岔管模型,分析计算不同贴边厚度对岔管典型点应力的影响程度,最后达到指导设计的目的。     

某水电站高压钢岔管三维有限元计算

基于有限元数值分析,建立岔管三维有限元模型,能够反映岔管在高内水压力作用下的整体应力及局部应力状态,能较为精确完整地反映钢岔管运行期的实际受力情况。以新疆某水电站高压钢岔管为例,采用AUTODESK软件建立模型导入有限元软件,修改后生成几何模型及有限元模型,采用壳单元进行模拟计算,取得了较为合理的成果,对于同类钢岔管的建模及计算有一定的参考意义。     

Y形混凝土岔管的受力分析

采用通用的有限元计算软件,对某水电站引水系统Y形混凝土岔管的受力情况进行了三维有限元分析。在分析过程中主要考虑了岔管结构的施工、运行和选型等3种计算方案,并且分析了岔管壁厚对岔管应力分布的影响,为Y形混凝土岔管的设计与施工提供了一定的理论依据。     

平底钢岔管体型设计与受力特性分析——以西藏德罗水电站为例

对称平底钢岔管各管节的管底在同一高程,钢管检修时,水体能自流排放,方便检修,但使用常规的解析方法对平底钢岔管进行体型设计较为困难,出图效率也较低。提出在CATIA中建立对称平底钢岔管的标准模板,以适应不同尺寸钢岔管的三维设计,并以德罗水电站中钢岔管为例,采用ANSYS程序对月牙肋钢岔管、平底月牙肋钢岔管及平底三梁钢岔管的受力特性进行分析。结果表明：3种形式的钢岔管均能满足受力要求,其中月牙肋岔管受力最优,但排水不便;平底钢岔管采用三梁进行加强后,加强梁与岔管管壁应力得到显著改善;平底钢岔管既能方便排水检修,也能满足受力要求,可在工程中推广应用。     

吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究

吉沙水电站引水系统采用对称"Y"形内加强月牙肋型钢岔管,分岔角为70°。设计内水压力约652.2 m水头,按明管设计,岔管布置在洞外,采用明挖回填,外设钢筋混凝土镇墩。由于施工原因,造成岔管主体一部分位于山体内,一部分位于洞外,使岔管外围约束不连续。为此,对岔管、外包混凝土及围岩整体进行了三维有限元计算分析,对不同边界条件下的受力状态进行了比较系统的计算研究和总结,以供岔管实际运行期分析参考。     

内加强月牙肋钢岔管新型结构

内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开挖断面较小等优点 ,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。但布置在地面上的明式月牙肋钢岔管尚不多见 ,特别是当钢岔管承受的水头和直径较大时。以某水电工程钢岔管为例 ,以满足结构受力和水力条件为前提 ,优化岔管体形 ,然后按照钢衬钢筋混凝土岔管结构进行了有限元计算 ,得到了一些有益的结论。     

钢岔管群整体有限元应力分析

结合某水库工程中的钢岔管群实例,依据规范初定体型,利用Autodesk软件建立岔管群整体三维模型,导入有限元软件ABAQUS中生成几何模型,并采用壳单元进行模拟计算,根据应力计算结果最终确定合理的管壁壁厚。岔管群结构复杂,通过对其整体分析获得的应力计算结果能较全面地反映结构受力情况,为岔管群的体型设计提供帮助。     

贴边岔管有限元计算影响因素研究

文章通过对比分析科研院校完成的贴边岔管有限元计算结果,找到了影响贴边岔管有限元计算的3个主要影响因素:网格数量、边界条件和单元类型。通过分析得出模型划分时网格间距和边界条件的取值范围:网格间距为0.125 m、边界长度为1.0~2.0倍的管道直径时,模拟值与对比值计算结果较吻合;同时提出曲面壳单元更适合于岔管有限元的计算。     

Y形混凝土岔管的受力分析

采用通用的有限元计算软件，对某水电站引水系统Y形混凝土岔管的受力情况进行了三维有限元分析。在分析过程中主要考虑了岔管结构的施工、运行和选型等三种计算方案，并且分析了岔管壁厚对岔管应力分布的影响。为Y形混凝土岔管的设计与施工提供了一定的理论依据。     

盖下坝水电站月牙肋钢岔管设计

盖下坝水电站非对称月牙肋钢岔管规模较大,是工程设计的关键。岔管体形和钢材厚度优化设计采用三维有限元方法计算,对钢岔管应力变形进行了深入研究。计算与实际运行成果表明:岔管设计体形良好,结构安全。     

按联合受力设计的埋藏式钢岔管有限元分析方法

本文提出一种考虑有缝隙存在的联合受力埋藏式钢岔管有限元分析方法，假定回填混凝土在内水压力作用不只起传递荷载作用，围岩简化为在若干有限元结点上施加纯压缩弹性抗力的模型，通过多次迭代求解可获得收敛的结果。本文结合工程实例给出计算成果，说明围岩对岔管的应力影响十分显著。     

钢衬钢筋混凝土岔管三维非线性数值分析

将混凝土损伤塑性模型引入钢衬钢筋混凝土岔管结构的非线性研究中:首先根据仿真结构试验模型建立了三维有限元模型,并将计算结果与模型试验进行了比较;然后对钢衬与混凝土之间边界连接方式以及径向缝隙值进行比较分析。结果表明,计算结果与试验结果较为一致;钢衬与混凝土之间的连接方式对结构的受力和裂缝宽度有一定影响;径向缝隙值的大小对岔管结构的受力以及混凝土的损伤开裂及裂缝宽度的影响最为明显。     

蟠龙抽水蓄能电站月牙肋钢岔管结构与水力特性研究

对蟠龙抽水蓄能电站的埋藏式月牙肋钢岔管结构特性和水力特性进行了系统研究。通过对不同主、支管直径方案下的管壁应力、用钢量、水头损失等分析计算,得到岔管结构的受力状态和水力流态规律。研究结果表明,在正常运行情况下,管径越小岔管结构受力越有利,可有效地降低钢岔管制作安装的难度,但管内流速增大导致水头损失增加,从而降低电站发电效率。因此,管径选择时应综合考虑结构要求和水力要求,做到安全、经济、合理。