钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度数学模型

从计算具有混凝土径向裂缝的管道结构位移出发，导出了计算钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度的半解析，半经验的实用数学模型，经与１：１比尺真实材料结构模型试验结果相对照，计算值与试验符合良好，文中还给出了算例并讨论了控制裂缝宽度的途径。     

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。     

混凝土受拉软化特性对钢衬钢筋混凝土管道承载性能的影响研究

分别采用课题组试验所得的混凝土软化曲线和混凝土结构设计规范给出的混凝土软化曲线,对三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行非线性有限元计算,将压力管道外围混凝土的裂缝分布、裂缝宽度、钢衬和钢筋的应力状态、管道的极限承载能力等与模型试验成果进行对比分析。研究表明:采用试验所得软化曲线进行有限元计算分析所得背管混凝土的初裂荷载、损伤区域、裂纹条数以及钢材应力与模型试验的结果更为吻合。     

埋藏式钢岔管与外围结构的联合作用分析

为了更深入地了解埋藏式岔管与外围结构联合承载的力学机理,采用三维有限元法对岔管与外围结构联合作用做了精细的力学仿真。尝试了一种新的模型,即设置回填混凝土网格,模拟钢岔管、混凝土、围岩三者之间的两道缝隙及其力学接触行为,考虑混凝土承载后的塑性变形特征。结果表明,岔管与外围结构在空间中的相互作用过程复杂:由于岔管与外围结构联合承载,使钢材强度得到了充分的发挥;回填混凝土未沿径向均匀开裂,基于此假定的力学模型值得商榷;回填混凝土变形应被充分重视,有些部位的压缩变形甚至大于结构间原始缝宽,不利于联合承载;两道缝模式得出的内水压力围岩分担率明显低于一道缝模式,后者可能高估了围岩分担率。研究成果为埋藏式岔管受力分析提供了一种新模式。     

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。     

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。     

高压联合受力钢岔管对旁通贴边钢岔管的受力影响计算分析

高压联合钢岔管整体结构的合理性对其安全运行至关重要,在钢岔管中间开孔引水满足下游生态需求,联合受力钢岔管势必对超压旁通管受力会产生一定影响。通过3个方案对钢岔管整体受力进行分析,探究钢岔管之间的相互影响。计算结果表明,超压旁通贴边钢岔管开孔尺寸较小,对1#、2#、3#钢岔管整体受力应力影响较小;联合受力钢岔管对超压旁通贴边钢岔管的受力影响较大;整体受力要比单体受力计算结果更大。因此,建议采用联合受力的方式计算分析此种类型的钢岔管,这对整个水电站的安全运行至关重要,以期为水利工程钢岔管设计提供借鉴思路。     

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。     

大直径无梁三分岔管结构研究

本文采用解析法、三维有限元法和物理模型试验方法对某一无梁岔管进行了结构分析．分析结果表明，钢衬钢筋混凝土无梁岔管与无梁明钢岔管相比，具有受力条件好、钢衬较薄、施工方便、安全性高、造价低等优点，是一种新的岔管结构形式，具有广阔的应用前景．     

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。