引水钢岔管水压试验分布式应力测量

引水钢岔管的结构尺寸大、焊接工况复杂,且需要长期耐受6 MPa的水压,迫切需要一种分布式、高精度、高空间分辨率的应力测量技术,以便在水压试验中进行全方位的应力测量和结构健康评估。传统的点式应变片只能进行局部应力测量,且测量精度受制于防水措施、贴片工艺、温度变化等因素。为此,提出了一种基于光频域反射仪的引水钢岔管水压试验应力测量方法,采用沿焊缝布设的标准单模光纤作为传感器,测量空间分辨率达到5.8 cm,应力与水压力成线性关系并且沿焊缝存在0.2~0.6 m的周期性变化。月牙肋板焊缝的腰部应力最大,达到196.2 MPa;主锥环缝的应力在300 MPa附近;相贯线焊缝的应力呈180°对称分布,在腰线附近存在352.0 MPa的最大应力,顶部和底部基本不存在应力。

上跨运营铁路双层简支钢桁梁桥节点构造对比分析

为研究钢桁梁桥节点处支管之间构造差异对结构静力性能的影响,以蒸汽管网双层简支钢桁梁跨越铁路工程为例,节点处支管构造原则存在一定的差异,通过建立Midas整体模型,对支管分离与支管搭接两种不同节点构造情况进行对比,分析杆件受力性能的差异。结果表明,支管分离与支管搭接对支点附近节点斜腹杆影响较大,支管分离时,下弦杆节点斜腹杆应力最大达262 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大85 MPa;上弦杆节点斜腹杆应力最大达279 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大66 MPa,不满足主+附荷载组合作用下拉杆容许应力260 MPa的要求,需进一步提高支点处斜腹杆的杆件尺寸,以满足规范要求。通过对比节点构造差异对结构静力性能的影响,有助于合理优化结构杆件设计,为类似工程提供参考。

复杂铸钢节点受力性能试验研究

为掌握某机场连接楼桁架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能,采用有限元数值分析方法并结合试验手段,对具有12根多方向支管空心铸钢节点的受力性能进行了研究.试验反力架设计为自平衡受力钢框架体系,试验荷载为1.2倍最不利设计工况荷载,采用12台液压千斤顶进行了3次同步分级加载,测试了铸钢节点核心区和各支管的应力及主要支管的端部变形.测试结果显示,加载过程中应力变化均呈线性,且卸载后主要支管端部变形以及各测点应变均能够恢复初始值.铸钢节点在试验荷载下仍处于弹性受力阶段,测试结果与有限元分析结果基本吻合.结合有限元分析与试验手段可全面把握复杂铸钢节点的应力分布规律及极限承载力,并判定其在最不利设计工况下的安全度.

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站埋藏式钢岔管设计

基于缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站的工程规模和特点,研究了埋藏式钢岔管的布置设计,使其结构布置安全、合理、经济,满足运行要求。

月牙肋钢岔管的优化设计

建立了通用的月牙肋钢岔管优化设计模型,编制了相应的程序.实例计算结果表明,不依赖设计者的个人经验,可以用本程序设计出满足设计要求的最佳方案.所得设计既快又好,研究成果有实际应用意义.

大口径三通支管拉拔成形数值模拟与试验研究

通过有限元数值模拟与试验,对高钢级φ508 mm和φ1219 mm等径三通热挤压成形工艺过程中支管拉拔工序的工艺参数进行研究。首先通过数值模拟对拉拔道次的确定和成形载荷给出了合理定性的分析,最后通过φ508 mm等径三通拉拔成形试验对数值模拟的结果进行验证。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。

铸钢分叉节点基于分管破坏模式的承载性能研究

为理解树状柱结构中的铸钢分叉节点单支分管受压时的受力性能,对1个典型的铸钢三分叉节点进行了单支分管受压的数值模拟分析,分析了节点的最大应力及其分布位置,总结了节点单支分管破坏的典型模式,进而提出了基于分管破坏的节点承载力计算公式。研究结果表明,单支分管受压时节点的破坏是在受压分管一侧沿主分管交汇处发生局部屈曲破坏,基于分管破坏模式的承载力计算公式可为单支分管受荷载较大的铸钢分叉节点的设计提供参考。

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站岔管优化设计

根据缅甸DAPEIN(I)水电站压力管道段工程布置及地质条件,选择埋藏式钢岔管和钢筋混凝土岔管两种岔管类型,分别建立三维有限元数值模型,从岔管位置的确定、岔管的体型设计、应力应变等方面进行分析。结果表明:钢岔管围岩属Ⅳ类,相对较差、管壳及管壁应力较大,焊接工艺复杂、施工制作困难、造价较高;钢筋混凝土岔管围岩属Ⅱ-Ⅲ类,采用对称"Y"型结构,岔口附近应力集中,双层配筋,并对围岩进行固结灌浆及回填灌浆等措施。

引水发电系统钢岔管布置方案研究

文中以引绰济辽工程"一洞五机"的钢岔管布置方案选择为例,通过调整钢岔管布置及结构型式,优化了岔管段受力结构,降低了设计及施工难度,达到了方便施工安装的目的。

水电站高压岔管多节锥管过渡段的几何构形设计方法

由于目前对高压钢岔管多节锥管过渡段的构形设计方法从整体上看不具有控制性的几何曲面构形，为此本文提出以单叶双曲回转面为多节锥管过渡段的近似曲面来进行构形的方法．

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。

某水电站贴边钢岔管结构分析

采用三维有限元法分析某水电站贴边钢岔管结构时,发现采用传统的仅主管补强方案,所需岔管和补强钢板厚度均较大、且不满足构造规定、施工不便、造成钢材浪费。根据对仅主管补强方案应力结果分析,提出主管支管均补强方案,应力结果表明,结构合理,节约钢材,方便施工。

位于圆曲线上的人行钢拱桥设计

为满足金象湖公园1号人行桥跨越公园水域、景观要求,以及保障行人和消防车辆通行,采用"空间曲线桥型、网状异形支撑"设计思路进行桥梁设计。该桥设计为全长79.48m的上承式钢结构刚架拱桥,拱肋及主梁均采用异形钢箱梁,拱梁结合段处拱肋与主梁结合为一整体,基础采用斜PHC管桩基础。通过将拱桥平面投影设置于圆曲线上,达到"空间曲线桥型"的桥梁造型要求;在拱座顶部设置树杈形装饰构件既实现了"网状异形支撑"的生态景观效果,也使得主体结构受力模式更明确、合理;通过优化拱桥平曲线半径,使结构静、动力性能与景观需求达到平衡;采用斜向PHC管桩群桩基础,增强了基础抗推刚度、节省了工程投资。结构分析结果表明,桥梁结构应力、变形及自振竖向频率结果均满足规范要求。

高强钢岔管残余应力测试与研究——以呼和浩特抽水蓄能电站为例

呼和浩特抽水蓄能电站钢岔管首次采用国产790 MPa级B780CF高强钢制造,HD值达到4 140 m·m,是我国目前在建和已建水电工程HD值最大的钢岔管。采用x射线衍射法对钢岔管的焊接残余应力进行测试,测试成果为水道系统充水及钢岔管的长期安全稳定运行提供了技术分析和检验依据,同时也可以为工程应用及国内外同类型电站钢岔管的制造、安装有一定的指导和借鉴意义。

近景摄影测量技术在钢岔管水压试验变形检测中的应用

为监测钢岔管在不同压力状态下的变形量并了解其变形规律,根据近景摄影测量技术可以在非接触的情况下快速、准确、实时地测定待测点的坐标的特点,利用工业摄影测量系统进行现场测量,获取待测岔管特征点位在不同压力状态下的坐标数据,通过坐标系的建立求得岔管特征点位的变形值。结果表明,根据该方法获得的数据进行钢岔管设计,其制造质量可靠,满足工程要求。

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。

龙背湾水电站月牙肋钢岔管优化设计

针对龙背湾水电站的设计条件,综合分析选择受力条件好、水流平顺、水头损失小的月牙肋钢岔管方案,对龙背湾水电站对称Y形月牙肋钢岔管的布置、体形优化设计、有限元计算成果等进行了详细的论述,对水电站同类月牙肋钢管设计有一定的参考价值。

基于TBM施工的抽水蓄能电站进厂交通洞断面研究

为能在抽水蓄能电站进厂交通洞施工中创造TBM应用条件,实现TBM在多座抽水蓄能电站进厂交通洞施工中的多站连打,以国内拟建的多个抽水蓄能电站进厂交通洞为研究对象,通过分析已建抽水蓄能电站进厂交通洞断面特性,确定其断面尺寸范围,优化钢岔管、机电设备、施工交通等控制断面设计的因素,找出基于TBM施工的设计断面控制因素为机电设备,并对一次开挖成型和二次扩挖底板仰拱的断面设计方案进行比较研究。研究结果表明:一次开挖成型或者二次扩挖底板仰拱均可满足进厂交通洞功能需要,其中通过二次扩挖底板仰拱形成的有效断面最大,所需的TBM设备直径最小,综合施工难度不大,风险可控,且工期满足抽水蓄能电站总体需要。

月牙肋钢岔管自动化设计系统开发与应用

月牙肋钢岔管在国内外大中型常规和抽水蓄能电站中得到广泛的应用。为提高岔管设计效率和岔管优化程度,依据《水电站压力钢管设计规范》开发了月牙肋钢岔管自动化设计系统。该系统能够通过输入控制参数自动进行体形设计、解析法优化、有限元结构复核等体形设计和计算复核工作,并能自动生成钢岔管体形图、管节展开图和设计报告。经以西龙池抽水蓄能电站岔管段为例进行了验证表明,系统计算结果准确、可靠,具有推广价值。

跑马坪水电站高水头岔管结构优化与仿真分析研究

跑马坪水电站为高水头电站,电站设计水头610 m,岔管为地下埋藏式钢岔管,岔管HD值约为1 512 m^2,其结构的安全性非常重要。为确保岔水力条件和受力条件好,结构安全可靠,设计进行了优化研究,并进行了三维有限元仿真分析,钢岔管应力状态变形状况良好,经过11年的安全运行,也验证了其结构安全及合理性,可咨以后类似工程借鉴。