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。

内加强月牙肋钢岔管水压试验

结合某高水头电站埋藏式月牙肋钢岔管的工程实际,采用有限元方法对岔管水压试验方案进行了分析研究,并与传统的简化算法进行了比较,讨论了结构自重、水重、支座作用等因素对岔管结构应力应变分布规律的影响.根据钢岔管与支座顶部翼缘的连接条件,分固结和摩擦接触两种情况进行了比较,给出了水压试验时岔管及支座结构的应力状态和变形情况,并对结构的整体安全性做出了评价.

埋藏式月牙肋岔管结构特性研究

某抽水蓄能电站采用埋藏式月牙肋岔管,岔管HD值3500m2,且围岩条件较差。采用作者自行开发的月牙肋岔管体形设计程序(CrbpCAD)和商用ANSYS软件,考虑岔管与围岩联合承载,采用三维有限元方法讨论了岔管布置形式、分岔角、围岩单位弹性抗力系数、缝隙值、主管直径等因素对岔管结构设计的影响。研究认为,对称布置、较大的分岔角、减小管径对岔管结构有利,围岩条件越好、缝隙值越小对围岩与岔管联合承载越有利,然而分岔角增大、管径减小会增大能量损失,应通过经济技术比较确定合适的分岔角和管径。

基于APDL的水电站三梁岔管设计研究

阐明APDL参数化语言在三梁岔管计算建模中的优点,系统介绍APDL在ANSYS程序中的运用方式,采用APDL建模和计算基本结构及常用语句,并结合工程实例阐述利用APDL进行三梁岔管建模、计算步骤及注意问题。结果表明,APDL是一种可广泛推行的建模方式,对复杂的三梁岔管设计可大大提高工作效率。

埋藏式月牙肋钢岔管应力控制标准的比较研究

通过三维有限元结构分析,对目前常用的几种钢岔管应力控制标准进行了比较研究。在相同围岩参数及缝隙条件下,按不同应力控制标准设计的钢岔管管壁厚度和肋板尺寸差别较大,说明不同应力控制标准之间差别是较大的。此外,在满足明管校核准则和适当围岩承载比的条件下,按DL/T 5141—2001《水电站压力钢管设计规范》坝内埋管的结构系数增加10%的应力控制标准对地下埋藏式钢岔管进行设计是比较合理的。

洪屏抽水蓄能电站内加强月牙肋钢岔管原型水压试验研究

洪屏抽水蓄能电站岔管HD值高,且为国内首批采用国产800MPa级高强钢的钢岔管。从工程安全角度考虑,确定进行水压试验。通过水压试验检验钢岔管的制作水平,钝化尖端应力,削减焊后残余应力,增加结构的安全度。水压试验表明,其最终测试结果与三维有限元计算基本吻合,为后续钢岔管的设计提供了重要的依据。

高水头钢筋混凝土岔管结构计算与观测对比分析

通过对钢筋混凝土岔管结构计算与充水过程观测资料对比分析,获得较完整的钢筋混凝土岔管这个复杂结构的工作性状和结构应力分布规律。既对现有的设计原则及工程措施作了定性评估,又可为其他类似工程设计起指导和借鉴作用。

大型泵站输水管线钢岔管应力分析及结构形式

针对南水北调工程惠南庄泵站输水管线中的卜型钢岔管进行三维有限元计算分析,在设计水头110m和校核水头130m作用下,考虑有无外包混凝土、计入不计入钢管及混凝土自重、外包混凝土与钢管之间垫层弹性模量的不同取值以及采用设计肋板和加强肋等各种不同工况,对卜型钢岔管应力进行计算分析,以确定岔管在设计水压力和校核水压力作用下的安全性。结果表明,岔管的最大主拉应力一般发生在支管与主管相交处,考虑外包混凝土与钢管的联合作用将显著减小最大拉应力值;同时,增长肋板长度或者增加肋板刚度都有利于降低拉应力峰值。根据计算结果,对惠南庄泵站输水管线的钢岔管设计提出了建议。

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。

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。

水电站月牙肋岔管的计算机辅助设计

主要介绍了月牙肋岔管的设计计算方法,并介绍了利用ObjectARX开发工具开发AutoCAD应用程序的方法,所开发的应用程序集岔管体形设计、有限元网格自动剖分和展开图的绘制三大模块功能于一体,能完成水电站月牙肋岔管的绝大部分设计工作,提高了设计效率和精度,满足了工程设计的要求。

卜形岔管的有限元分析与配筋计算

对某水电站引水系统的钢筋混凝土岔管进行了三维有限元分析,给出了岔管的应力分布情况,并按照应力配筋的方法对岔管结构进行了配筋计算,为钢筋混凝土岔管的设计提供了理论依据.

对称Y形钢筋混凝土岔管三维有限元分析

采用通用的有限元计算软件,对黄鱼塘水电站对称Y形钢筋混凝土岔管进行了三维有限元分析。给出了岔管在施工和运行过程中各种工况下的应力和位移分布规律,为对称Y形钢筋混凝土岔管结构的设计和施工提供了一定的参考依据。

钢筋混凝土岔管结构有限元仿真分析

采用有限单元法对某水电站钢筋混凝土岔管进行了受力分析,在计算过程中,共考虑了施工和运行过程中的6种组合工况,计算出了各种工况下混凝土岔管及围岩的应力分布。并对计算结果进行了分析说明。

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。

弹性地基梁法计算地下钢筋混凝土岔管结构应力

根据弹性地基直梁和圆弧曲梁内力和位移的计算公式,编制了相应计算程序,并应用于盘石头水库电站输水隧洞岔管的结构分析。岔管计算断面简化为等截面直梁和圆形曲梁的组合结构,计算了4种工况下关键点的内力,为岔管的配筋设计提供依据。

大龙潭水电站压力钢管设计与施工

介绍大龙潭水电站压力钢管主管及岔管的设计、制造及安装情况。

Q460C内加强月牙肋钢岔管模型试验与分析

为掌握Q460C内加强月牙肋钢岔管的结构特性,验证设计的合理性和工艺的可行性,对某水电站钢岔管进行模型试验。在钢岔管模型爆破试验过程中,对钢岔管模型的应力、位移、变形进行监测,获得了结构的强度极限,掌握了钢岔管模型的安全储备情况。试验结果显示,应力、位移、变形数据与水压等级成良好的线性关系,表明试验压力下模型岔管处于弹性变形状态,测试系统的非线性误差得到了较好的控制。爆破试验获得模型岔管的爆破压力为18.6 MPa,安全系数为3.0,满足标准要求。

基于数值分析的高压岔管衬砌配筋计算

针对当前广泛采用的岔管衬砌结构,提出了基于数值分析的内力求解和配筋方法。首先,给出了分析与围岩接触的复杂混凝土结构受力三维有限元方法。该方法对混凝土材料采用弹性计算,对围岩采用非线性迭代计算,可使数值计算成果符合规范的要求,直接应用于配筋设计。然后给出了确定内力求解区域的算法,可自动判断岔管衬砌结构的任意截平面内力求解区域和钢筋布设方式。给出了基于数值计算成果衬砌内力求解方法,可快速求解结构内力,从而适用规范进行配筋设计。最后将该方法应用于一抽水蓄能电站的岔管衬砌配筋,验证了该方法的有效性。

三梁岔管体型设计在北线引水工程中的应用

结合深圳市北线引水工程的管道隐患整改,阐述了三梁岔管的体型设计方法,为类似工程提供了借鉴。在体型设计中,采用ZDM软件进行岔管平面展开图的参数计算和图形绘制;在此基础上,根据岔管的相贯线平面曲线计算原理,利用“水利水电计算程序集”中的相关程序较精确得到加固梁的平面投影曲线。工程实践表明,该方法提高了设计精确性,可用来指导岔管施工。