矩形断面钢衬与混凝土联合承载机理与受力分析研究

结合某水电工程,选取冲砂底孔方变圆渐变段钢衬,以加劲环参数优化为目标,采用三维有限元法分析了钢衬、加劲环与外包混凝土联合承载对矩形断面钢衬受力的影响。结果表明:当渐变段矩形断面钢衬考虑外包混凝土联合承载时,对其角点处应力有很大改善;在外水压力作用下,减小加劲环间距和加大翼缘宽度,有利于降低钢衬应力,但会增加翼缘之间混凝土的拉应力,不利于钢衬和外包混凝土联合承载;而随着肋板高度的增加,无论对钢衬应力还是混凝土应力都无明显改善。因此,加劲环间距对钢衬的有利影响最大,翼缘宽度影响其次,肋板高度的影响最小。