地下埋藏式钢岔管设计与水压试验

新疆某在建工程1#岔管为地下埋藏式钢岔管,岔管采用洞内拼装焊接、洞内水压试验的施工方案。岔管位置受附近区域性构造影响,片理及裂隙发育,岩体破碎,开挖过程中通过加强一次支护措施,保证了洞室的稳定和安全。1#岔管承受内水压力较大,最大HD值为2616.0m2,采用800MPa级B780CF钢制作。岔管安装完成后,在洞内进行原位水压试验及应力应变检测,以掌握岔管各重要部位的应力分布及变形情况。1#岔管设计、洞室开挖与支护以及洞内水压试验方案等,对类似工程具有一定的借鉴和指导意义。

1200 m特高水头钢岔管制造创新与质量控制

为保证1200 m特高水头钢岔管制造质量与工期,长龙山抽水蓄能电站建设者进行了系列创新,并提出了控制措施,通过考察确定钢岔管整体制造、运输至工地的方案,采用控制钢板下料放样、划线、卷制、组拼、焊接等工序来保证钢岔管外形尺寸及内在质量。水压试验表明:在初次水压试验成功基础上提高第二次试验压力值,进一步减小钢岔管成品焊接残余应力,创下国内钢岔管10 MPa水压试验记录。可为类似工程提供参考。

某水利枢纽工程钢岔管水压试验闷头有限元分析

某水利枢纽工程钢岔管采用“Y”型月牙肋岔管,在水压试验工况下,对岔管、闷头及两者连接的过渡锥管,进行三维有限元分析,选择满足水压试验的较优体型。现场根据有限元计算确定的闷头和过渡锥管体型进行水压试验,经过应力测试,钢岔管管壁和肋板各部位应力均小于钢材允许应力,满足设计及规程规范要求。

清原抽水蓄能电站引水钢岔管水压试验研究

引水钢岔管作为抽水蓄能电站重要的水工建筑物,体型复杂,制作难度大。介绍了清原引水钢岔管打压试验原理、方法及过程,验证了钢岔管体型设计及焊缝接头的可靠性,通过试验前后的无损检测,消除了新钢岔管的部分残余应力。结果证明,引水钢岔管质量有保证,能满足运行期各个工况下的安全运行。

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。

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。

月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析

在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管开孔位置对管壁整体应力的影响,找出最不利的受力计算方案及最合适的开孔位置。结果表明,联合计算贴边钢岔管应力大于单独计算时的应力,且开孔设置在第二管节最合理;类似开孔距离及管与管之间距离在2~3倍管节时有必要进行联合受力及开孔位置优选计算。这为钢岔管优化设计提供了借鉴。

地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性分析

考虑了钢岔管与混凝土垫层的初始缝隙和初始几何缺陷,给出了一套地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性的三维有限元分析和求解方法。采用该方法分析某工程实例,将其成果与阿氏公式计算的结果进行了比较,证明了该方法的可行性,并得到一些对工程设计有参考价值的成果。

埋藏式内加强月牙肋钢岔管结构研究

本文结合实际工程采用几何比尺为1：6的物理模型试验方法，用不同材料分层组合模拟围岩，对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明：钢岔管外围围岩承担了20％～40％的内水压力荷载。

基于C#.NET的贴边钢岔管设计的CAD系统开发与应用

针对水电站贴边钢岔管设计繁琐、工作量大等缺点,开发出了其计算机辅助设计系统。该系统实现了网格智能划分,并能人性化多项指标自由加密网格,生成ANSYS命令流与有限元软件对接;能够在完全独立于CAD系统之外设计,生成DXF文件与CAD软件对接;采用了三种功能模块分离的设计构架,同时采用了子父窗体设计,支持多模型任务同时运算等。最后运用该软件对招徕河水电站工程实例进行了分析,结果表明本系统具有设计速度快,精度高,实用性强等优点,能大大减小贴边岔管手工计算的工作量。

引子渡水电站引水系统关键技术

引子渡水电站采用长引水系统 ,在下游较宽敞的胡家大地平地布置发电厂房 ,以使发电厂房远离雾化区 ,从而保障良好的运行条件 ,同时也有利于施工 ,减少施工的相互干扰。引水系统线路总长 110 0m ,采用一洞三机供水方式 ,由岸塔式进水口、引水隧洞、阻抗式调压井、压力钢管等组成。该引水系统线路长、建筑物复杂、洞室围岩稳定性较差。经过对引水系统的水力过渡过程分析计算、调保计算和结构计算 ,满足了结构、大小波动稳定和运行的要求。

新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析

新疆布仑口水电站有压发电隧洞末端钢岔管最大设计水头为750m,钢岔管水头(H)和洞径(D)的乘积(HD)值为2 400m2,属于典型的超高水头钢岔管,初选钢岔管管材的强度高、钢板厚度大,管径较小,从而增大了制作加工的难度。合理体型的钢岔管对发电系统安全运行非常重要,然而影响钢岔管管壁应力的因素较多,为了提高钢岔管的体型优化效率,通过钢岔管参数化设计平台快速建立模型,再导入有限元计算软件中对钢岔管体型进行优化分析,以达到降低制作难度、质量风险及工程投资目的,亦为今后水利工程中的钢岔管优化分析提供了借鉴。

吉林台一级水电站大型高强钢月牙肋岔管制造安装技术

新疆吉林台一级水电站总装机容量4×115MW,共设有2根内径为!7.8m的压力钢管,通过2个特大型月牙肋钢岔管后分为4支内径为!4.6m的支管接入厂房。钢岔管设计选用了强度等级达780MPa级的日本进口HT780B型高强钢,施工难度大。通过合理分析结构特点,预估各施工难点,科学制定有针对性的制造、安装工艺,圆满完成了此次目前国内第一大岔管的制造安装任务。

钢岔管展开图的数解法

水利水电工程及其他工程中 ,经常使用钢岔管 ,岔管的展开是工程设计的一个重要课题。图解法展开岔管 ,若使用的比例小则误差较大 ,而数解法展开便于电算 ,快捷准确。推导出的主管及支管均为圆形管的岔管及主管为圆管、支管为圆锥管的圆岔管的展开公式已经在工程上应用 。

1000MPa级别高强钢岔管模型的承载力试验研究

通过设计制作1 000 MPa级别高强钢岔管模型,并对其进行水压试验和爆破试验,布设观测点得到岔管的应力分布和变形情况;结合有限元法对岔管模型进行数值仿真计算,将计算值与试验观测值进行对比分析。试验结果表明:1 000 MPa级别高强钢材料性能好、安全裕度高,具有较高的结构适应性和超载能力;理论计算与试验观测的应力和变形拟合较好,有限元数值计算能够反映水压试验水平。

埋藏式月牙肋钢岔管肋板受力特性和体型优化方法

结合某水电站埋藏式月牙肋钢岔管的工程实际,建立其引水系统钢岔管的三维有限元数值模型,重点研究了月牙形肋板的受力特性与体型优化方法.计算结果表明:肋板轴向应力和z向应力在厚度方向上的分布一致性较好,z向应力尽管数值上明显小于其轴向应力,但为使钢材沿厚度方向不出现撕裂破坏而需要保证满足肋板的z向性能要求;根据肋板横截面上轴向应力的分布特征,提出了合力作用分位点的概念,依据合力作用分位点轨迹线修正肋板内缘轮廓,由优化目标函数进行肋板体型优化计算,并建议此方法作为肋板体型优化的方法.

基于三维有限元的卜型月牙肋钢岔管设计及应力分析

以新疆某水电站高压岔管为例,采用三维有限元法,研究了岔管初拟体型方案及管壁厚度,对初拟体型方案进行了优化,选取较为合理的岔管体型及管壁厚度,计算了岔管及肋板初拟方案和优化方案关键节点应力,并绘制优化后最终体型的肋板及岔管应力云图。结果表明,优化后体型采用较薄壁厚,肋板应力提高,管壳应力降低,更好地发挥了肋板的作用,体型较为合理;优化后其应力值均在允许应力范围内,且有一定裕度,表明岔管体型设计及壁厚选择较为合理,较为真实地反映了岔管运行期的应力状态。

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。

声发射检测技术在钢岔管水压实验中的应用

抽水蓄能电站设计水头1 012m,为保证钢岔管后期在电站的安全运行,在钢岔管水压实验中,采用声发射实时监控技术监测焊缝表面、内部缺陷及岔管管壁缺陷产生的声发射信号,分析在升压和保压过程中的声发射信号特征及来源。结合定位图确定声发射定位源的部位并对声发射活性进行评价,确定可能需要复检的强活性区域。实验结果表明,钢岔管各项相关指标均符合设计的预期要求。

两种特殊单元在地下埋藏式钢岔管仿真分析中的应用

将弹簧和缝隙两种特殊单元结合引入地下埋藏式钢岔管的三维仿真分析中,具体说明了两种单元的原理和应用方法。对某工程实例按不同方案进行了仿真分析,将结果进行对比,说明了应用这两种单元的可行性和优越性。