地下埋藏式岔管非線性分析與加固措施研究.pdf

1、目前水電站規(guī)模越來越大，地下埋藏式鋼岔管越來越多的被應用在大中型水電站項目中。對于高水頭、大直徑的地下埋藏式壓力鋼管的HD值已經(jīng)超過鋼管規(guī)范值，而且規(guī)范中限制鋼管在彈性范圍內(nèi)工作，視圍巖為彈性體，這不能真實反映鋼材和圍巖的實際承載能力。因而不能滿足現(xiàn)代水電站項目的需要。 由于埋藏式鋼岔管結(jié)構(gòu)非常復雜，設計中一般按明岔管進行，但是這種方法沒有反映出鋼岔管與圍巖的真實應力，也無法體現(xiàn)圍巖的承載能力。 隨著計算機技術的發(fā)展和有

2、限元理論的不斷完善，許多優(yōu)秀的計算軟件越來越廣泛的應用在工程設計與分析中，已經(jīng)成為解決復雜工程問題的有效工具。 本論文以ANSYS和FLAC<'3D>為平臺，對某大型水電站埋藏式鋼岔管進行了多種方案的計算分析。為了盡可能準確的反映結(jié)構(gòu)的力學行為，作者分別對混凝土襯砌和圍巖的線彈性和彈塑性材料不同考慮時，岔管應力狀態(tài)及荷載分配的影響進行了分析。并且考慮了由于開挖造成的一次應力場和襯砌形成的二次應力場的影響作用。對于鋼襯、混凝土襯砌

3、和圍巖，作者選取了不同的單元形式和材料進行了計算分析。 由于地下埋藏式岔管的結(jié)構(gòu)復雜性，岔襠區(qū)域應力高度集中，為了降低岔襠區(qū)域應力、加固岔管，作者提出了三種加固方法：增加鋼襯厚度、鋼襯鋼筋混凝土襯砌新型式和設置預應力支撐，并對這三種方案進行了計算分析，從適用性和經(jīng)濟性上進行了比較。加厚鋼襯和鋼襯鋼筋混凝土襯砌新型式都能有效地達到降低岔管應力集中的效果，然而這兩種方案會增加工程造價、加大施工難度，影響工期。布置預應力支撐體系同樣能