重力壩壩后淺埋管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選研究.pdf

1、下游壩面淺埋式鋼襯鋼筋混凝土壓力管道（簡稱壩后淺埋管）是水電站發(fā)電引水管道的主要管型之一，近半個(gè)世紀(jì)以來有了長足的發(fā)展。由于其在布置、承載、造價(jià)以及施工等方面的優(yōu)點(diǎn)，在混凝土壩后式水電站中應(yīng)用廣泛。由于壩后淺埋管在設(shè)計(jì)上允許外包混凝土開裂，因此有必要在考慮混凝土開裂非線性的基礎(chǔ)上，對壩后淺埋管受力破壞特征以及抗震性能展開研究。
　　本文以某水電站為例，通過ABAQUS軟件對管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維有限元計(jì)算分析，采用混凝土塑性損傷本構(gòu)模型

2、，對壩后淺埋管的外包混凝土厚度、鋼襯參數(shù)、鋼筋用量及布置方式進(jìn)行優(yōu)化研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于混凝土損傷塑性模型，對壩后淺埋管鋼管與外圍鋼筋混凝土完全聯(lián)合承載、管壩分縫處設(shè)墊層和鋼襯外包墊層三種管道埋設(shè)方案進(jìn)行了研究，并對多種方案的幾何、力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。針對實(shí)際工程壩后淺埋管埋設(shè)方式選定為鋼管外包墊層方案，該方案管壩結(jié)構(gòu)受力情況較好，在結(jié)構(gòu)安全性方面具備一定的優(yōu)勢。
　　(2)考慮壩后淺埋管與大壩的相互作用，

3、對管道與壩體整體結(jié)構(gòu)建立三維有限元模型，通過地震工況計(jì)算對比分析不同埋設(shè)方式管道結(jié)構(gòu)的抗震安全性。從保證管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全性、控制管壩結(jié)構(gòu)裂縫開展、充分發(fā)揮鋼材與混凝土力學(xué)性能等方面推薦壩后淺埋管埋設(shè)方式為鋼管外包墊層方案。
　　(3)對引水系統(tǒng)下平段進(jìn)行三維有限元分析，討論了下平段鋼管過縫處設(shè)置不同外包軟墊層的敷設(shè)范圍時(shí)結(jié)構(gòu)的變形和受力情況。通過對全包墊層三種敷設(shè)長度對比分析，下平段鋼管設(shè)置外包軟墊層能夠很好的補(bǔ)償廠壩分縫處的不均