南湃水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道有限元結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、南湃水電站壓力鋼管出洞后，接鋼襯鋼筋混凝土壓力管道，壓力管道長629.45m，沿線布設(shè)5個鎮(zhèn)墩，不設(shè)伸縮節(jié)。該壓力管道結(jié)構(gòu)主要存在在一定初始縫隙值(鋼襯與混凝土間)下，復(fù)合結(jié)構(gòu)的受力特性、混凝土開裂特性和管道整體穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)問題。目前，國內(nèi)外高水頭電站采用鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的相對較少，像南湃電站這樣布置復(fù)雜且管線較長的壓力管道更不多見。因此，系統(tǒng)開展南湃水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的有限元結(jié)構(gòu)分析具有重要的理論意義和工程實踐意義

2、。
　　本文首先依據(jù)《水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范》，初步確定了壓力管道的鋼管壁厚和配筋；然后，選取典型壓力管道斷面，運(yùn)用有限元方法，針對初始縫隙值(鋼襯與混凝土之間)0.52mm、0.35mm和0mm三種情況，進(jìn)行了平面有限元非線性應(yīng)力變形分析，在此基礎(chǔ)上，提出了滿足規(guī)范要求的鋼管壁厚和配筋推薦方案；再次，選取典型管段，在考慮溫度荷載作用下，對推薦的鋼管壁厚和配筋方案進(jìn)行了三維有限元非線性應(yīng)力變形分析，校核分析了典型管段的應(yīng)力變形性態(tài)

3、；第四，結(jié)合壓力管道整體布置方案，進(jìn)行了壓力管道整體的三維有限元應(yīng)力變形分析，獲得了壓力管道整體的應(yīng)力變形分布規(guī)律，論證了壓力管道整體布置設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性；最后，通過提取有限元計算結(jié)果中各鎮(zhèn)墩基礎(chǔ)面的三向分力，進(jìn)行了各個鎮(zhèn)墩的抗滑穩(wěn)定驗算及其應(yīng)力變形有限元分析，論證了鎮(zhèn)墩布置設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　本文的研究結(jié)論，為南湃水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù)，所獲研究成果以及所采用的研究方法對類似工程問題的研