水電站墊層鋼管及蝸殼結(jié)構(gòu)承擔(dān)內(nèi)壓比例的系統(tǒng)研究.pdf

1、水電站壓力鋼管及蝸殼結(jié)構(gòu)外圍鋪設(shè)軟墊層是鋼管蝸殼結(jié)構(gòu)中常見的一種形式，墊層鋼管或蝸殼結(jié)構(gòu)由于墊層參數(shù)(壓縮模量、厚度、鋪設(shè)范圍大小)不同，鋼板與混凝土承擔(dān)的內(nèi)水壓力比例的變化是較大的，有很大影響。因此，墊層因素對內(nèi)水壓力比例影響的研究就顯得更為重要。雖然過去國內(nèi)對墊層鋼管蝸殼結(jié)構(gòu)外圍混凝土承擔(dān)的水壓力做過大量的研究，但不全面，并且蝸殼整體承擔(dān)的比例尚未研究。
　　 針對以上問題，本文通過ANSYS軟件結(jié)合實際工程，建立鋼管鋼蝸殼

2、模型，考慮墊層與鋼板、混凝土與鋼板接觸摩擦等因素，對鋼管蝸殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析。首先以平面有限元模型為基礎(chǔ)，計算分析在不同的墊層包角、墊層變形模量以及鋪設(shè)位置等情況下鋼管蝸殼及外圍混凝土分別承擔(dān)的內(nèi)水壓力比例及變化規(guī)律：在同一種墊層變形模量下，隨著墊層包角的增大，混凝土所承擔(dān)的水壓力減小，設(shè)墊層部分混凝土承擔(dān)的水壓力變化不大，未鋪設(shè)墊層部分混凝土的承載比減??；設(shè)墊層部分鋼板的承載比增大，不設(shè)墊層部分鋼板承載比先增大后減小。在同一種墊層包角

3、下，隨著墊層鋪設(shè)位置的變化，混凝土及鋼板所承擔(dān)的水壓力變化不大。其次，結(jié)合某水電站以鋼蝸殼的三維有限元模型為基礎(chǔ)分析鋼蝸殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)壓分配。主要研究蝸殼整體承擔(dān)水壓力的計算方法，并進(jìn)行驗證。分析鋼蝸殼在不同的墊層變形模量和墊層包角作用下，蝸殼鋼板整體承擔(dān)的水壓力比例。再次，結(jié)合某工程實例分析三維實體單元模型，計算整個鋼蝸殼在不同墊層厚度和蝸向包角情況下的承載比，通過系統(tǒng)分析進(jìn)一步明確墊層的物理特性對鋼蝸殼結(jié)構(gòu)承擔(dān)的內(nèi)壓比例的影響。最后，在