水電站鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計研究.pdf

1、鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)因其良好的力學(xué)性能和易于施工等原因，被廣泛的應(yīng)用到大型水電站地下結(jié)構(gòu)中。但近年來，隨著高水頭、深埋藏的大型水電站的興建，地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，鋼筋混凝土岔管的規(guī)模也越來越大。因此，鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性等問題受到國內(nèi)外水利界的高度重視，開展鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計研究，具有一定的理論意義和實踐價值同時也具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。 首先，本文在參閱國內(nèi)外大量文獻及工程實踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了鋼筋混凝

2、土岔管的優(yōu)點和應(yīng)用前景。和鋼岔管相比，鋼筋混凝土岔管具有受力合理、易于施工、節(jié)省鋼材、降低造價、保證工程質(zhì)量的顯著優(yōu)點。 其次，針對落腳河水電站鋼筋混凝土岔管開展了受力仿真分析?？紤]工程的實際情況，采用三維有限元技術(shù)，建立了落腳河水電站鋼筋混凝土岔管的力學(xué)分析模型，分析了岔管在自重、內(nèi)水壓力，灌漿壓力等荷載及工況組合下的各種受力情況，給出鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)及圍巖在襯砌開挖、承受內(nèi)水壓力、外水壓力等荷載下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，揭示了圍

3、巖承擔(dān)內(nèi)水壓力與初始地應(yīng)力場的關(guān)系。驗證了圍巖具有很強的承擔(dān)內(nèi)水壓力的能力，只要圍巖地質(zhì)較好，覆蓋層厚度足夠，采用鋼筋混凝土岔管是安全可行的。 第三，本文在力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出岔管設(shè)計的重點部位是岔襠處以及主管向支管轉(zhuǎn)折處的應(yīng)力高度集中區(qū)，該處的主拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了混凝土材料的抗拉強度設(shè)計值。針對這一問題，本文采用現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的條款，對設(shè)計的重點部分進行了斷面設(shè)計，給出了鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計方案

4、，并提出了在岔襠處采取加腋措施，以緩解此處應(yīng)力集中的問題，以確保引水岔管結(jié)構(gòu)安全。第四，本文通過對鋼筋混凝土岔管進行分析，提出了：①為避免圍巖水力劈裂的產(chǎn)生，無論是內(nèi)壓工況還是外壓工況，都需要圍巖參與承載；②施工時，可削平分岔部位尖角，降低此處應(yīng)力，避免水力劈裂的產(chǎn)生；③還應(yīng)加強岔管處圍巖的固結(jié)灌漿及回填灌漿等工程措施，以保證圍巖與襯砌的整體性，提高圍巖承載能力。 最后，總結(jié)全文，以期本文的研究成果能在落腳河水電站鋼筋混凝土岔管