卡洛特水电站埋藏式压力钢管联合受力研究 被引量：2

1

作者 汪碧飞 李月伟 +1 位作者 孔剑 胡剑杰 《人民长江》 北大核心 2022年第2期138-142,163,共6页

考虑钢管与围岩联合承载,采用有限元对钢管、回填混凝土与围岩组成的联合承载体进行了非线性的计算分析,将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比,比较了内水压力、围岩与钢管缝隙等因素对钢管受力特性及围岩分担率的影响。研究表明:... 考虑钢管与围岩联合承载,采用有限元对钢管、回填混凝土与围岩组成的联合承载体进行了非线性的计算分析,将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比,比较了内水压力、围岩与钢管缝隙等因素对钢管受力特性及围岩分担率的影响。研究表明:不同的内水压力下,围岩分担率不同,一般随内水压力的增加而减小。缝隙影响围岩的分担率,缝隙越小,围岩分担的内水压力就越大;当缝隙超过一定值时,钢管接近明管的受力状态。回填混凝土采用弹塑性断裂本构模型的实体单元模拟能较好地反映材料的力学性能,宜采用该方法对埋藏式压力钢管进行受力分析与工程设计。 展开更多

关键词 埋藏式压力钢管 联合承载 三维有限元模型 围岩分担率

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地下埋藏式压力钢管强度分析的改进方法 被引量：1

2

作者 陈观福 伍鹤皋 +1 位作者 简建勇 熊德炎 《水电能源科学》 1999年第3期64-67,共4页

考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和在内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应，并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析．编制了相应的非线性有限元程序，结合工程实... 考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和在内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应，并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析．编制了相应的非线性有限元程序，结合工程实例，通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论． 展开更多

关键词 压力钢管 地下埋管 结构分析 水电站

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埋藏式钢管与围岩联合承载研究 被引量：1

3

作者 汪碧飞 李勇泉 +1 位作者 陈美娟 王永权 《水电能源科学》 北大核心 2021年第1期115-118,共4页

以某地下电站引水管道为例,采用三维有限元模拟了钢管、回填混凝土与围岩的联合承载体,分析了回填混凝土的三种不同本构模型及围岩弹性模量等重要因素对联合承载体的影响,并在此基础上分析了钢管环向应力、钢管与回填混凝土之间的接触... 以某地下电站引水管道为例,采用三维有限元模拟了钢管、回填混凝土与围岩的联合承载体,分析了回填混凝土的三种不同本构模型及围岩弹性模量等重要因素对联合承载体的影响,并在此基础上分析了钢管环向应力、钢管与回填混凝土之间的接触应力、围岩分担率等变化规律。结果表明,回填混凝土易屈服而产生裂缝,应考虑混凝土的断裂特性;回填混凝土采用弹塑性断裂本构模型计算的结果与规范计算得到的结果接近,采用该本构模型安全可靠。 展开更多

关键词 埋藏式钢管 联合承载 接触 弹塑性 断裂 围岩分担率

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最优化技术在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计中的应用 被引量：1

4

作者 吕东海 冯华 鹿宁 《西北水电》 2014年第3期28-31,共4页

加劲环式地下埋管的稳定是压力钢管设计中重要的问题之一,既要满足结构需要又要经济合理。文章在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计过程中采用最优化技术解决了钢管管壁厚度、加劲环厚度及加劲环高度最优选择的难题,对加劲环式地下埋管设... 加劲环式地下埋管的稳定是压力钢管设计中重要的问题之一,既要满足结构需要又要经济合理。文章在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计过程中采用最优化技术解决了钢管管壁厚度、加劲环厚度及加劲环高度最优选择的难题,对加劲环式地下埋管设计的经济性取得了借鉴性成果。 展开更多

关键词 最优化技术 加劲环 地下埋管 抗外压稳定

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地下埋藏式压力钢管无内支撑安装变形分析 被引量：6

5

作者 汪剑国 伍鹤皋 +2 位作者 石长征 彭鹏 彭智祥 《水力发电》 北大核心 2016年第12期50-55,共6页

以某水电站超大型地下埋藏式压力钢管为研究对象,分别考虑钢管两侧混凝土同时水平上升和存在高差浇筑两种情况,对钢管在混凝土浇筑阶段的受力变形进行有限元数值分析。计算结果表明,两种浇筑方式下内外支撑的布置对钢管变形规律影响不大... 以某水电站超大型地下埋藏式压力钢管为研究对象,分别考虑钢管两侧混凝土同时水平上升和存在高差浇筑两种情况,对钢管在混凝土浇筑阶段的受力变形进行有限元数值分析。计算结果表明,两种浇筑方式下内外支撑的布置对钢管变形规律影响不大,最大变形出现在钢管底部,数值上均满足规范对钢管变形的控制要求;内支撑和拉杆的轴向应力较小,在减小钢管变形上的作用不大。因此,建议取消内支撑而保留拉杆作为防止钢管产生移位的固定措施,以顺利实施钢管自动化焊接、安装和混凝土浇筑,提高施工效率,节省工程投资。 展开更多

关键词 地下埋藏式压力钢管 混凝土浇筑 自动化焊接 内支撑 变形分析

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寒冷地区某长距离引水式电站防冰冻设计 被引量：6

6

作者 蒋志勇 洪迎东 谢坤 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第3期38-40,共3页

某工程为寒冷地区长距离明渠引水式电站,采取水库蓄冰增温、渠道防冰、前池排冰、金属结构防冰冻等防冰措施,为工程冬季安全运行提供了保障,为同类工程设计提供了参考。

关键词 引水式电站 防冰冻 水库蓄冰 明渠引水 输排冰 弯道排冰 浅埋式压力钢管

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重力坝坝身管道布置形式对其抗震性能的影响 被引量：2

7

作者 杨平 石长征 伍鹤皋 《人民长江》 北大核心 2016年第7期59-63,96,共6页

为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管... 为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管道布置形式对其影响不大;管道混凝土腰部和顶部的动应力均较大,属于结构抗震薄弱环节;当管道部分露于坝体之外时,管道上弯段和斜直段动应力较大,特别是上弯段是抗震最不利之处;将管道全部埋入坝体能有效减小上述管段应力,抗震优势明显,钢管外是否设垫层影响很小。 展开更多

关键词 浅埋式坝后背管 联合承载坝内埋管 设垫层坝内埋管 时程分析 地震响应

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地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析 被引量：2

8

作者 陈观福 伍鹤皋 熊德炎 《武汉水利电力大学学报》 CSCD 1999年第6期32-36,共5页

考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应,并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析,编制了相应的非线性有限元程序.结合工程实例,通... 考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应,并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析,编制了相应的非线性有限元程序.结合工程实例,通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论. 展开更多

关键词 地下埋管 内水压力 压力钢管 水电站 有限元分析

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三江口电站扩建工程取水建筑物设计

9

作者 高春涛 林志华 +1 位作者 孙怀昆 罗加谦 《云南水电技术》 2008年第1期34-37,共4页

在三江口水电站扩建工程中，通过对首部不同的取水方式进行了技术和经济的综合比较，最终选择过河埋管的取水方式。其优点在于施工简单可行，不影响阿鸠田电站河边挡墙的安全，取水较为方便，且可保留电站原取水系统。取水建筑物的创新... 在三江口水电站扩建工程中，通过对首部不同的取水方式进行了技术和经济的综合比较，最终选择过河埋管的取水方式。其优点在于施工简单可行，不影响阿鸠田电站河边挡墙的安全，取水较为方便，且可保留电站原取水系统。取水建筑物的创新布置，表现在“越河取水”、洞内消能和流态过渡，尤其在“越河取水”的设计特点上打破了水电工程中传统的岸边引水发电方式。本文主要对衔接竖井、过河埋管、汇合隧洞等主要取水建筑物的设计进行介绍。三江口水电站扩建工程于2005年7月开工，2006年8月1日引水系统正式通水，同年12月6日扩建第一台机组并网发电。至今电站运行了一年多，扩建后的取水建筑物和原取水建筑物运行情况良好。 展开更多

关键词 扩建工程 取水布置 竖井 过河埋管 隧洞设计

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坝内埋管仿真模型试验研究

10

作者 魏有健 黄建凤 +2 位作者 张仲卿 梁政 兰色文 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1992年第3期72-76,共5页

根据仿真模型试验成果分析大直径混凝土坝内埋管的钢衬、钢筋和混凝土联合作用,加劲环对应力分布的影响,说明混凝土标号和施工质量是决定坝内埋管承载能力的关键。

关键词 压力钢管/坝内埋管 仿真校型

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拟梁等参单元和坝内垫层钢管的应力分析

11

作者 李乐平 《人民长江》 北大核心 1992年第11期9-12,共4页

坝内垫层钢管的应力分析,由于钢管和垫层的厚度相对很小,垫层端部应力梯度较大,使用常规有限单元很难得出满意的结果,特别不能正确求出垫层端部的局部应力。作者提出一种拟梁等参单元,这种单元描述位移和应力变化的能力在一个方向很强,... 坝内垫层钢管的应力分析,由于钢管和垫层的厚度相对很小,垫层端部应力梯度较大,使用常规有限单元很难得出满意的结果,特别不能正确求出垫层端部的局部应力。作者提出一种拟梁等参单元,这种单元描述位移和应力变化的能力在一个方向很强,而在与之正交的方向相对较弱。它很适合用于坝内垫层钢管的应力分析。本文采用拟梁等参单元对三峡工程坝内钢管的设计比较方案等进行了计算,计算结果与试验结果吻合较好。计算结果表明:钢管应力,有垫层段远大于无垫层段,在垫层端部存在较大的局部应力;垫层弹模值的大小对钢管应力影响较大。垫层弹模值越小,传递到混凝土的荷载也越小,越靠近垫层端部这种影响越显著。三峡工程的钢管,当管壁厚度为4.6cm时,垫层弹模值以略大1.0MPa为宜。 展开更多

关键词 垫层 钢管 拟梁等参单元 应力 坝

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埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定分析方法探讨 被引量：14

12

作者 伍鹤皋 周彩荣 +1 位作者 付山 石长征 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期19-23,共5页

本文对国内外常用的埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的计算方法进行了比较研究。结果表明:采用规范DL/T 5141—2001中(B16)式的设计结果偏于保守;而规范DL/T 5141—2001附录中(30)式是对Svoisky方法的错误表达,可能得出偏大甚至错误的... 本文对国内外常用的埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的计算方法进行了比较研究。结果表明:采用规范DL/T 5141—2001中(B16)式的设计结果偏于保守;而规范DL/T 5141—2001附录中(30)式是对Svoisky方法的错误表达,可能得出偏大甚至错误的加劲环临界外压值;Jacobsen方法不仅克服了Amstutz方法适应范围的局限,而且克服了Svoisky方法未考虑等效翼缘以外管壁上外压力的不足,经过比较最终建议采用Jacobsen方法,并为求解Jacobsen公式提供了一种有效的计算思路。 展开更多

关键词 水工结构 稳定分析 计算方法 加劲环 埋藏式压力钢管 外水压力

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带加劲环埋藏式压力钢管的抗外压稳定性分析 被引量：6

13

作者 周挺 郑林仙 陈亚君 《浙江水利水电专科学校学报》 2010年第2期35-39,共5页

水电站压力钢管作为一种薄壳结构,在承受外压时易发生压屈而失稳,成为某些水电站压力管道钢衬设计的控制因素.目前规范采用明管抗外压的米赛斯公式计算埋藏式加劲环压力钢管的临界外压,将外包混凝土衬砌对管壁的径向约束作用作为安全储... 水电站压力钢管作为一种薄壳结构,在承受外压时易发生压屈而失稳,成为某些水电站压力管道钢衬设计的控制因素.目前规范采用明管抗外压的米赛斯公式计算埋藏式加劲环压力钢管的临界外压,将外包混凝土衬砌对管壁的径向约束作用作为安全储备,安全系数略予降低.为量化这种必然使钢管临界外压增大的混凝土衬砌径向约束作用,首先利用非线性屈曲分析按明管定量分析加劲环式压力钢管的临界外压,进而再通过在外包混凝土衬砌和钢衬间设置接触单元考虑混凝土衬砌对管壁的径向约束作用,按埋管分析加劲环式压力钢管的临界外压,然后与按米赛斯公式和赖华金等所推导的公式计算的临界外压进行对比.表明即使混凝土衬砌和钢管间有均匀分布的缝隙,外包混凝土衬砌的径向约束作用也会使环间管壁的临界屈曲外压明显提高,提高幅度可高达50%以上. 展开更多

关键词 埋藏式压力钢管 径向约束 非线性屈曲分析 临界外压

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全埋式钢衬钢筋混凝土管道与坝内垫层管比较分析 被引量：3

14

作者 胡蕾 伍鹤皋 苏凯 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期54-58,共5页

结合某坝后式水电站工程实例,对全埋式钢衬钢筋混凝土管道方案进行了平面非线性有限元分析,比较了不同管坝接缝面连接形式(垫层、冷缝、固结)对结构受力特性的影响.计算结果表明:垫层接缝方案可以有效地减少内水压力传至坝体,冷缝连接... 结合某坝后式水电站工程实例,对全埋式钢衬钢筋混凝土管道方案进行了平面非线性有限元分析,比较了不同管坝接缝面连接形式(垫层、冷缝、固结)对结构受力特性的影响.计算结果表明:垫层接缝方案可以有效地减少内水压力传至坝体,冷缝连接方案次之,固结方案最为不利,因此从坝体安全性角度考虑,建议在工程中使用垫层接缝方案.在坝址区域地震烈度较高或者对管、坝混凝土开裂有严格控制的工程中,建议使用坝内垫层管方案,这样不仅可以保证坝体及管道抗震安全,又能使钢管承担更多的内水压力,减少或避免管道及坝体混凝土开裂. 展开更多

关键词 水工结构 全埋式背管 损伤理论 坝内垫层管 管坝接缝面

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埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用 被引量：4

15

作者 鲁志航 彭越尧 +1 位作者 伍鹤皋 石长征 《水利水电技术》 北大核心 2020年第7期46-52,共7页

对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式... 对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一。 展开更多

关键词 埋藏式压力钢管 加劲环 抗外压稳定 计算方法 临界外压力

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寒冷地区坝内垫层管运行期温度效应及保温措施研究 被引量：2

16

作者 杨平 石长征 +2 位作者 伍鹤皋 刘锋 刘涛 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期47-54,共8页

为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行非线性有限元分析。结果表明:由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管... 为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行非线性有限元分析。结果表明:由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管道表面不会出现宏观裂缝;但在温降工况下管道顶部混凝土损伤较严重,而在温升工况下管道底部混凝土损伤更明显,相应损伤区域的钢筋应力也明显增加;坝面保温板的铺设能够有效降低结构所承担的温度荷载,改善混凝土损伤状况,降低钢筋应力,且随着保温板厚度的增加其作用效果逐渐显著,但当增加到一定程度后,其作用效果趋于稳定,同时考虑投资等工程实际情况,不宜过度增加保温板厚度,建议保温板厚度由裂缝宽度控制。 展开更多

关键词 水工结构 坝内垫层管 损伤 温度荷载 保温措施

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基于试验遗传算法的水电站加劲压力埋管优化设计

17

作者 张礼兵 程吉林 +2 位作者 金菊良 王军 赵国峰 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2006年第10期37-39,共3页

水电站地下埋管的结构最优化设计是一个多维混合变量的非线性优化问题,采用常规优化方法求解有较大困难,为此提出基于试验优化设计思想的改进遗传算法———试验遗传算法。实例表明,由于该算法能自动调整计算精度,更好地保持种群多样性... 水电站地下埋管的结构最优化设计是一个多维混合变量的非线性优化问题,采用常规优化方法求解有较大困难,为此提出基于试验优化设计思想的改进遗传算法———试验遗传算法。实例表明,由于该算法能自动调整计算精度,更好地保持种群多样性而易获得全局最优点,且计算简单、高效,对水利水电工程中常见的高维非线性优化问题适用性强,具有较高的推广应用价值。 展开更多

关键词 试验遗传算法 水电站 加劲压力埋管 非线性优化

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