大七孔電站壓力鋼管應(yīng)力與穩(wěn)定分析

利用ansys有限元分析程序,分別進(jìn)行了考慮人孔補(bǔ)強(qiáng)圈與主管接觸或不接觸兩種情況下的應(yīng)力計(jì)算,以此來分析接觸行為對鋼管開口區(qū)及補(bǔ)強(qiáng)圈應(yīng)力的影響,提供落生水電站壓力鋼管3號人孔參考。

龍灘水電站為地下廠房壓力引水式電站,采用單管單機(jī)供水方式,壓力鋼管內(nèi)徑10m,最大hd值達(dá)2453m2,為特大型鋼管。鋼管管壁厚度18~52mm,采用16mnr級鋼板(厚18~32mm)和610mpa級鋼板(厚32~52mm),加勁環(huán)采用q345-c級鋼材。地下埋管入巖段外包厚1500mm的c25鋼筋混凝土,配ⅱ級鋼筋,其余地下埋管外包厚600mm的c20素混凝土。對龍灘水電站埋藏式加勁壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定性進(jìn)行了校核計(jì)算。在校核計(jì)算過程中,采用了解析法和半解析有限元法等多種計(jì)算方法,并且綜合考慮了初始縫隙等缺陷因素對壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定性的影響。對水電站埋藏式加勁壓力鋼管的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)具有一定的借鑒作用。

廣西凌云縣浩坤水電站采用混凝土拱壩擋水,工程位于喀斯特巖石地區(qū),基巖存在斷裂層,地質(zhì)條件十分復(fù)雜。由于規(guī)范要求混凝土拱壩應(yīng)力分析需采用的拱梁分載法,其經(jīng)簡化處理后的計(jì)算結(jié)果難以反映拱壩真實(shí)應(yīng)力承載情況?？紤]到壩體左岸存在的斷裂層對壩體承載的影響,采用三維有限元計(jì)算軟件分析壩體應(yīng)力及壩肩穩(wěn)定。計(jì)算結(jié)果表明:對于左岸存在的斷裂層,在不經(jīng)工程措施處理情況下,壩體應(yīng)力比較對稱,應(yīng)力未超出規(guī)范要求,對壩體的穩(wěn)定不會(huì)造成影響。此結(jié)論給工程施工的生產(chǎn)單位在經(jīng)濟(jì)和安全方面提供了重要參考,取得明顯的工程效益。圖6幅,表4個(gè)。

浩坤水電站拱壩應(yīng)力穩(wěn)定分析——廣西凌云縣浩坤水電站采用混凝土拱壩擋水，工程位于喀斯特巖石地區(qū)，基巖存在斷裂層，地質(zhì)條件十分復(fù)雜。由于規(guī)范要求混凝土拱壩應(yīng)力分析需采用的拱梁分載法，其經(jīng)簡化處理后的計(jì)算結(jié)果難以反映拱壩真實(shí)應(yīng)力承栽情況?？紤]到壩體...

γwhdσsφ［σ］t(mm) 0.00000987737814003250.95178.753.7 　　鋼管軸線傾角??????????????????α=44.920° 3初估管壁厚度t 　　焊縫系數(shù)????????????????????φ=0.95 （1）根據(jù)末跨的主要荷載（內(nèi)水壓力）并考慮將鋼材的允許應(yīng)力降低15%，按鍋爐公式初估管壁厚度t： 　　計(jì)算公式： 325.000n/mm2 　　末跨跨中截面管道中心內(nèi)水壓力??????????h=77378mm 　　（2）參考資料：《水電站建筑物》（王樹人董毓新主編）、《水電站》（成都水力發(fā)電學(xué)校主編） 2設(shè)計(jì)基本資料 　　鋼材的泊松比??????????????????μ= 206000n/mm2 0.3 　　鋼材的彈性模量?????????????????e= 壓力鋼管（

(2]朱伯芳．混凝土結(jié)構(gòu)徐變應(yīng)力分析的簿式解 法，水刺學(xué)報(bào)，1983年5月。 (3)董福品，水溫和氣溫對地基溫度影響的分析， 水利學(xué)報(bào)，】992年6月． (5]董福品，混檉土頹玲效果的研究．水利水電技 術(shù)，994年4月。 (董福品等，巖灘水電站碾壓混疆土壩溫度橡 變瑾力分析，水利水電科學(xué)研究撓結(jié)構(gòu)所．19884年 ()董福品、丁寶瑛·混凝土冷卻水管的冷卻效果10月· 分析’水搬電’。。 j電站壓力管遁 0小山水電站壓力管道出口洞臉巖體 諺勘測設(shè)? ． 國堅(jiān) ’ 一 一 ‘-—， ～ 1工程概況’ 小山電站是松江河梯級電站的第一級電 站。位于吉林省撫橙縣境內(nèi)，水利樞紐工程由 混凝土面板堆石壩、地面式廠房、引水隧洞、溢 洪道等組成，正常蓄水位683．00m，死水位 664．00m最大壩高：86

為研究廣西拉浪水電站擴(kuò)建工程破壩開孔對壩體穩(wěn)定性的影響,運(yùn)用了規(guī)范規(guī)定的材料力學(xué)法并結(jié)合三維有限元軟件,對4個(gè)施工步驟共7種工況下進(jìn)水口及整個(gè)壩體應(yīng)力及穩(wěn)定性進(jìn)行分析,結(jié)果表明:材料力學(xué)法計(jì)算的孔口底部截面最大壓應(yīng)力為0.67mpa,最小壓應(yīng)力為0.34mpa,壩基截面最大壓應(yīng)力為0.63mpa,最小壓應(yīng)力為0.06mpa,均滿足《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范sl319-2005》中壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力且不大于混凝土允許壓應(yīng)力的要求。進(jìn)水口以上壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)k為1.24,k′為5.28,全壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)k為1.10,k′為3.10,均大于《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范sl319-2005》規(guī)定的k為1.0與k′為2.5,滿足抗滑穩(wěn)定要求。在孔口周圍、壓力管上彎段及下彎段存在局部拉應(yīng)力區(qū),建議在局部拉應(yīng)力區(qū)合理配筋。

以壓力鋼管內(nèi)水頭損失所形成的電能損失價(jià)值與鋼管費(fèi)用之和最小為優(yōu)化準(zhǔn)則，推導(dǎo)出壓力鋼管多種分段方式下的直徑計(jì)算公式，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定最優(yōu)管徑與分段方案．采用本文方法進(jìn)行壓力鋼管設(shè)計(jì)，具有速度快、結(jié)果明確等特點(diǎn)．可廣泛適用于各種水頭壓力鋼管的直徑與分段方式的確定．

大七孔水電站裝機(jī)3×16mw,系目前我國為數(shù)不多的采用額定轉(zhuǎn)速為1000r/min的中型立軸常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組,其工作水頭為3120～3333m,最大升壓水頭達(dá)3942m。電站投入運(yùn)行后經(jīng)現(xiàn)場測試表明,該型號機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、出力范圍寬,充分顯示了在高水頭中小型水電站中采用比轉(zhuǎn)速較高的混流式水輪機(jī)替代比轉(zhuǎn)速較低的沖擊式水輪機(jī)的優(yōu)越性。

(一)概述水電站壓力鋼管明管絕大部份處在膜應(yīng)力區(qū)工作,設(shè)計(jì)好壓力鋼管膜應(yīng)力區(qū),對水電站建設(shè)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前,水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)是采用經(jīng)典的數(shù)學(xué)模型,有些指標(biāo)的規(guī)定用嚴(yán)格數(shù)值區(qū)分是不太合理的。例如:對某種鋼的允許應(yīng)力規(guī)定[σ]=125.4mpa,它意味著σ_1≤125.4mpa是允許的,而σ_1=125.5mpa是不允許的(從概念和數(shù)學(xué)模型而論),但實(shí)際上兩者并無本質(zhì)上的區(qū)別。允許應(yīng)力應(yīng)是一個(gè)牽涉多方面因素的模糊集合(即允許應(yīng)力不是一個(gè)值,而是一個(gè)區(qū)間)。這些因素有:設(shè)計(jì)條件及水平;制造水平;安裝水平;鋼材質(zhì)量;鋼管破壞造成的災(zāi)害大

介紹沙沱水電站壓力鋼管蝸殼合攏焊縫施工全過程拘束應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法、分析過程及結(jié)果。監(jiān)測結(jié)果說明本次所采用的無線應(yīng)變檢測方法在該環(huán)境下能有效實(shí)時(shí)監(jiān)測,監(jiān)測所獲得的完整的合攏縫拘束應(yīng)力數(shù)據(jù)對完善具體的焊接工藝及進(jìn)一步研究焊接施工對拘束應(yīng)力的影響等方面具有現(xiàn)實(shí)意義。

較為詳細(xì)的介紹了黃河上游公伯峽水電站廠房壓力鋼管邊坡1000kn、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索的施工經(jīng)驗(yàn),對類似地質(zhì)情況下進(jìn)行深孔預(yù)應(yīng)力錨索施工有一定的參考價(jià)值。

采用優(yōu)化設(shè)計(jì)和模糊數(shù)學(xué)兩門數(shù)學(xué)理論,對水電站壓力鋼管明管構(gòu)造了一個(gè)完整的,合理的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型——水電站壓力鋼管明管膜應(yīng)力區(qū)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型.比較完滿地解決了水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)中人為地把現(xiàn)實(shí)存在的模糊集合規(guī)定為有明確邊界的普通集合所帶來的矛盾。并對天湖水電站壓力鋼管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),取得了既安全又經(jīng)濟(jì)的效果。

例題：某露天式壓力鋼管，管徑d＝3m，跨中斷面最大靜水頭0h=62m。 水錘壓力00.3hh，鋼管允許應(yīng)力[]127.5mpa，焊縫系數(shù)0.95， 若將允許應(yīng)力降低20％。試確定管壁厚度，并驗(yàn)算是否應(yīng)設(shè)剛性環(huán)？ 若其鋼管軸向傾角030，求徑向水壓力在此非鋼性環(huán)斷面的管壁頂 點(diǎn)(00)和水平軸線( 2 )處的環(huán)向應(yīng)力？ 解：(1) 3 3 6 9.8110(620.362)3 12.21012 2[]0.820.95127.5100.8 hd mmm計(jì) 214mm計(jì)實(shí) 構(gòu)造要求：(a)d3000447.75mm 800800 ＋＝＋＝ (b)6mm 最后取管壁厚度14mm實(shí) (2)是否應(yīng)設(shè)剛性環(huán)？ d3000 23mm12(,2mm) 130130 mm計(jì)計(jì)＝＝注：用不考慮

ecepdi本表參照87gd火力汽水管道零件及部件典型設(shè)計(jì)手冊選用制作：儲(chǔ)劍鋒 如規(guī)范無其他要求，建議按螺旋縫電焊鋼管或水煤氣管選用。 圖紙上管徑可表示為dn。 當(dāng)埋深或地面荷載變化時(shí)應(yīng)計(jì)算確定壁厚。 品種pn1.6直縫電焊鋼管品種pn1.6螺旋縫電焊鋼管 圖號d-gd87-0122-05圖號d-gd87-0122-02 材料q235a鋼材料q235a鋼 公稱通徑外徑x壁厚重量公稱通徑外徑x壁厚 dndwxs(每米)dndwxs mmmmkgmmmm 700720x7123.10700720x9 600630x692.33600630x8 500529x677.39500529x7 450478x558.33450478x7 400426x551.91400426x7 350377x545.

一、填空題 1．壓力管道的功用是輸送水能。 2．壓力水管按其結(jié)構(gòu)布置形式可分為壩內(nèi)埋管、壩后背管、地面壓力管道、地下壓力管道 幾種類型。 3．壓力水管向水輪機(jī)的供水方式可分為單獨(dú)供水、聯(lián)合供水、分組供水三種。 地下壓力管道有地下埋管、回填管。 4．分段式明鋼管進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮以下四個(gè)基本斷面：支墩跨中斷面1—1、支承環(huán) 附近斷面2—2、加勁環(huán)及其旁管壁斷面3—3、支承環(huán)及其旁管壁斷面4—4。 5．壓力水管上常用的閥門有閘閥、蝴蝶閥和球閥三種。 6．明鋼管的支承結(jié)構(gòu)有鎮(zhèn)墩和支墩。 7．鎮(zhèn)墩可分為封閉式和開敞式兩種。 8．常用的支墩形式有滑動(dòng)支墩、滾動(dòng)式支墩和搖擺式支墩三類。 9．明鋼管根據(jù)其在相鄰兩鎮(zhèn)墩間是否設(shè)置伸縮節(jié)，有分段式和連續(xù)式兩種敷設(shè)方式。 10．鋼筋混凝土管分為普通鋼筋混凝土管和預(yù)應(yīng)力、自應(yīng)力鋼筋混凝土管

——————————————————————————————————————————————— 壓力鋼管 關(guān)鍵字：小型水電站設(shè)計(jì)明鋼管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析實(shí)例 南澗縣板橋電站位于東經(jīng)100o22'00"～100o23'30"北 緯34o46'30"～24o 已知q設(shè)=1.4m3/s，取v經(jīng)為3.5m/s 即：d==0.713m 按《水利發(fā)電》中介紹的經(jīng)驗(yàn)公式： d=7√（1.03qmax/h）=0.816m 式中:qmax設(shè)計(jì)正常引用流量 h毛水頭 為計(jì)算方便，取d=800mm作為試算內(nèi)徑。 二、水損計(jì)算 1）進(jìn)口水頭損失h1=σ·=0.024m式中：σ取0.05v===3.11m/s 2）攔污柵水頭損失h2=ζ·=0.066m 式中：ζ=kiβ·（）1.33+β2（）1.33isin2=1.94v===0.816 3）管

針對按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的大中型電站壓力鋼管建筑物級別,研究大型壓力鋼管建筑物級別確定的合理性。按照設(shè)計(jì)決策的原則,結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目管理實(shí)踐,分析了大中型電站大型壓力鋼管建筑物級別的確定依據(jù),指出了按照現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的壓力鋼管建筑物級別未結(jié)合壓力鋼管規(guī)模的因素全面考慮,研究了電站大型壓力鋼管的建筑物級別確定對其工程建設(shè)的影響與項(xiàng)目管理措施。結(jié)果表明,對于大中型電站大型壓力鋼管的建筑物級別應(yīng)結(jié)合壓力鋼管規(guī)模的因素綜合考慮,經(jīng)過分析論證可提高一級;對于中型電站主要建筑物大型壓力鋼管的建設(shè)項(xiàng)目管理,建議工程參建各方———項(xiàng)目法人、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位按照大型電站工程規(guī)模的要求進(jìn)行壓力鋼管項(xiàng)目管理,為中型電站大型壓力鋼管的建設(shè)實(shí)施作出了好的建設(shè)決策。為電站大型壓力鋼管的建設(shè)實(shí)施提供了有益參考。

針對水電站壓力鋼管的抗外壓穩(wěn)定問題,提出了半解析有限元法。該方法具有計(jì)算量小、計(jì)算精度高、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)。采用半解析有限元法對九甸峽水電站埋藏式壓力鋼管進(jìn)行了外壓穩(wěn)定性計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與米賽斯法、文敦白法和賴-范法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較分析。研究表明,半解析有限元法考慮加勁環(huán)嵌固作用比考慮加勁環(huán)簡支作用的計(jì)算結(jié)果大,而與米賽斯法、文敦白法結(jié)果相近。在實(shí)際施工中,應(yīng)采取有效施工工藝,使加勁環(huán)對鋼管的約束更接近于嵌固作用,從而提高壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定性。

——文章來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考 小型水電站壓力鋼管道穩(wěn)定設(shè)計(jì)與施工控制 摘要：眾所周知，小型水電站壓力鋼管的下平段和下斜段，由于內(nèi)水壓力很高， 普通高強(qiáng)鋼難以滿足較 厚鋼板對焊接均一性和焊接低敏感性的要求。本文為此首先從兩個(gè)方面探 討了小型水電站埋藏式壓力管道的穩(wěn)定性，在常規(guī)措施的基礎(chǔ)上，提出了一系列的 穩(wěn)定設(shè)計(jì)與施工控制。 關(guān)鍵詞：小型水電站；壓力鋼管；設(shè)計(jì)；施工 小型水電站壓力鋼管道是水工建筑的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)之一[1]。壓力管道按照鋼 管是否直接和大氣接觸的條件，鋼管可以分為明敷鋼管與埋管。后者可以埋設(shè)在混 凝土中、巖石中或在土壤中。明管通常支承在分開的支座上[2]。由于壓力鋼管承重 壓力比較大，承載荷性也比較強(qiáng)，為此研究小型水電站壓力鋼管道穩(wěn)定設(shè)計(jì)與施工 控制意義重大。 1埋藏式壓力管道的穩(wěn)定性分析 1.1內(nèi)水作用下的承載分析 內(nèi)水壓力是壓力管道的主要荷載，鋼襯和鋼筋混凝

本文較為詳細(xì)地介紹了高水頭小流量引水式水電站壓力鋼管穩(wěn)定設(shè)計(jì)與施工的一系列工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與控制方法,尤其結(jié)合制作、安裝、焊接等關(guān)鍵工序,以及質(zhì)量保證措施重點(diǎn)進(jìn)行了說明。

大七孔電站溢洪道的鋼閘門,由于上下游洪水位變幅過大,弧形閘門的支鉸難以布置,而采用平板鋼閘門,其啟閉機(jī)工作橋的高度達(dá)11m,有礙風(fēng)景區(qū)的景觀。經(jīng)研究,最終采用升臥式平板鋼閘門,滿足了工程需要,節(jié)省了工程投資