三峽水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力引水管混凝土裂縫計算研究

為了對管道裂縫進行模擬,通過分析試驗結(jié)果,計算裂縫的分形維數(shù),利用分形幾何的l系統(tǒng)進行描述,推導(dǎo)出l系統(tǒng)表達式及三維顯示的映射表達式。實現(xiàn)了對不規(guī)則形狀裂縫較真實的反映。

本文先介紹水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力鋼管工程實例,接著論述了鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的作用機理和非線性分析的必要性,最后闡述了鋼襯鋼筋混凝土壓力管道非線性分析在ansys的實現(xiàn)方法.

基于鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在設(shè)計荷載下外包混凝土將帶裂縫工作的基本承載特性,以緩解開裂與限裂間的矛盾為指導(dǎo)思想,將減小壩后背管外包混凝土裂縫寬度和提高開裂管道的耐久性作為研究目的,結(jié)合模型試驗和有限元法,研究了一些裂縫控制措施的應(yīng)用效果,以及有效的計算內(nèi)水壓力下鋼襯外包混凝土裂縫寬度的公式。結(jié)果表明:總用鋼量相同時,減薄鋼襯,加大鋼筋用量,減小裂縫寬度效果明顯;減薄鋼襯外包混凝土厚度,也可減小裂縫寬度;性能可靠的防水涂料具備黏接性強和變形能力高的基本性質(zhì),可進一步研究其對提高管道耐久性的長期作用;采用п-780-83規(guī)范中的裂縫寬度公式,計算結(jié)果與模型試驗結(jié)果較為符合。

三峽水電站壩后鋼襯鋼筋混凝土壓力背管的非線性有限元分析——采用鋼筋混凝土非線性有限元方法，對三峽水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)進行了計算，求得了各種鋼材配置下的荷載效應(yīng)并進行了相應(yīng)的分析。　　

分析了鋼筋混凝土工程產(chǎn)生裂縫的原因,如荷載、溫度、干縮、沉降等,并對各個原因提出了相應(yīng)的對策。通過深圳鹽田一實際工程,對裂縫控制進行了例證。分析表明,在設(shè)計和施工過程中采取有效的措施,能夠?qū)こ塘芽p發(fā)展進行相應(yīng)的控制,可以提高工程質(zhì)量。其研究結(jié)果對設(shè)計及現(xiàn)場工程有一定參考借鑒作用。

提出“外部管壁”力學(xué)模型,并推導(dǎo)出精度較高的半理論半經(jīng)驗計算公式,該公式考慮了混凝土保護層內(nèi)外的裂縫寬度差異,而后給出算例。

將半埋藏式鋼襯鋼筋混凝土壓力管道簡化成拱結(jié)構(gòu),利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出結(jié)構(gòu)內(nèi)力,再用材料力學(xué)方法求出鋼筋的應(yīng)力σn;按受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法求得σm,由此得到鋼筋的應(yīng)力σm=σn+σm。計算方法有一定可靠性。

鋼筋混凝土裂縫的分析與處理——針對鋼筋混凝土構(gòu)件普遍存在的裂縫問題，從影響構(gòu)件正常使用和影響構(gòu)件結(jié)構(gòu)受力兩方面提出了相應(yīng)的裂縫處理方法，以便及時進行維修和加固。

鋼襯鋼筋混凝土壓力管道應(yīng)用于大型水電站中,一般在設(shè)計時都允許混凝土出現(xiàn)裂縫,但對裂縫寬度進行了限制,而實際工程實測值往往超過計算值.從裂縫寬度計算看出,董哲仁方法存在不足如用改進后的董哲仁法對三峽鋼襯鋼筋混凝土壓力管道混凝土裂縫進行計算,其結(jié)果更接近實測值.

鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生及控制——混凝土是當(dāng)今世界上用量最大、用途最廣泛的工程材料。土木、水利、建筑工程、海洋及港灣建設(shè)工程、交通運輸及鐵路工程中，都涉及到混凝土應(yīng)用。這種人造石與天然石材相比，具有一定的耐久性，但工程實踐中常常遇到混凝土開裂的現(xiàn)...

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞倒塌的工程質(zhì)量事故，絕大多數(shù)是從裂 縫的擴展開始的；其實，只要仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，普通的鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)又一般都是帶裂縫受力工作的，假如借助儀 器，甚至還可以發(fā)現(xiàn)裂縫是時刻發(fā)生變化的，隨著裂縫的發(fā) 展變化，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和適用性會不同程度的降低，嚴 重的甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞；所以研究裂縫的形態(tài)、分 析裂縫產(chǎn)生的原因和裂縫對結(jié)構(gòu)功能的影響并加以控制是 一個十分重要的。 一、混凝土裂縫種類： 外荷載引起的裂縫：外荷載作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫一般具 有很強的規(guī)律性，通過計算分析就可以讀出正確的結(jié)論。 如：矩形樓板板面裂縫成環(huán)狀，沿框架梁分布，板底裂縫成 十字或米字集中于跨中；轉(zhuǎn)角陽臺或挑檐板裂縫位于板面起 始于墻板交界以角點為中心成米字形向外延伸。受力裂縫， 其裂縫與荷載有關(guān)，預(yù)示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問 題。 溫度收縮裂縫：溫度收縮裂縫是一種建筑最常見的裂縫，主 要

鋼襯鋼筋混凝土壓力管道應(yīng)用于大型水電站中,一般在設(shè)計時都允許混凝土出現(xiàn)裂縫,但對裂縫寬度進行了限制,而實際工程實測值往往超過計算值。結(jié)合三峽大比尺結(jié)構(gòu)模型試驗分析了用現(xiàn)有計算公式計算鋼襯鋼筋混凝土壓力管道裂縫寬度的計算值與實測值的符合程度并對今后將進行的裂縫寬度的研究提供了建議。

結(jié)合三峽水電站直徑為１２．４０ｍ壓力引水管道仿真結(jié)構(gòu)模型試驗，研究大直徑鋼襯鋼筋混凝土背管的裂縫開展、溫度應(yīng)力和承載能力，為這種超大型管道設(shè)計提供依據(jù)．

從計算具有混凝土徑向裂縫的管道結(jié)構(gòu)位移出發(fā)，導(dǎo)出了計算鋼襯鋼筋混凝土壓力管道混凝土裂縫寬度的半解析，半經(jīng)驗的實用數(shù)學(xué)模型，經(jīng)與１：１比尺真實材料結(jié)構(gòu)模型試驗結(jié)果相對照，計算值與試驗符合良好，文中還給出了算例并討論了控制裂縫寬度的途徑。

對鋼襯鋼筋混凝土壓力管道進行結(jié)構(gòu)計算時,溫度應(yīng)力的影響是不容忽視的.在變截面固定端超靜定拱模型的基礎(chǔ)上,運用結(jié)構(gòu)力學(xué)彈性中心法推導(dǎo)了溫度應(yīng)力的計算公式,可為工程設(shè)計人員提供參考依據(jù).

根據(jù)模型實驗和非線性有限元計算結(jié)果,對下游壩面式鋼襯鋼筋混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)在各類荷載及其組合下的受力性態(tài)進行了分析和總結(jié),提出了此種結(jié)構(gòu)五階段受力的概念。

國內(nèi)外大型水電工程都需要布置能宣泄大流量的、承受高水壓的壓力管道。水輪機和壓力管道是很多綜合水電工程最重要的主體工程之一。壓力管道通常多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)有承壓的鋼殼,外包鋼筋混凝土保護層,以滿足這類建筑物提出的安全和可靠性的高要求。分析研究了現(xiàn)有壓力管道的結(jié)構(gòu)、安全系數(shù)、計算方法及有關(guān)的標(biāo)準規(guī)范

國內(nèi)外大型水電工程都需要布置能宣泄大流量的，承受高水壓的壓力管道，水輪機和壓力管道是很多綜合水電工程最重要的主體工程之一。壓力管道通常多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)有承壓的鋼殼，外包鋼筋混凝土保護層，以滿足這類建筑物提出的安全和可靠性的高要求。

商州市二級電站壓力管道為鋼筋混凝土管道，內(nèi)徑２ｍ，包角１３５°，和分上中下三段不同厚度，我們采用裝配模板現(xiàn)場澆筑，鋼筋混凝土壓力管道施工質(zhì)量良好，各項指標(biāo)達到了設(shè)計要求。

針對鋼襯鋼筋混凝土壓力管道,結(jié)合彈性模量縮減法和梁系有限元法,建立了結(jié)構(gòu)極限承載力分析的彈性迭代法。彈性迭代法繼承了彈性模量調(diào)整法原理簡單、應(yīng)用方便的優(yōu)點;同時,利用梁系有限元能大大減少單元和自由度數(shù),在保持精度的同時能顯著提高計算效率。算例分析表明,彈性迭代法計算精度良好,可應(yīng)用于鋼襯鋼筋混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)的極限承載力分析中。

山口水電站鋼筋混凝土壓力支管道施工技術(shù)——新疆哈巴河縣山口水電站在4條鋼筋混凝土壓力支菅混凝土施工中采取了新技術(shù)、新工藝，很好地克服了因壓力支管菅徑較大，場地限制而帶來的施工中的難題，保證了壓力支管混凝土工程質(zhì)量?！　?/p>

山口水電站鋼筋混凝土壓力支管道施工技術(shù) 新疆哈巴河縣山口水電站在4條鋼筋商品混凝土壓力支管商品混凝土施工中采 取了新技術(shù)、新工藝，很好地克服了因壓力支管管徑較大，場地限制而帶來的施 工中的難題，保證了壓力支管商品混凝土工程質(zhì)量。 1前言 新疆哈巴河縣山口水電站是一座堆石面板壩后電站，電站總裝機容量為25200kw， 共有4臺機組，每臺機組容量為6300kw，引水工程由2條直徑4m、壁厚1m的鋼 筋商品混凝土壓力主管經(jīng)岔管分為4條壓力支管，壓力支管內(nèi)徑為1.8m，壁厚 70cm，外徑2.5m，此電站設(shè)計水頭為90m。山口電站兩條鋼筋商品混凝土壓力主 管于1994年7～9月施工完成，在施工過程中施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位3 方共同研究決定，為了降低施工難度，壓力管道外部由圓形設(shè)計變更為方形，兩 條主管連在一起。壓力支管基礎(chǔ)為火成巖石基礎(chǔ)，支管兩側(cè)