【摘 要】
:
随着城市规模的高速发展,自20世纪90年代中后期以来,为解决城市生产生活供水的长距离引调水工程也进入了建设高峰期.在长距离引调水工程中不可避免地须应用大型压力钢管道作为跨越沟谷的输水建筑物,而这些沟谷往往地形地质条件复杂、并附存区域活动性断裂带,因此,对压力钢管道适应区域活动性断裂带变形、结构抗震、基础不均匀沉降等能力,以及运行维护管理等都提出了更高要求,原应用于水利水电压力管道上常规的附属结构(
【机 构】
:
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南昆明650051
论文部分内容阅读
随着城市规模的高速发展,自20世纪90年代中后期以来,为解决城市生产生活供水的长距离引调水工程也进入了建设高峰期.在长距离引调水工程中不可避免地须应用大型压力钢管道作为跨越沟谷的输水建筑物,而这些沟谷往往地形地质条件复杂、并附存区域活动性断裂带,因此,对压力钢管道适应区域活动性断裂带变形、结构抗震、基础不均匀沉降等能力,以及运行维护管理等都提出了更高要求,原应用于水利水电压力管道上常规的附属结构(套筒式伸缩节、滚动或滑动式支座等),显然其适应性较差或已不能适应.因此,从老虎山二级电站以及掌鸠河引水工程的倒虹吸钢管道开始(均跨越区域活动性断裂带),昆明院联合相关机构研究应用了一种既可较好适应变形要求、抗震要求,又可免维护的波纹伸缩节(单式、复式—万向型)柔性结构、聚四氟乙烯滑动支座等新型的压力管道附属结构,经上述工程验证应用效果良好,并将其技术逐步提升、推广到后续的类似工程上,如牛栏江—滇池补水工程、滇中引水工程等.本文结合波纹管伸缩节及聚四氟乙烯滑动支座在水利水电工程中应用情况进行总结,结合其主要结构型式、结构特点等进行分析,论述压力钢管柔性补偿器的选型及设计要点、新型滑动支座抗震性能等,并提出组合使用解决跨越活动断层及抗震的柔性处理方案,为其他类似工程提供参考.
其他文献
缅甸瑞丽江(Shweli-I)一级水电站压力钢管主管内径为5.2m,HD值达2184m2,大部分为埋藏式钢管.岔管按明管设计.瑞丽江(Shweli)水电站压力钢管及岔管设计主要包括压力钢管道布置、岔管体形设计、排水系统设计,岔管优化、钢管道安装、整体水压试验等.
球形岔管适用小流量、高水头电站,其分岔灵活,受力均匀,球壳厚度较相同HD值的月牙肋岔管管壁厚度薄,球岔在小直径高水头的岔管应用上前景广阔.文中将球岔设计经验进行总结提炼,将球岔设计过程中繁琐的人工处理部分和设计技巧用计算机程序实现,实现球岔设计的流程化,并依托机器强大的计算能力实现了优化设计,大大提高了球岔设计效率.
国内外地下埋藏式钢岔管大部分是按照明管设计,围岩的约束仅作为一种安全储备.如果设计过程中能够考虑一定的围岩分担率,可以减小管壳的厚度,从而节省钢材,减小制安和运输难度,同明管相比具有显著的优越性,但目前对于钢岔管与围岩联合承载的机理尚处于研究阶段.本文针对某电站大HD值的地下埋藏式月牙肋钢岔管,考虑钢岔管与围岩间的缝隙值,利用有限单元法原理扣ANSYS程序,进行联合承载设计,从而减小钢衬厚度,节约
亚曼苏水电站引水发电系统采用了地面管廊式气垫调压室,调压室与压力钢管之间通过连接管联通.调压室与连接管、压力钢管与连接段的接头部位的设计是工程的关键技术问题之一.如何保证连接岔管的结构安全和经济合理是设计中必须解决的问题.在工程技施阶段,对地面管廊式气垫调压室贴边岔管进行了大量计算分析和研究工作,对其结构特性和水力特性有了较为全面的认识.目前该贴边岔管的设计可满足工程应用的要求.
塔贝拉超大型岔管水压试验运用多闷头及过渡锥设计方案,以及同时使用2台打压泵,解决了超大型岔管群水压试验过程中的技术难题.使用应变应力测试及声发射监控,降低岔管水压试验安全风险,为岔管水压试验提供安全保障.
YR水电站岔管直径小,水头相对较高,设计难度较大,本文将有限元计算引入岔管结构计算中,提高了设计效率及准确性.同时,本工程采用岔管现场联合水压试验对岔管的安全性进行了验证,为工程的长期安全运行提供可靠保证.
结构优化在岔管设计过程中具有重要意义,埋藏式钢岔管由于与围岩联合受力,其受力状态和应力分布与明岔管不同,因此其结构优化与明岔管也有所不同.本文结合工程实例阐述埋藏式钢岔管结构优化的必要性以及如何通过有限元方法进行埋藏式钢岔管的结构优化.
对江西洪屏抽水蓄能电站引水系统钢岔管水压试验前、后焊接残余应力的测试数据进行分析、总结.介绍了减少焊接残余应力与提高焊缝机械性能的相关工程措施,积累了现场施工经验.
本文针对联排式钢筋混凝土岔管结构设计,采用有限元计算软件ANSYS建立岔管及周围岩体模型,对结构模型进行了有限元计算,得出结构应力,通过分析结构应力结果,总结联排式岔管的应力结果特点.根据应力特点选择不同工况、不同部位的应力结果进行配筋计算及相应的裂缝宽度验算,为该类结构的施工及后续工作提供建议以及依据.同时,为该类型的混凝土岔管结构的受力特点分析积累相关经验.
溧阳抽水蓄能电站尾水岔管可研阶段拟采用钢岔管,但岔管部位内水水头不高而外水水头较高,需研究采用混凝土岔管的可能性.本文采用有限元计算软件,对混凝土岔管方案进行了初始地应力反演、围岩稳定分析,以及衬砌应力应变分析等,并对两种岔管型式进行了投资对比.结果表明,尾水岔管采用混凝土岔管是可行的,施工期采用喷锚支护可满足围岩稳定的要求.相比钢岔管方案,采用混凝土岔管节省了工程投资,经济上更合理.