三峽水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力引水管混凝土裂縫計(jì)算研究

為了對(duì)管道裂縫進(jìn)行模擬,通過分析試驗(yàn)結(jié)果,計(jì)算裂縫的分形維數(shù),利用分形幾何的l系統(tǒng)進(jìn)行描述,推導(dǎo)出l系統(tǒng)表達(dá)式及三維顯示的映射表達(dá)式。實(shí)現(xiàn)了對(duì)不規(guī)則形狀裂縫較真實(shí)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(shí)例,接著論述了鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的作用機(jī)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(shí)現(xiàn)方法.

基于鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在設(shè)計(jì)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(yàn)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(jì)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(shí),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(qiáng)和變形能力高的基本性質(zhì),可進(jìn)一步研究其對(duì)提高管道耐久性的長(zhǎng)期作用;采用п-780-83規(guī)范中的裂縫寬度公式,計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)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(duì)三峽水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算，求得了各種鋼材配置下的荷載效應(yīng)并進(jìn)行了相應(yīng)的分析?！　?/p>

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(duì)各個(gè)原因提出了相應(yīng)的對(duì)策。通過深圳鹽田一實(shí)際工程,對(duì)裂縫控制進(jìn)行了例證。分析表明,在設(shè)計(jì)和施工過程中采取有效的措施,能夠?qū)こ塘芽p發(fā)展進(jìn)行相應(yīng)的控制,可以提高工程質(zhì)量。其研究結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)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(yàn)計(jì)算公式,該公式考慮了混凝土保護(hù)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(jiǎn)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(jì)算方法求得σm,由此得到鋼筋的應(yīng)力σm=σn+σm。計(jì)算方法有一定可靠性。

鋼筋混凝土裂縫的分析與處理——針對(duì)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(shí)進(jìn)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(jì)時(shí)都允許混凝土出現(xiàn)裂縫,但對(duì)裂縫寬度進(jìn)行了限制,而實(shí)際工程實(shí)測(cè)值往往超過計(jì)算值.從裂縫寬度計(jì)算看出,董哲仁方法存在不足如用改進(jìn)后的董哲仁法對(duì)三峽鋼襯鋼筋混凝土壓力管道混凝土裂縫進(jìn)行計(jì)算,其結(jié)果更接近實(shí)測(cè)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(yùn)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(shí)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(kuò)展開始的；其實(shí)，只要仔細(xì)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(shí)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(huì)不同程度的降低，嚴(yán) 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(duì)結(jié)構(gòu)功能的影響并加以控制是 一個(gè)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(qiáng)的規(guī)律性，通過計(jì)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(yáng)臺(tái)或挑檐板裂縫位于板面起 始于墻板交界以角點(diǎn)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(yán)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(jì)時(shí)都允許混凝土出現(xiàn)裂縫,但對(duì)裂縫寬度進(jìn)行了限制,而實(shí)際工程實(shí)測(cè)值往往超過計(jì)算值。結(jié)合三峽大比尺結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)分析了用現(xiàn)有計(jì)算公式計(jì)算鋼襯鋼筋混凝土壓力管道裂縫寬度的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的符合程度并對(duì)今后將進(jìn)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(yàn)，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(jì)提供依據(jù)．

從計(jì)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(jì)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(yàn)的實(shí)用數(shù)學(xué)模型，經(jīng)與１：１比尺真實(shí)材料結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)照，計(jì)算值與試驗(yàn)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(duì)鋼襯鋼筋混凝土壓力管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),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(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)彈性中心法推導(dǎo)了溫度應(yīng)力的計(jì)算公式,可為工程設(shè)計(jì)人員提供參考依據(jù).

根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)和非線性有限元計(jì)算結(jié)果,對(duì)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(jìn)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(guó)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(jī)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(hù)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(jì)算方法及有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

國(guó)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(jī)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(hù)層，以滿足這類建筑物提出的安全和可靠性的高要求。

針對(duì)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(jiǎn)單、應(yīng)用方便的優(yōu)點(diǎn);同時(shí),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(shí)能顯著提高計(jì)算效率。算例分析表明,彈性迭代法計(jì)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(chǎng)地限制而帶來(lái)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(chǎng)地限制而帶來(lái)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(jī)容量為25200kw， 共有4臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)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(jì)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(jì)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(jì)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)

商州市二級(jí)電站壓力管道為鋼筋混凝土管道，內(nèi)徑２ｍ，包角１３５°，管壁厚分上中下三段不同厚度，我們采用裝配式模板現(xiàn)場(chǎng)澆筑，鋼筋混凝土壓力管道施工質(zhì)量良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。