三峡水电站岸坡段埋藏式压力管道应力分析

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目前正在施工的三峡水电站有压引水管道采用钢衬钢筋混凝土下游坝面预留槽管结构形式,管道截面型式丰富多样,有坝内埋管、半埋藏式和埋藏式,以导师张仲卿教授为主要负责人的课题组承担了几个关于三峡压力管道的仿真结构模型试验项目。以往所做的研究工作大都是以河床段压力管道为对象,对岸坡段管道的研究工作相对较少,本文使用国际上先进的有限元分析软件ANSYS程序,对三峡水电站岸坡段压力管道结构进行整体三维非线性有限元计算,说明了河床段与岸坡段管道的不同之处,并提出了些关于钢衬钢筋混凝土压力管道设计的看法。在整体模型中对不同的部位采用了不同的单元和材料类型,共有单元32655个,节点29670个,其中三维实体单元25285个,线单元6107个,壳单元1263个,可较为真实地反映出整体结构在组合荷载作用下的应力、位移分布状况。本文主要研究内容和研究成果概括如下: 1.岸坡段压力管道的应力全过程分析及混凝土裂缝发展过程; 2.分析了半埋藏式与埋藏式压力管道在设计工况下的应力情况; 3.通过计算比较,说明了河床段压力管道与岸坡段压力管道受力的不同之处,两者受边界条件影响,造成了埋藏管部分应力的很大差别。 4.研究了不同弹性模量值下,岸坡段压力管道的应力变化情况。 5.研究了不同埋藏深度下,压力管道的应力的变化情况。 6.针对半埋藏式钢衬钢筋混凝土压力管道,提出了一种新的简化计算方法。
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