地下高压钢筋混凝土岔管渗水开裂三维数值分析计算

以我国某大型抽水蓄能电站工程为实例,利用大型通用有限元软件abaqus对该电站尾水钢筋混凝土岔管洞段围岩及衬砌的变形和应力状况进行三维有限元分析,根据计算结果对衬砌进行了配筋计算,提出了在实际工作中应做好围岩的固结灌浆、衬砌和锚固的建议.

广州抽水蓄能电站（下称广蓄电站）二期工程高压钢筋混凝土岔管采用平底岔管的型式，以利放空排水。平底岔管的内体型比已建成的广蓄电站一期工程的非平底，对称于洞轴线时，卜型岔管更加复杂。根据广蓄电站一期工程高压钢筋混凝土岔管设计的成功经验，用边界单元法对广蓄电站二期工程高压平底岔管进行了详细的结构分析，其成果是广蓄电站二期工程高压钢筋混凝土岔管设计的依据。经过充水放空后对广蓄电站二期工程高压平底岔管的检查，证明其设计合理、可靠的。

应用ansys57结构分析软件,较为真实地建立了有关数学模型,对广东惠州抽水蓄能电站的高压引水岔管进行三维有限元分析,并比较了同等条件下平底与非平底岔管的应力、应变情况,为进一步的优化设计提供依据

采用通用的有限元计算软件,对黄鱼塘水电站对称y形钢筋混凝土岔管进行了三维有限元分析。给出了岔管在施工和运行过程中各种工况下的应力和位移分布规律,为对称y形钢筋混凝土岔管结构的设计和施工提供了一定的参考依据。

结合乌龙山抽水蓄能电站尾水岔管结构工程实例,以abaqus大型软件为平台,提出了围岩弹塑性模型以及混凝土损伤塑性本构模型,通过三维有限元线性和非线性计算,分析研究了在施工、内压、外压等工况下围岩、衬砌、钢筋的应力与变形,建议将锚杆在围岩外面预留一定长度,并将其与衬砌内的钢筋焊接在一起。

广州抽水蓄能电站（下称广蓄电站）二期工程高压钢筋混凝土岔管采用平底岔管的型式，以利放空排水。平底岔管的内体型比已建成的广蓄电站一期工程的非平底、对称于洞轴线的卜型岔管更加复杂。根据广蓄电站一期工程高压钢筋混凝土岔管设计的成功经验，用边界元法对广蓄电站二期工程高压平底岔管进行了详细的结构分析，其成果是广蓄电站二期工程高压钢筋混凝土平底岔管结构设计的依据。

岔管是输水道最重要的工程部位，运行期间结构受力复杂，为保证岔管混凝土的施工质量，施工中采用了一系列综合措施。如继广州抽水蓄能电站采用无钢衬高压钢筋混凝土岔管技术后，国内在天荒坪蓄能电站再次应用该技术并获得成功。天荒坪电站岔管承受的最大静水头为６８０ｍ，并在国内首次采用９．０ｍｐａ高压进行固结灌浆。总之，该岔管的设计和施工都是成功的。

岔管是输水系统最重要的工程部位.运行期间结构受力复杂,为保证岔管的施工质量,施工中采用了一系列综合措施。继广州抽水蓄能电站、天荒坪抽水蓄能电站等工程采用无钢衬高压钢筋混凝土岔管技术后,惠州抽水蓄能电站再次应用该技术并获得成功。惠州抽水蓄能电站岔管承受的最大静水头为624m,采用7.5mpa高压进行固结灌浆。简单介绍惠州抽水蓄能电站高压钢筋混凝土岔管的施工过程。

广蓄电站无钢衬高压钢筋混凝土岔管施工

以国内某抽水蓄能电站的钢筋混凝土岔管工程为例,从围岩开挖支护、围岩与衬砌相互作用和钢筋混凝土结构等方提出了围岩、混凝土等材料的数值模拟方法,通过三维有限元线性和非线性计算,分析研究了地下钢筋混凝土岔管在施工、运行等工况下,围岩、衬砌结构的应力与变形,以及混凝土岔管结构配筋和配筋后应力、裂缝开展等问题.结果表明:在开挖阶段由于地应力释放在主、岔洞交叉处会产生拉应力,塑性区开展较深;正常运行工况在内水压力作用下岔管结构大部分区域存在拉应力,裂缝较大;检修工况在外水压力作用下仅在主、岔管交叉处存在拉应力区,裂缝较小;结构配筋时,轴向配筋应该由外水作用的工况来控制,环向配筋由内水作用为主的工况来控制.

广蓄电站无钢衬高压钢筋混凝土岔管施工

结合天荒坪抽水蓄能电站的工程实际，利用三维线性及非线性有限元法研究了大型地下钢筋混凝土岔管的工作性态，分析了在内水压力及外水压力等不同荷载作用下，岔管衬砌的工作特性和围岩的应力分布规律．所得结论为大型地下钢筋混凝土岔管的设计提供了参考．

高压水工隧洞主要的建筑材料是混凝土,因此要想满足高压水工隧洞所要求的性质须保证混凝土施工作业的质量.在进行混凝土浇筑时的温度过高或过低都会影响混凝土,从而出现裂缝等质量问题.而高压水工隧洞因其特殊的地理位置,对工程要求更高,导致混凝土按低温进行浇筑也无法达到高压水工隧洞的要求.故对高压水工隧洞进行研究,分析其存在问题并提出解决措施.

本文用三维非线性有限元法,对长甸电站地下钢筋混凝土岔管在内水和外水压力作用下围岩、衬砌混凝土的应力和变形进行了分析,并通过对围岩侧压力系数、变形模量、摩擦系数及凝聚力等影响岔管和围岩应力分布诸因素的敏感性分析,得出一些有关钢筋混凝土岔管的结论。

文章应用大型通用有限元软件ansys,对某水电站钢筋混凝土岔管在施工期、运行期和检修期工况下进行了三维有限元计算。根据计算结果,分析钢筋混凝土结构的稳定性,验证结构设计的合理性,并根据应力计算结果,推荐岔管结构配筋方案。

针对一些高水头电站中镇墩混凝土开裂比较严重的情况,结合某水电站的工程实际,采用ansys程序中的钢筋混凝土非线性计算模块,对钢岔管和外包镇墩混凝土结构进行了三维非线性有限元计算。通过2种控制工况的计算分析和明钢岔管应力的比较,认为:在镇墩混凝土中布置适当的受力钢筋,考虑镇墩钢筋混凝土与钢岔管联合承载,按钢衬钢筋混凝土分岔管的形式进行设计,不仅可以减小钢岔管管壁厚度和加强梁尺寸,达到简化岔管制造工艺和降低工程造价的目的,而且可以提高镇墩的整体性,避免由于高内水压力造成的镇墩混凝土严重开裂现象,保证钢岔管和镇墩混凝土的长期安全运行。因此,外包钢筋混凝土的分岔管是一种比较有发展前途的岔管结构型式。

随着钢筋混凝土的广泛应用和砼强度的提高,现浇钢筋混凝土板中出现的裂缝问题越来越备受人们关注。本文结合工程实践,分析了裂缝产生的原因,并提出控制与防治措施。

根据弹性地基直梁和圆弧曲梁内力和位移的计算公式,编制了相应计算程序,并应用于盘石头水库电站输水隧洞岔管的结构分析。岔管计算断面简化为等截面直梁和圆形曲梁的组合结构,计算了4种工况下关键点的内力,为岔管的配筋设计提供依据。

采用PC—1500微型机计算地下钢筋混凝土岔管

根据地下高压钢筋混凝土岔管衬砌受内水压力开裂后的渗流场分布特征,采用非均质、主渗透方向各向异性的三维渗流场数值分析方法,模拟了岔管衬砌受内水压力后的流速矢量方向,从而解决了由于岔管体型的不规则性导致的流速矢量方向难以模拟的问题。通过对工程实例的计算和模拟,论证了程序的正确性。同时也为作用在围岩和衬砌上的渗透体积力计算提供了一种参考依据,为地下钢筋混凝土岔管设计也提供了一种有效的分析方法。

规格壁厚（t)管外径单位管体积单位管体积单位管基体积管及管基体积(m3/m)管基宽b管基厚c1 30035370107466.50.10746650.07890.186520100 400404801808640.1808640.10340.284630100 500506002826000.28260.13070.413744100 600607204069440.4069440.17230.579900100 700708405538960.5538960.20530.7591010100 800809607234560.7234560.24350.9671130100 9009010809156240.9156240.29021.2061250105

结合某抽水蓄能电站钢筋混凝土岔管结构工程实例,运用ansys大型有限元软件为平台,进行三维数值仿真模拟,对岔管的结构特性进行了分析。结果显示,岔管岔角处应力集中现象明显,在水压力作用下岔腰出现最大应力,根据得到的应力结果对截面进行配筋,可以定量化地指导和优化工程设计。