水電站鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)研究.pdf

1、鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)因其良好的力學(xué)性能和易于施工等原因，被廣泛的應(yīng)用到大型水電站地下結(jié)構(gòu)中。但近年來(lái)，隨著高水頭、深埋藏的大型水電站的興建，地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，鋼筋混凝土岔管的規(guī)模也越來(lái)越大。因此，鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題受到國(guó)內(nèi)外水利界的高度重視，開(kāi)展鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)研究，具有一定的理論意義和實(shí)踐價(jià)值同時(shí)也具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 首先，本文在參閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)及工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了鋼筋混凝

2、土岔管的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用前景。和鋼岔管相比，鋼筋混凝土岔管具有受力合理、易于施工、節(jié)省鋼材、降低造價(jià)、保證工程質(zhì)量的顯著優(yōu)點(diǎn)。 其次，針對(duì)落腳河水電站鋼筋混凝土岔管開(kāi)展了受力仿真分析。考慮工程的實(shí)際情況，采用三維有限元技術(shù)，建立了落腳河水電站鋼筋混凝土岔管的力學(xué)分析模型，分析了岔管在自重、內(nèi)水壓力，灌漿壓力等荷載及工況組合下的各種受力情況，給出鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)及圍巖在襯砌開(kāi)挖、承受內(nèi)水壓力、外水壓力等荷載下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，揭示了圍

3、巖承擔(dān)內(nèi)水壓力與初始地應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系。驗(yàn)證了圍巖具有很強(qiáng)的承擔(dān)內(nèi)水壓力的能力，只要圍巖地質(zhì)較好，覆蓋層厚度足夠，采用鋼筋混凝土岔管是安全可行的。 第三，本文在力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出岔管設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部位是岔襠處以及主管向支管轉(zhuǎn)折處的應(yīng)力高度集中區(qū)，該處的主拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了混凝土材料的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。針對(duì)這一問(wèn)題，本文采用現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的條款，對(duì)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分進(jìn)行了斷面設(shè)計(jì)，給出了鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)方案

4、，并提出了在岔襠處采取加腋措施，以緩解此處應(yīng)力集中的問(wèn)題，以確保引水岔管結(jié)構(gòu)安全。第四，本文通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土岔管進(jìn)行分析，提出了：①為避免圍巖水力劈裂的產(chǎn)生，無(wú)論是內(nèi)壓工況還是外壓工況，都需要圍巖參與承載；②施工時(shí)，可削平分岔部位尖角，降低此處應(yīng)力，避免水力劈裂的產(chǎn)生；③還應(yīng)加強(qiáng)岔管處圍巖的固結(jié)灌漿及回填灌漿等工程措施，以保證圍巖與襯砌的整體性，提高圍巖承載能力。 最后，總結(jié)全文，以期本文的研究成果能在落腳河水電站鋼筋混凝土岔管