水電站鋼筋混凝土岔管結構分析及設計研究.pdf

1、鋼筋混凝土岔管結構因其良好的力學性能和易于施工等原因，被廣泛的應用到大型水電站地下結構中。但近年來，隨著高水頭、深埋藏的大型水電站的興建，地質條件越來越復雜，鋼筋混凝土岔管的規(guī)模也越來越大。因此，鋼筋混凝土岔管結構的安全性、經濟性等問題受到國內外水利界的高度重視，開展鋼筋混凝土岔管結構分析與設計研究，具有一定的理論意義和實踐價值同時也具有重要的經濟效益和社會效益。 首先，本文在參閱國內外大量文獻及工程實踐的基礎上，總結了鋼筋混凝

2、土岔管的優(yōu)點和應用前景。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、保證工程質量的顯著優(yōu)點。 其次，針對落腳河水電站鋼筋混凝土岔管開展了受力仿真分析。考慮工程的實際情況，采用三維有限元技術，建立了落腳河水電站鋼筋混凝土岔管的力學分析模型，分析了岔管在自重、內水壓力，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構及圍巖在襯砌開挖、承受內水壓力、外水壓力等荷載下產生的應力和變形，揭示了圍

3、巖承擔內水壓力與初始地應力場的關系。驗證了圍巖具有很強的承擔內水壓力的能力，只要圍巖地質較好，覆蓋層厚度足夠，采用鋼筋混凝土岔管是安全可行的。 第三，本文在力學分析的基礎上，提出岔管設計的重點部位是岔襠處以及主管向支管轉折處的應力高度集中區(qū)，該處的主拉應力遠遠超過了混凝土材料的抗拉強度設計值。針對這一問題，本文采用現(xiàn)行的混凝土結構設計原理及相關規(guī)范、規(guī)程的條款，對設計的重點部分進行了斷面設計，給出了鋼筋混凝土岔管結構配筋設計方案

4、，并提出了在岔襠處采取加腋措施，以緩解此處應力集中的問題，以確保引水岔管結構安全。第四，本文通過對鋼筋混凝土岔管進行分析，提出了：①為避免圍巖水力劈裂的產生，無論是內壓工況還是外壓工況，都需要圍巖參與承載；②施工時，可削平分岔部位尖角，降低此處應力，避免水力劈裂的產生；③還應加強岔管處圍巖的固結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