10.水电站压力管道(二).ppt

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1、浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 电电 站站2007年7月第七节第七节 分岔管分岔管三梁岔管三梁岔管浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 而来，目前在我国已基本取代了三梁岔管。而来，目前在我国已基本取代了三梁岔管。v适用：大中型电站。适用：大中型电站。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 逐渐扩大的过渡段，构成一个比较平顺的、无太大逐渐扩大的过渡段，构成一个比较平顺的、无太大不连续接合线的体型，从而形成无梁岔管。不连续接合线的体型，从而形成无梁岔管。v有发展前途的管型，能发挥与围岩共同受力的优点。有发展前途

2、的管型，能发挥与围岩共同受力的优点。目前国内应用较少。目前国内应用较少。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 地下埋管地下埋管(buried penstock)u施工过程：开挖岩洞（清理石渣、支护等）施工过程：开挖岩洞（清理石渣、支护等）安安装钢管装钢管回填混凝土回填混凝土接处灌浆。接处灌浆。u大型水电站中应用较多。大型水电站中应用较多。地地下下埋埋管管施施工工中中浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 的缝隙宽度的缝隙宽度E=E/(1-2)焊缝系数焊缝系数浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 四、钢管承受外压时

3、的稳定校核四、钢管承受外压时的稳定校核下弯段钢管底部隆起下弯段钢管底部隆起锚环焊缝开裂锚环焊缝开裂响水水电站高压埋管失稳破坏响水水电站高压埋管失稳破坏浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 外压外压钢衬屈曲钢衬屈曲钢衬变形达到钢衬变形达到0外压继续增加外压继续增加钢衬发生更多波形的屈曲钢衬发生更多波形的屈曲钢衬应力值钢衬应力值钢衬应钢衬应力达到材料屈服值力达到材料屈服值失稳。失稳。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ v国内外实际工程的地下埋管失稳破坏和模型实验国内外实际工程的地下埋管失稳破坏和模型实验失稳破坏的实例说明，其破坏形态与失稳破

4、坏的实例说明，其破坏形态与Amstutz公式公式假设的变形形态相符，阿氏公式的计算结果比较假设的变形形态相符，阿氏公式的计算结果比较接近模型试验值。接近模型试验值。v我国钢管设计规范推荐使用阿氏公式。我国钢管设计规范推荐使用阿氏公式。v阿氏假定，当外压超过钢衬的临界外压时，一部阿氏假定，当外压超过钢衬的临界外压时，一部分的钢衬首先失稳，屈曲成三个半波，一个向内，分的钢衬首先失稳，屈曲成三个半波，一个向内，两个向外。在被压屈部分，钢衬中的最大应力达两个向外。在被压屈部分，钢衬中的最大应力达到了材料的屈服强度到了材料的屈服强度s。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 用

5、经验公式校核：用经验公式校核：n-同一截面上的锚筋数，同一截面上的锚筋数，l-锚筋间距锚筋间距浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 混凝土坝体压力管道混凝土坝体压力管道v按布置方式可分为三种：按布置方式可分为三种：坝内埋管、坝体下游面坝内埋管、坝体下游面管道、坝上游面管道管道、坝上游面管道。坝内埋管坝内埋管 坝体下游面管道坝体下游面管道浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 竖直式布置 浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 竖直式布置竖直式布置浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 浙江

6、水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 章章 小小 结结v压力管道功用和基本类型。压力管道功用和基本类型。中高水头电站一般采用中高水头电站一般采用焊接钢管，低水头电站有时可采用钢筋混凝土管。焊接钢管，低水头电站有时可采用钢筋混凝土管。v压力管道的线路选择原则、压力管道的供水方式和压力管道的线路选择原则、压力管道的供水方式和管径确定。管径确定。应根据电站的不同情况，结合电站的开应根据电站的不同情况，结合电站的开发方式、水头、流量及管道的长短、地形、地质条发方式、水头、流量及管道的长短、地形、地质条件确定压力管道的供水方式和引进方式。件确定压力管道的供水方式和引进方式。v压力

7、管道直径的确定是压力管道的主要设计内容之压力管道直径的确定是压力管道的主要设计内容之一。一。大型压力管道的经济直径是动能经济计算确定大型压力管道的经济直径是动能经济计算确定的，初步设计时可采用经验公式和经济流速方法。的，初步设计时可采用经验公式和经济流速方法。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 考考 题题1.压力水管的功用、特点是什么压力水管的功用、特点是什么?压力水管的类型压力水管的类型有几种有几种?各适用什么条件各适用什么条件?2.压力水管的线路选择布置原则是什么压力水管的线路选择布置原则是什么?3.压力水管的供水方式、引进方式、敷设方式有哪压力水管的供水方式

8、、引进方式、敷设方式有哪几种几种?各自的优缺点和适用条件是什么各自的优缺点和适用条件是什么?4.作用在露天压力钢管上有哪些力作用在露天压力钢管上有哪些力?试分析正常运试分析正常运行、检修、温升、温降情况下力的组合和方向。行、检修、温升、温降情况下力的组合和方向。5.镇墩、支墩的作用是什么镇墩、支墩的作用是什么?各有几种类型？其优各有几种类型？其优缺点是什么缺点是什么?简述镇墩、支墩的设计步骤。简述镇墩、支墩的设计步骤。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ 已知钢管直径已知钢管直径D=2m，末跨中心断面的计算水头末跨中心断面的计算水头(包括水击压力包括水击压力)为为5

9、6.25m，支座断面的计算水头为支座断面的计算水头为49.08m，伸缩节断面的计算水头为伸缩节断面的计算水头为7.89m，支承环间支承环间距距16m，计算段上下镇墩间距计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平钢管轴线与水平面倾角为面倾角为44，伸缩节距上镇墩，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填伸缩节内止水填料长度料长度b=30cm，填料与管壁摩擦系数为填料与管壁摩擦系数为0.3，支承环，支承环的摩擦系数为的摩擦系数为0.1，钢管采用，钢管采用A3钢。下镇墩的上游端管钢。下镇墩的上游端管中心的计算水头为中心的计算水头为63.4m，镇墩下游端和下游伸缩节镇墩下游端和下游伸缩节中心计算水头近似相等，

10、取为中心计算水头近似相等，取为66.1m，镇墩下游端伸镇墩下游端伸缩节的水平钢管长度为缩节的水平钢管长度为5.0m，管内流速为管内流速为5m/s，镇墩镇墩为混凝土结构。为混凝土结构。浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/ (1)校核光滑管的稳定性；校核光滑管的稳定性；(2)设计刚性环的间距及尺寸；设计刚性环的间距及尺寸；(3)设计支承环的尺寸；设计支承环的尺寸；3.对最后一跨的四个断面进行结构分析对最后一跨的四个断面进行结构分析 (1)受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力；径向力、法向力和轴向力；(2)应力计算及强度校核；应力计算及强度校核；(3)抗外压稳定分析抗外压稳定分析(管壁和支承环抗外压稳定分析管壁和支承环抗外压稳定分析)；浙江水专国家精品课程浙江水专国家精品课程水电站水电站http:/