某电站压力明管强度复核计算分析(1)

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果某电站压力明管强度复核计算分析(1)　　摘要：简要分析了采用结构力学法计算一般压力明管的基本方法和思路，并对某电站压力明管的强度进行了复核计算，同时用锅炉公式进行比较。并对钢管进人孔、伸缩节的结构受力特点提出了重点强度复核部位及计算方法。　　关键词：压力明管局部应力膜应力水锤压力　　1　工程概况课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。

2、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　某电站枢纽工程由水库大坝、引水系统、发电厂房及升压站等组成。大坝为浆砌块石双曲拱坝，坝址以上集雨面积2，最大库容万3，是一座以发电为主的小型水库电站。引水系统总长约，其中隧洞总长，开挖直径．，压力明钢管总长，内径．，管壁厚度从钢管进口的逐渐变厚至。发电厂房由主、副厂房两部分组成，主厂房面积，副厂房面积，内安装两台水轮发电机组。为了增加发电效益，决定将原坝体加高，增加电站正常发电静水头至，比原增加约。同

3、时，封堵隧洞末端调压室，使得水锤压力又有所增加。由于工程扩建加上调压室的封闭，压力钢管的实际荷载发生了变化，需要进行强度复核以验算钢管承载能力能否满足工程安全运行的要求。2　用结构力学法复核压力明管强度的内容2．　设计荷载的确定　　作用在压力明管上的荷载按作用力方向可分为径向荷载、垂直管轴向荷载、平行管轴向荷载。其中径向荷载有内水压力、水锤压力；垂直管轴向荷载有钢管自重和管内水重分力；平行管轴向荷载有伸缩节端部的内水压力、弯管上的内水压力及离心力、渐缩管上的内水压力、钢管结构自重分力、关闭阀门及闷头上的力、温度作用力等。计算出各种荷载标

4、准值后乘以相应的荷载分项系数即为设计荷载值。除水锤压力外，其它荷载均可直接求得，因此就管道内的水锤压力计算方法进行简要分析。　　水锤波传播速度的确定。水锤波的传播速度与管壁材料、厚度、管径以及水的弹性模量等有关。其传播速度可表示为：　　式中：w—水的体积弹性模量，取．／2；、分别表示水的容重、管道半径；管道的抗力系数。根据以上公式可以求出不同介质中的水锤传播速度，则在管道中的平均波速m=∑aili/l。式中：i、分别表示同种管道长度、串联后管道总长。　　水锤形式的确定。水锤的产生形式有直接水锤和间接水锤。间接水锤是指当阀门关闭过程结束前

5、，水库异号反射回的降压波已到达阀门外，即s≥2l／，这种水锤称为间接水锤。经计算，间接水锤为第一相。水锤计算。第一相水锤可以按以下公式进行计算：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　根据上述公式计算出，则水锤压力设计值为＝式中为荷载分项系数。　　若产生的水锤为末相水锤，则按下式计算水锤增加值：式中字母意义同上。2．直管段计算断面

6、及应力组合　　计算部位的选择。根据明钢管的受力特点，计算钢管直管段应力时，应选取个基本计算部位：即跨中；支承环旁管壁膜应力区边缘；加颈环及其旁管壁；支承环及其旁管壁。如图所示：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　应力组合。跨中断面应力组合有θ1、x1、x2，环向应力轴向应力由两部分组成，一部分由轴向力引起的轴向应力，另一部分由

7、管重和管中水重的法向力引起的轴向应力cosθ。上式中：均匀内压包括静水压力和水锤压力；水管半径；管壁计算厚度；计算水头；、分别表示管轴线倾角、环向任意点与管顶半径的夹角；作用在钢管上所有的轴向力的总和；管重和管中水重作用下的连续空心梁弯矩，以管底受拉为正。支承环旁管壁膜应力区边缘，断面应力组合有θ1、x1、x2、xθ，其计算式；其环向应力、轴向应力计算式同上。式中：管重和水重法向分力作用下的连续梁剪力。加劲环及其旁管壁断面应力组合有θ2、xθ、其轴向应力增加一项局部轴向应力其余方向应力同上。式中：加劲环净截面面积与有效截面面积的比值。支

8、承环及其旁管壁，断面应力组合有θ2、，其中管壁应的计算均同，附加应力θ3＝。式中：r—支承环横截面上的轴力；支承环有效截面积；r—支承环横截面上的弯矩；r—支承环有效截面对重心轴的断面矩。2．　进人孔与伸缩