水电站(压力钢管分岔管结构设计专题)计算书

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水电站的压力管道分岔管

适用：各种水头的埋管（大型），小型为明管，如西龙池水电站（HD=3553）。
（四）球形岔管
结构特点：由球壳、主支管、补强环和内部导流板组成，补强环与球壳圆盘的变形一致，导流板（设平压孔）用于改善水流条件。
结构设计：补强环加固后的各主、支管开孔的局部应力不致相互影响并有一定的焊接空间；分岔角较大(60o~90o)。
第八章水电站的压力管道
我国岔管的发展： 20世纪50年代：内压不高，一般多为贴边
岔管； 20世纪60年代起：高水头水电站，混合梁
系和三梁岔管应用较多； 20世纪70年代后：内压和直径继续增大，
月牙肋岔管应用较多，无梁岔管；20世纪80年代后：月牙肋岔管应用较多，出现球形岔管。
第八章水电站的压力管道
第八章水电站的压力管道
（5）无梁岔管有一定的发展前途，目前应用较少，充分发挥与围岩的联合受力；（6）位于竖向转弯处的分岔管，因主、支管中心线可能不在一平面上，以球形岔管为宜；（7）月牙肋岔管、无梁岔管、球形岔管均为上凸、下凹，宜上设排气孔、下设排水管。
第八章水电站的压力管道
分岔管的尺寸及HD值愈来愈大。除了基于透水衬砌理论的埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管的设计方法和实践有了明显进步并还在不断改进中外，最重要的进展应是埋藏式钢岔管与围岩联合承载的设计理论和方法方面取得的重要成果和开始在大型工程中的实际应用。
第八节地下埋管和坝身管道
一、地下埋管（Undergroud penstock）
特点：地下埋管虽增加了岩石开挖和混凝土衬砌的费用，但与明钢管相比，往往可以缩短压力管道的长度，省去支承结构，可利用围岩承担部分内水压力，从而减小钢材的厚度，节约钢材，且受气候等外界影响较小，运行安全可靠。第八章Leabharlann 水电站的压力管道（二）三梁岔管

乌图河一级水电站压力钢管设计

电工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》Ｓ２２２０）（Ｌ５－００和《防洪标准》Ｇ２１－）（Ｂ５０－９的规定，０－４－本工程等另为Ⅳ等，Ｕ工程规模为小（）１型工程，工程中主要建筑物按４级建筑物设计，次要建筑物按５级建
筑物设计。电站正常蓄水位ｌ７０ｍ。死水位ｌ６２６ｍ。正常蓄水位以下库容２５．６万，４０调节库容３．６７７万ｍ，水库为日调节水库。
桩号００００５５段：＋０ — ＋１．５该段地层上部为（ “ ）碎石高液限黏Ｑ含土、石混合土层，中桩号００００２５厚一般４一，碎其＋０～＋８段６ｌｍｎ桩号Ｏ＋
坝体为混凝土拱坝．顶高程ｌ７坝顶长４．最大坝高坝２ｍ．２２０２ｍ，
ｌ．４ｍ，顶宽２５ｍ，宽３５ｍ，洪采用自由泄流方式，顶高６５坝．底．泄堰
程ｌ２０ｍ。７
４压力钢管设计
４１压力管道布置．压力钢管采用一管两机，主管设汁流量７５ｓ内径１ｌ钢材采．６ｍＶ，．ｎ，６
工程区属于云贵高原东部，河谷深切，地形复杂，以岩溶峰林（峰丛）洼地与侵蚀地貌为主。地势西高东低。内出露石炭系，区二叠系地层及第
四系松散堆积物，以二叠系坝和引水发电系统组成。电站为无压弓水式发｝
２５０４５段厚ｌ．ｎ～８５ｈ；础置于强风化炭质灰岩上，８，＋７３５ｌ１．ｉ基炭质灰岩属较软岩，易风化、软化。地基承载力特征值：强风化炭质灰岩ｊ－ｏ；４ｏｋａ６Ｏｋａ覆盖层＝０Ｐ－２Ｐ。风化基岩与混凝土间抗剪及抗Ｐ～ＯＰ，ｌ０ｋａ１０ｋａ剪断数为．－．５ｃ０；０ｃ＝．５ＭＰ。．ｏ３，＝ｆ＝．Ｏ０ａｆ４，桩号０５５５＋１９＋ｌ．一ｌ０６段：该段管基为强风化泥岩、砂质页岩，粉泥页岩岩性软，易风化，遇水易软化。风化泥页岩地基承载力特征值Ａ３ｏ＝ｏ

水电站压力钢管结构计算书

⑤ 轴向力的合力∑A
计算公式： A A1 A5 A6 A7
轴向力合力∑A计算表
A1
A5
A6
A7
∑A(N)
1831
-197
1086
63500
66220
4.1.2 跨中管壁断面应力计算
（1）径向内水压力P在管壁中产生的环向应力σθ1
计算公式：
1
Pr t
1
r H
coscosrDFra bibliotek2400
45.000°
180° 0.0000098 500
400
45.000°
σr(N/mm2) -0.002 -0.005 -0.008
4.1.3 跨中管壁断面各计算点应力条件复核
复核公式：
2
2 x
2 r
x
r
x r
式中：
1 x x1 x2
相应计算工况的允许应力：［σ］=0.55σs= 129.250N/mm²
1831
② 套筒式伸缩节端部的内水压力A5
计算公式：
A5
4
D12 D2 2 P
P H w
式中：
伸缩节端部管道中心内水压力……………………………H´= 500mm
伸缩节内套管外径…………………………………………D1= 768mm
伸缩节内套管内径…………………………………………D2= 800mm
φ［σ］ 122.7875 122.7875 122.7875
4500
4.926
15674
（3）轴向力∑A ① 钢管自重轴向分力A1
计算公式： A1 qs L3 sin
式中：
A1 qs L3 sin
伸缩节至计算截面处的钢管长度…………………………L3= 1500mm

水电站压力管道设计

4.3.2 明钢管的阀门和附件
2.附件
❖ （2）通气孔和通气阀
作用：当阀门紧急关闭时，向管内充气，以消除管中负压；水管充水时，排出管中空气。即：放空时补气，充水时排气。
位置：阀门之后当进水口较深时，可采用通气阀，在正常运行时保持关闭
❖ (3)钢衬钢筋混凝土管：应用：水头较高的情况 ❖ (4)玻璃钢管：水流摩阻系数小，重量轻。应用：水
头不高、流量较小的中小型水电站。
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
1.按管壁材料分类
钢管管节
钢筋混凝土管
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.1 明钢管的构造
5.支承环：
❖ 钢管与支座之间起支承、加固作用的环状结构。 ❖ 作用：防止支墩直接接触管壁，加强支承处钢管的
强度和刚度。 ❖ 支承环沿管周箍设，断面可为工字形、T形、矩形、
槽形等。
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.4 明钢管的支承结构
原则：
❖ 1.尽可能短而直 ❖ 2.选择良好的地形、地质条件 ❖ 3.应满足运行安全要求 ❖ 4.应满足施工要求
4.2 压力管道的线路选择和布置方式
4.2.2 压力管道的布置型式
1.压力管道的供水方式
单元供水
联合供水
分组供水
Next
单元供水
每台机组都有一根水管供水。优点：结构简单，运行方便可靠，一根故障或检
Next
正向引近
管道的轴线与厂房的纵轴线垂直。特点：水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通
方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。适用：低水头电站。

水电站压力钢管-完整版

一般A3、16Mn不需论证，可直接采用。
二、钢材性能的要求
2、加工性能辊轧、冷弯、焊接、切割，要求焊接性能好，冷
加工的塑性变形小，加工后无残余应力，焊缝和热影响区不产生裂纹。 3、化学成份影响钢材的强度、ε、焊接性能，含碳不要过高 (脆)，含硫量和含硅量也不能高。
三、容许应力
钢材的容许应力一般用屈服强度除以安全系数得到，即 [σ]=σs/K
(a)、(b) 正向引进 (c)、(d) 纵向引进 (e) 斜向引进
压力水管引进厂房的方式
三、供水方式
1．单元供水：一管一机。不设下阀门。
优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管
缺点：造价高适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
(2) 混凝土坝内管道和明管道
一、压力管道的布置
压力管道线路选择应结合其它建筑物(前池、调压室)和水电站厂房布置统一考虑。
➢ 路线尽可能短、直。(经济，hf和ΔH小)。
➢ 地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、雪崩地区。
➢尽量减小起伏, 避免出现负压; 转弯半径R≯3D。 ➢ 避开可能发生山崩或滑坡的地区以及山水集中的地
不同的荷载、不同的部位采用不同的容许应力，见表8-2。
四、管身构造
1、无缝钢管：无纵缝，横缝用焊接、法兰连接成整体，强度
高，造价高，施工困难。国内：D≤60cm；国外：D≤120cm。适用高水头小流量电站。 2、焊接管：钢板按要求的曲率辊成弧形，焊接成管段。适用于各种直径、水头，造成价低。 (1) 纵缝：焊缝交错排列，避开两个中心轴 (2) 相邻管壁厚度差≯2mm，内部光滑，外部成台阶状。
1、机械性能屈服强度σs 、抗拉强度σb ；塑性指标：断裂时的延伸率ε、

水电站压力钢管及弯管展开计算

式中： a——单元管节正截面的圆心角；
（16-25）——Page472，《手册》
D——管内径与管壁厚度（计入锈蚀）之和，即平均直径，mm ； b——单元管节最短母线长的半值，mm ；
弯管展开曲线计算
单元管节半边展开曲线坐标按下式计算：
（16-24）——Page472，《手册》
ρ——弯管转弯半径管节中间正截面距离，mm ；
k——相邻单元管节的管轴偏角。

úû
ù
êëé--+==£©£¨£©£¨D a D b y a D x r p
2cos 1118022
2
D k tg
b +
=
r
)
2
(2D
k tg b -=r
一、弯管一
弯管展开曲线计算：
已知条件有：弯管转角θ=15。

，管内径D 0=1810mm ，壁厚δ=18mm 。

本弯管设计为3个单元管节；则，每个单元管节间偏角k=15/3=5。

，
二、弯管二
已知条件有：弯管转角θ=60。

，管内径D0=1810mm，壁厚δ=18mm。

本弯管设计为8个单元管节；则，每个单元管节间偏角k=60/8=7.5。

，。

高水头小流量水电站压力钢管结构分析与设计论文

高水头小流量水电站压力钢管结构分析与设计摘要:hm水电站属于小流量、高水头的引水式电站，该电站压力管道部分全线采用地下埋管，调压井与主厂房之间采用一竖井一平洞连接。

本文结合压力钢管设计，对压力钢管主、岔、支管的总体布置、水力计算、管材及壁厚选择、结构设计进行分析。

关键词: 地下埋管竖井外水压力结构设计分析岔管abstract: hm hydropower station belongs to a small flow, high water head of water diversion type power station, the power of the pressure piping all buried pipes, surge tank and main building between the shaft well a flat a hole connection. combining with the design pressure pipe, steel pipe to pressure the bifurcation, pipe, the overall layout, hydraulic calculation, piping and wall thickness selection, structure design for analysis.keywords: buried pipes external water pressure of vertical shaft structure design analysis bifurcation pipe中图分类号：tu318文献标识码：a 文章编号：1 工程概况hm水电站发电引用流量19.71 m3/s,总装机容量为3×25mw，年发电量3.6125亿kw·h，其年利用小时数为4817h。

2 水力计算选定主管直径为3.0m、2.8m、2.6m和2.2m四种，支管直径1.2m，管道过最大引用流量19.71m3/s，主管的流速为2.79～5.16m/s，支管的流速为5.81m/s，相应坝前正常蓄水位1430.0m时，压力钢管的最大静水头为457m，在该水头下，电站带满负荷时，水头损失按9.67m计。

大孤山水电站工程压力钢管及钢岔管设计

感性、Ｖ敏感性低，接性能优能优良，缺ｌ焊厚度在３Ｏ
ｍｍ以下时．前一般不预热，焊焊后可不热处理。
板内衬外包素混凝土的衬砌型式。压力管道后接钢岔管，钢岔管采用三梁 “卜” 岔管，形分岔后接３条支管，别与３台机组连接。分２２压力钢管布置及岔管体形设计－压力钢管起衬点位置主要根据 “ 抬理论 ” 上准
岔管及支管为明钢管，外包Ｃ５钢筋混凝土。２１、２岔管都是一分为二的“卜” 三梁岔管，岔角形分６．９２。岔管的设计内水压力１／ｍ（括水６２。４．Ｎｍ。包２击压力）岔管公切球内半径２２，１。１．ｉ与岔管相６ｎ连接的支管内径分别为３００Ｉ和４０８ｉ，２岔．Ｉ０Ｔ．与４ｎ管相连接的主管内半径３６２岔管公切球内半．１７ｍ，径１８．８ｍ：与２岔管相连接的支管内半径３ｍ，６支管间距１。经计算，终采用的Ｕ梁和腰梁的钢１ｎｉ最板厚度均为６ｍ，Ｕ梁梁高８ｍ，Ｕ梁梁高０ｍ主０ｃ次５腰梁梁高４ｍ。０ｃｍ．０ｃ
使其结构合理、经济，满足安全稳定运行要求。关键词：大孤山水电站；压力钢管；管；岔结构设计中图分类号：Ｖ３＇Ｔ７２．４文献标识码：Ｂ文章编号：０５０４（０１１ — ０２０２９ — １４２１）００２ — ２

瑞丽江一级水电站压力钢管及岔管设计

状结构。沿线的断层构造，以平行片麻理的Ⅲ、 Ⅳ级
（号排水洞）２。通过排水系统的设置，能有效降低钢管道的外水压力。
结构面为主，包括断层、挤压带和挤压面。属Ｖ级结
＋收稿日期：０８—０ —，，１８一）男四川邻水人，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。
彭小东，刘项民，古瑞昌，严铁军
瑞丽江一级水电站压力钢管及岔管设计
排水斜洞；钢管下平段中间，置了１排水平洞在布条
片麻岩。层厚约３０～５。地表广泛分布有第０４０ｍ四系松散堆积层。
压力管道围岩以弱风化为主。弱风化带岩体完整性差，镶嵌碎裂结构；风化岩体具次块状一块呈微
云南水力发电
Ⅵ ＩＮＷＡＥＰＮ＾ｒＲＯＷＥＲ
第２４卷第５期
瑞丽江一级水电站压力钢管及岔管设计
彭小东，刘项民，古瑞昌，严铁军
（中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院，云南昆明摘６０５）５０１
要：瑞丽江水电站压力钢管主管内径为５２ｎ，Ｄ值达２１４ｒ，．ｌＨ８２大部分为埋藏式钢管。岔管按明管设计。瑞丽江（ｈｅ）ｎｓｗＨ水
压力管道岔管段，上覆岩土体厚度仅２ — ０。０４ｍ２２压力钢管道布置．引水系统采用一洞两管六机供水方式。引水隧洞总长约５１７ｍ，桩号５＋１７０１ｍ以后接压力３在３．７钢管道。压力钢管道主管内径５２ｎ，．＇相应平均流ｌ速为５３５ｒｓ１号、钢管道（管）度分别．９／。ｎ２号主长

水电站压力钢管月牙肋岔管计算

岔管壁厚度按下面二式的最大值拟定R—该节钢管最大内半径（m）；K1—系数，K1=1.0~1.1；c—锈蚀系数，c=1~2mm[σ]1、[σ]2—材料用于岔管时的容许应力（Pa），此处钢材为A3钢，（见表13-1，340Page，《手册》）； a—该节钢管半锥顶角（度）； φ—焊缝系数；K2—边缘应力集中系数，（见图13-13，Page357，《手册》）；《引水系统施工图（安顺关脚水电站工程）》一、钢岔管管壁厚度δ（mm）的拟定1、按钢管极限强度设计管壁厚度式中: P—设计内水压力（N/m 2），P=10*1000*H，H=▽H+H1=H1（1+64%），▽H——水击水头；H1——作用水头，H1=▽校核水位-▽钢管轴线；（13-1）——Page340，《手册》内加强月牙肋岔管设计计算目的：通过计算确定钢管管壁厚度，拟定岔管几何尺寸及展开图计算、月牙肋结构尺寸，岔管抗外压稳定计算。

计算资料：《引水发电隧洞设计图》，设计依据：《小型水电站机电设计手册（金属结构）》，简称《手册》，——水利电力出版社；《压力钢管》（水工建筑物设计丛书），——电力工业出版社；参考资料：《引水系统部分施工图（凤冈县九道拐水电站工程）》[ ]φ σ 12、按抗外压稳定设计管壁厚度式中： P cr——明管临界压力（N/mm2），E——钢管弹性膜量（N/mm2），t——管壁厚度（mm），ν——钢管抗剪切系数，D——钢管内径（mm），K——安全系数，p——钢管承受外压（N/mm2），考虑到在实际受力情况下，钢管无外水压力，且外面包有砼，并在隧洞进口设有通气孔所以：Pcr≥Kp；即，钢管抗外压稳定满足要求。

所以，管壁厚δ取为21mm。

3、管壁厚度的确定综合以上两种管壁计算，比较管壁厚度δ1，δ2的大小，取大值作为相应管节的壁厚。

但考虑钢管实际受力情况复杂及岔管外压稳定，所以管壁厚度δ值可取为：钢岔管壁厚(mm)主钢岔管壁厚(mm)支钢岔管壁厚(mm)212222二、主钢管设计1、管壁厚度的确定由于岔管壁厚为21mm，且岔管与钢管主管间有管节过渡，为便于管壁厚度的连续性，所以初取主钢管壁厚δ=22mm，钢材为A3钢。

冲江河(扩容)水电站引水压力钢岔管设计

３岔管结构设计
３１主要步骤．
（）确定岔管的体型尺寸及岔管段主、支管壁１
厚：
（）４允许应力电站引水压力钢岔管设计扩水
５
岔管允许应力取值见表２。
表２岔管允许应力取值荷载组合应力区域部位
计的主要成果，容包括岔管管壁厚度、牙肋的厚度及体型尺寸，牙肋岔管的绘制，维有限元法强度复核，内月月三最后进行岔管外包钢筋混凝土配筋计算。关键词水电站岔管月牙肋有限元
３结构设计．４（）管体型设计１岔
压引水隧洞、调压室、高压竖井、高压平洞、跨河及岸边高压钢管、厂房内高压岔管和支管。引水钢管主管内径为２８支管内径为１５．ｍ．．ｍ．７分岔管采用 “卜” 形分岔，岔角为６。钢岔管材料分０，采用１Ｍｎ６Ｒ钢，月牙肋采用调质钢（７ＣＭｏＲ）０ＭｎｒＶ。
牙肋岔管和贴边岔管进行比较，由于岔管最大ＨＤ
埋藏式岔管计算工况及荷载组合见表１。
表１埋藏式岔管计算工况及荷载组合
值近８５。月牙肋岔管流态很好且分岔处水头损失０ｍ，较小，工简单，施可在施工现场焊接组装，以施工所
ｌ工程概况冲江河（容）电站位于云南省硕多岗河，扩水电站为引水式地面厂房，总装机４８ｋ，２台机。．万Ｗ共

团结水电站压力钢岔管设计

出力３４１ＭＷ。首部枢纽及厂址有茂黑公路与团．０
结林区公路相通，站工程建设区距黑水县城３电７
因为该钢岔管属于布置在镇墩中的明钢岔管，
ｋ距成都３１ｋ交通较为便利。ｍ，１ｍ，
该水电站发电进水方式为１３机斜向进水，管
Ａｂｔａｔｉｈｅｄａｅｓｓｅｆａｈｄｏｏｅｔｔｎ，ｔｅｂｆｒａｅｅｓｃｓｃｍｐｉａｅｎｓｒｃｕｅａｄｖｒｅｎｓｒｃｕａｓｒｃ：ｎｔｅｈａｒｃｙｔｍｏｙｒｐｗｒｓｉａｏｈｉｃｔｄｐｎｔｋｉｏｌｔｄｉｔｕｔｒｎａｉｄｉｔｔｒｌｕｏｃｕ
要：电站发电引水系统中，水压力钢管的岔管结构复杂，类型多样，中内加强月牙肋岔管应用最为广泛。通过其
对团结水电站压力钢岔管的设计计算，内加强月牙肋岔管的结构设计提出了较为完整的方法与探讨。对关键词：内加强月牙肋；岔管；体型选择；计；设结构计算
ｌ
程概况
阿坝州黑水县团结水电站位于小黑水河下径为１２ｍ，管与支管．支．主
之间设有１２号２个卜，形钢岔管。因受厂址地形限
制，主管与进水支管轴线相交７．１布置，连结１４。其
中图分类号：Ｖ３．３Ｔ７２４文献标识码：Ａ
ＤｓｎｏｉｒａｅｅｓｃＴａｊｄｏｏｒＰｏｅｔｅｉｆＢｆｃｔＰｎｔｋ，ｕｎｉＨｙｒｐｗｅｒｊｃｇｕｄｏｅ

水电工程设计论文：某水电站工程压力钢管及钢岔管设计

水电工程设计论文：某水电站工程压力钢管及钢岔管设计【摘要】根据某水电站工程的工程规模和特点、结合主要的设计计算研究压力钢管和钢岔管的布置设计,使其结构布置安全、合理、经济,满足运行要求。

【关键词】某水电站;压力钢管;设计1. 工程概况从调压井后直接压力管道。

压力管道内径4.6m,主管全长804.473m,由上平洞段、上下转弯段、斜井段和下平洞段组成,上下转弯段转弯半径为15m,考虑施工方便,斜井段坡度1:0.8391。

上平洞段长10.0m,断面中心点高程1812.700m;上弯段长度为13.09m,断面中心点高程1812.700m~1807.342m;斜井段长度为277.304m,断面中心点高程1807.342m~1594.915m;下弯段长度为13.015m,断面中心点高程1594.915m~1589.557m;下平洞段长度为451.312m,断面中心点高程1589.557m~1587.300m;明管段长度为39.752m,断面中心点高程1587.300m(水轮机安装高程)。

压力钢管外采用C20素混凝土衬砌,抗冻标号F200,抗渗标号W6,衬砌厚度0.6m。

岔管及支管为明钢管,外包C25钢筋砼。

1#岔管是一分为二的卜型内加强月牙肋岔管,分岔角70°,主锥、支锥各由三节锥管过渡;2#岔管是一分为二的卜型内加强月牙肋岔管,分岔角72°,主锥、支锥各由三节锥管过渡。

岔管的设计内水压力3.25 N/mm 2(包括水击压力)。

与1#岔管相连接的主管内半径2.3 m,1#岔管公切球内半径2.7 m,与1#岔管相连接的支管内径分别为1.7m和1.1m。

与2#岔管相连接的主管内半径1.7 m,2#岔管公切球内半径2.0 m;与2#岔管相连接的支管内半径1.1 m,支管间距15m。

3. 材质选择压力管道主管段管径4.6m,支管管径1.1m,岔管最大直径5.4m,最大内水压325m。

由于钢管的HD 值较大,从结构应力分布、抗外压稳定、制作卷板能力、焊接工艺和经济性等综合比较决定,钢材采用高强钢。

DLT5141-2001-水电站压力钢管设计规范-2019年文档

中华人民共和国电力行业标准P DL/T 5141—2019水电站压力钢管设计规范Specifications for design of Steel penstocks of hydroelectric Stations编写单位：国家电力公司西北勘测设计研究院，国家电力公司昆明勘测设计研究院，武汉大学批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号：国家经贸委2019年第31号公告DL/T5141——2019前言原电力工业部水电水利规划设计总院，按照原电力工业部技综[2019]44号文《关于下达2019年制定、修订电力行业标准计划项目(第二批)的通知》，下达水电规科[2019]0023号文《关于水电站压力钢管设计规范修订任务的函》，本规范是根据该文件的要求组织修订的。

其目的在于适应水电建设发展的需要，结合高水头、大直径压力钢管的工程实践，以及新管型、新结构、新材料、新工艺采用的成功经验，对原水利电力部1985年4月颁发的SDl44——1985《水电站压力钢管设计规范(试行)》进行修订。

本规范在修订过程中，主编单位会同协编、参编单位开展了细致的专题研究，调查总结了近年来大中型工程实践的经验教训，在全国广泛征求了有关设计、施工、运行、科研、教学单位及管理部门和专家的意见，于2019年初提出征求意见稿、2000年6月提出送审稿，并于2000年11月在西安由国家电力公司水电水利规划设计总院组织审查。

根据送审稿审查会议纪要要求于2019年4月完成报批稿。

本规范为推荐性行业标准，替代SDl44——1985。

本规范应与GB/T 50199——1994《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》以及按其要求制订的其他水工结构设计规范配套使用。

本次修订的主要内容为：根据GB/T 50199——1994的原则和要求，将规范基本设计原则按可靠度理论和分项系数表达式进行“转轨、套改”；扩大规范的适用范围，增补坝后背管的布置形式、结构计算及构造要求等条文和附录；推荐新钢种并列出主要指标；增补抽水蓄能电站管道水力计算的特殊要求；其他如模型试验、原型观测、伸缩节等方面的成熟经验，本规范也作了适当增补和修改。

水电站压力管道—钢岔管

9.4.3 钢岔管的结构类型
3. 月牙肋岔管 ➢ 用一个嵌入管体内的月牙形肋板来代
替三梁岔Байду номын сангаас的U梁，并取消腰梁。 ➢ 在三梁岔管基础上发展而来，目前在
我国已基本取代了三梁岔管。 ➢ 适用：大中型电站。
9.4.3 钢岔管的结构类型
4. 球形岔管 ➢ 通过球面体进行分岔，由球壳，圆柱
形主、支管以及补强环和导流板等组成。 ➢ 在内水压力作用下，球壳应力仅为同直径管壳环向应力的一半。 ➢ 适用：高水头大中型电站。
，有时需锻造，焊接工艺要求高，造价较高； ➢ 受力条件差，所承受的静动水压力最大，又靠近厂房，其安全
性十分重要。 ➢ 我国已经建成的水电站岔管大多数属于地下岔管。
9.4.1 钢岔管的工作特点及布置
2. 布置原则 ➢ 结构合理，安全可靠，不产生较大的应力集中和变形。为此，各
管节的转角不宜过大，加强构件和管壁的刚度比不宜太悬殊，加固措施应结构合理。 ➢ 水流平顺，水头损失小，减少涡流和振动。分支管宜采用锥管过渡，分岔角宜较小，一般为30°～45°。 ➢ 制作、运输、安装方便，经济合理。
9.4.3 钢岔管的结构类型
5. 无梁岔管 ➢ 无梁岔管是在分岔处用多节锥管加强
的岔管。 ➢ 在球形岔管基础上发展起来，用锥管
替代了球形岔管中的补强环，完全取消了加强构件。 ➢ 目前国内应用较少。
强板加固，补强板与管壁焊固形成一个整体。 ➢ 补强板刚度较小，不平衡区的水压力由补强板和管壁共同承担。 ➢ 常用于中、低水头卜型布置的地下埋管。
9.4.3 钢岔管的结构类型
2. 三梁岔管 ➢ 由相贯线上的两根腰梁和一根U梁构
成三梁岔。 ➢ U梁承受较大的不平衡水压力，其受

水电站压力钢管结构计算

三级水电站压力钢管结构设计1.设计依据及参考资料（1）设计依据：《水电站压力钢管设计规范》（DL/T 5141-2001）（2）参考资料：《水电站》（西安理工大学、葛洲坝水电工程学院合编）2.设计原则（1）钢管结构在弹性状态下工作；（2）考虑压力管道洞身埋藏在地下，不校核地震情况，不计温度应力；（3）管壁最小厚度（包括壁厚裕量）应满足下表的要求。

压力钢管的结构重要性系数………………………γ0=1.0设计状况系数………………………………………ψ= 1.0焊缝系数 ……………………………………………φ=0.94.压力钢管主管段结构计算4.1管壁厚度t的确定主管段r = 2.2m，0.6mm。

σR r/E S2= 1.57mm＞ δ2=0.6mm1.0,水击压力γQ = 1.1钢管结构的抗力限值σR =t—钢管管壁厚度，mm。

经计算，主管承受最大环向正应力为σθ=73.598N/mm²，小于经过计算取缝隙δ2=《水电站压力钢管设计规范》附录B的条文说明中，建议缝隙δ2的取值为（3.5～4.3）×10-4r K 0—围岩单位抗力系数较小值，N/mm 3；161.538N/mm²。

（其中r为钢管内半径，m）。

缝隙判别条件： γd —结构系数；但考虑到地下埋管沿线地质条件较差，故不计围岩分担内水压力的作用，按压力钢管单独承受 ψ—设计状况系数；4.1.1受力条件分析式中：σR —钢管结构构件的抗力限值，N/mm 2 γ0—结构重要性系数；经计算，钢管的抗力限值σR =2E S2结构系数考虑焊缝系数取γd ==226373.63N/mm²，=0.611（N/mm²）p=γW H=γW [γQ ×(Z 蓄-Z 安)+γQ ×H 水击]σθ—钢管环向正应力，N /mm ；全部内水压力设计，结构系数仍按地下埋管取值。

4.1.3管壁厚度t的计算式中：p—内水压力设计值，N/mm 2；r—钢管内半径，mm；σ—钢管的抗力限值，N/mm 2。

龙州那派水电站引水压力钢管设计简述

小计沿程水头损失Ｅｈ．１ｍ＃１３
５１２初估钢管壁厚度．．
钢管管壁厚度初步按内水压力所产生的环向应力设计，由于仅考虑内水压力引起的应力，未计入附加荷载，因此采用降低允许应力的方法进行估算，压力钢管壁厚可按下列公式初步估算：
一
主管Ｄ２０Ｎ００
闸门槽
Ｏ
．
２２２．８
设检修工作闸各１个，闸槽尺Ｏ１寸为２．Ｏ
、
ｍＸ２２ｍ．
闸后渐变段０Ｏ３２．５．转弯处
分岔处
ＯＯ．３Ｏ３．１
０２．２
０２．
３２．
共有２处转弯段
分岔管按７。均分，一分三Ｏ
５１１构造要求．．
根据电站压力钢管设计规（Ｌ２１２０）中的规Ｓ８－０３定，钢管最小厚度（括壁厚裕量）包，除满足结构分析要求外，还需考虑制造工艺、安装、运输等要求，保证必需的刚度。管壁最小厚度按ｔＤ８０＋＞￣／０４公式的计算值，也不应小于６ｍｍ。如果ｔ的计算结果若有小数，应于进位选择管壁最小厚度。经
计算结果为水锤波平均传播速度为Ｃ。＝８２／。４ｓｍ
４回一次之时间：ｔ：２Ｊ。．３ｓｒＩｃ＝０３＜导叶或蝶阀关闭的允许时间Ｔ＝４ｓｓ，因此发生间接水锤。
４２水管特性常数的计算公式．．３
构计算厚度６＝１０ｍｍ，考虑２ｍｍ的防锈蚀层，选用管壁的结构厚度取６＝１ｍ，满足管壁最小厚度的构造要求。２ｍ

水电站压力管设计

一、压力管水击计算设计参数：Q=10m 3，s T S 3=，[]MPa 120=σ，4.0=K f ，6.0=f ，3.0=b f 。

1、直接或间接水击判断取在明钢管中水击波的传播速度s m C 1000=。

取i=0.001，b=1.5m ，K=Q/=316.233/m s ，故2.672.671.50.5490.017316.23b nk ==⨯，查表知，03.2, 1.5 3.2 4.8h h m b==⨯= 初估钢管直径由公式VQV Q D 13.1)4(21=⋅=π，其中s m v 0.5=，,103s m Q = 代入公式计算得：m D 598.1=。

取mm m D 1600.600.1==。

进口底砍取1m ，由初始尺寸可计算[]188(4.80.81)sin 36144.6L m -=---= 则s T CLs 329.010006.14422=<=⨯=，因此，发生的水击为间接水击 2、第一相或极限水击判断水击常数：0max2h g V C ⨯⨯⨯=ρ一般经验，露天钢管的经济流速为4.0~6.0s m ，取s m v 0.5=0.3858.920.5100020max =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=h g V C ρ，满负荷运行 10=τ，则 10.30>=ρτ，因此，压力钢管内将产生极限水击。

3、计算 σ s T gH LV s 29.03858.90.56.1440max =⨯⨯⨯==σ 4、由于钢管内产生的是极限水击，则取34.029.0229.0222=-⨯=-=σσξm ，则水击压力的升高值m H H m 9.288534.00=⨯=⋅=∆ξ。

5、水击影响下阀门处最大水头：H ∆＝28.9m m H H H p 9.1139.28850=+=∆+=二、压力钢管计算1、荷载组合选择①：钢管自重分力1A （沿管轴方向）； ②：关闭的阀门及闷头上的力2A ； ③：温度变化时支座对钢管的摩擦力3A ； ④：钢管自重分力4A （沿垂直管轴方向）；⑤：钢管中水重分力5A ； 3、管壁厚计算 []σγδ20DH p ⋅⋅=其中，38.9m KN g ==ργ m H p 9.113= mm D 1600= ， []MPa 120=σ则mm 44.710120260.19.113108.9630=⨯⨯⨯⨯⨯=δ， 0/80046D mm δ≥+= 符合要求。