巴基斯坦汗华水电站工程进水钢岔管结构设计
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岔管 承受 的水 头及 压 力 管 道 直 径 ，选 用 对 称 Ｙ 型 内加强 月牙 肋 型结构 。月 牙肋 岔 管 因其具 有受 力 明 确 、水 流流 态好 、水 头损 失小 、结构 安全 可靠 等特 点 ，在 国 内外 大 中型 水 电站地 下埋 管 中得 到广 泛 的
应用。
计 算点 叉 管环 向管 壁 强度 计算 ：
处 的 管壁 折角 值 ，按 式 （ ） 算 出形 状 系 数 Ｋ ， ２计
然 后利 用 图 的曲线 查 出应力 集 中系 数 。将 环 向应 力 乘 以应力 集 中 系数 ． ，即得 到各个 不 同锥 度 的锥 形 管 节连 接处 的管 壁应 力 。
压 力钢 岔管 的结 构 型式 有许 多种 ，根 据 本工 程
１２ 材 料参 数 ． （ ）钢 岔 管 采 用 １Ｍｎ Ｒ钢板 （ ＜３ ， ＝３０ １ ５ Ｖ ｔ ６ ７
ＭＰ ； ＞８ ＝３ ５ ＭＰ ） ａ ｔ ０， １ ａ ；
（ ）钢材 弹 性模 量 Ｅ ＝２６Ｇ ａ ２ ０ Ｐ ； （ ）泊松 比 ＝０ ３ ３ ．。
２ 计算方法 岔 管管 壁强 度采 用瑞 士 Ｅ 计算 方 法 ，确 定 管 Ｗ
壁厚 度 ，采 用 Ａ ｓｓ三 维 有 限 元 进 行 应 力 校 核 分 ｎｙ
析 ，保证 岔 管结 构安 全 、可靠 、经济 合理 。
２１ 管壁 强 度计 算 ．
第 １步按 式 （ ） １ 计算 出 各 个锥 形 管 节 中 的环 向 应 力 ，第 ２步 根据 组成 分 岔管 的各 个锥 形管 节 连接
汗华水 电站工程 位于 巴基斯 坦ห้องสมุดไป่ตู้ 北边 境省 Ｉｄｓ ｎｕ
Ｓ ａ 区 内，大 坝位 于 印度 河 支 流 Ｋ ａ ｗ ｒ 上 ， ｗｔ ｈｎ Ｋ ａ 河 ｈ 发 电厂房 位于 印度 河右岸 Ｂ ｓａ ｅ ｍ镇 附近 ，是一 项 高 ｈ 水头 、长 隧洞 、引水 式 水 电站 工程 。发 电厂 房 共 安 装 ２台主发 电机组 、１ 台辅 助发 电机 组 ，总装 机容 量 ７ Ｗ。引水 系统 由进水 口建 筑 物 、引 水 隧 洞 、调 ２Ｍ 压室 、压力 竖 井 及 压 力 隧 洞 、压 力 钢 岔 管 等 组 成 ， 采用一洞两 机供 水方 式 ，最 大 引水 流量 ３ ／，设 ５ ｓ 计 发 电净水 头为 ２ ２Ｉ，总水 头为 ２４ｉ。 ４ Ｉ Ｔ ５ ｎ 压力 隧洞 长 ４ ３ｍ，采 用 内 圆外 马 蹄 形 断 面 ， ２ 起 始段 采 用 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 ，断 面 内径 ３２ ．５ ｍ； 靠 近厂 房 洞 段 采 用 钢 板 衬 砌 ，断 面 内 径 ３ ０ ．０ ｍ； 末端 通 过 钢 岔 管 与 支 管 相 连 ，经 蝶 阀 正 向进 入 厂 房 ，支 管直 径 １６ｍ。 ．
肋 总 度 肋 总 ／ 板 高 板 宽 ｎ
３６ ｏ ８ ４ ． ３ ９ ６． ９ ６ ｌ０ ２ ６０ ５
图１ 形 数 应 集中 数 状系 与 力 系 关系
＝
（ ／ ）ｘ ， ＰＸ ｆ
（） １
１
管基本参数
１１ 岔 管体 型 参数 ．
岔管体 型 尺寸见 表 １ 。 ，２
表 １ 管 壳 体 型 尺 寸
集ｒ 血 力 ：能 够 闩南仲缩 的管 Ｉ ＝ ｝ １ ￣ ｌ ｌ
・ ｒ ：旦 ・ ，： － ：
・ ＝ －． ，
『 混 凝上 等约 轴 向的管 ５ ＝ ｛ ］ ． ．
２１ ００年 第 ２ ９卷 第 ３期 ・Ｄ Ｈ 水 利 水 电 工 程 设 计 ＷＲ Ｅ
巴基斯坦汗华水 电站工程进 水钢 岔管结构设 计
林德金 金 宏 安 赫庆 彬 李金 锁
摘 要 介绍 了汗 华水 电站工程月牙肋钢岔 管的设 计方法 ，通过主 要的设 计计算研 究钢 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 月 牙 肋 钢 岔 管 Ｅ 方 法 有 限 元 分 析 汗华 水 电 站 Ｗ 中图分类号 Ｔ ２２ Ｖ２ 文献标识 码 Ｂ 文章 编 号 １０—９０ ２ １ ）３０２ —２ ０７６ ８ （００ ０—０ ３０
应用。
计 算点 叉 管环 向管 壁 强度 计算 ：
处 的 管壁 折角 值 ，按 式 （ ） 算 出形 状 系 数 Ｋ ， ２计
然 后利 用 图 的曲线 查 出应力 集 中系 数 。将 环 向应 力 乘 以应力 集 中 系数 ． ，即得 到各个 不 同锥 度 的锥 形 管 节连 接处 的管 壁应 力 。
压 力钢 岔管 的结 构 型式 有许 多种 ，根 据 本工 程
１２ 材 料参 数 ． （ ）钢 岔 管 采 用 １Ｍｎ Ｒ钢板 （ ＜３ ， ＝３０ １ ５ Ｖ ｔ ６ ７
ＭＰ ； ＞８ ＝３ ５ ＭＰ ） ａ ｔ ０， １ ａ ；
（ ）钢材 弹 性模 量 Ｅ ＝２６Ｇ ａ ２ ０ Ｐ ； （ ）泊松 比 ＝０ ３ ３ ．。
２ 计算方法 岔 管管 壁强 度采 用瑞 士 Ｅ 计算 方 法 ，确 定 管 Ｗ
壁厚 度 ，采 用 Ａ ｓｓ三 维 有 限 元 进 行 应 力 校 核 分 ｎｙ
析 ，保证 岔 管结 构安 全 、可靠 、经济 合理 。
２１ 管壁 强 度计 算 ．
第 １步按 式 （ ） １ 计算 出 各 个锥 形 管 节 中 的环 向 应 力 ，第 ２步 根据 组成 分 岔管 的各 个锥 形管 节 连接
汗华水 电站工程 位于 巴基斯 坦ห้องสมุดไป่ตู้ 北边 境省 Ｉｄｓ ｎｕ
Ｓ ａ 区 内，大 坝位 于 印度 河 支 流 Ｋ ａ ｗ ｒ 上 ， ｗｔ ｈｎ Ｋ ａ 河 ｈ 发 电厂房 位于 印度 河右岸 Ｂ ｓａ ｅ ｍ镇 附近 ，是一 项 高 ｈ 水头 、长 隧洞 、引水 式 水 电站 工程 。发 电厂 房 共 安 装 ２台主发 电机组 、１ 台辅 助发 电机 组 ，总装 机容 量 ７ Ｗ。引水 系统 由进水 口建 筑 物 、引 水 隧 洞 、调 ２Ｍ 压室 、压力 竖 井 及 压 力 隧 洞 、压 力 钢 岔 管 等 组 成 ， 采用一洞两 机供 水方 式 ，最 大 引水 流量 ３ ／，设 ５ ｓ 计 发 电净水 头为 ２ ２Ｉ，总水 头为 ２４ｉ。 ４ Ｉ Ｔ ５ ｎ 压力 隧洞 长 ４ ３ｍ，采 用 内 圆外 马 蹄 形 断 面 ， ２ 起 始段 采 用 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 ，断 面 内径 ３２ ．５ ｍ； 靠 近厂 房 洞 段 采 用 钢 板 衬 砌 ，断 面 内 径 ３ ０ ．０ ｍ； 末端 通 过 钢 岔 管 与 支 管 相 连 ，经 蝶 阀 正 向进 入 厂 房 ，支 管直 径 １６ｍ。 ．
肋 总 度 肋 总 ／ 板 高 板 宽 ｎ
３６ ｏ ８ ４ ． ３ ９ ６． ９ ６ ｌ０ ２ ６０ ５
图１ 形 数 应 集中 数 状系 与 力 系 关系
＝
（ ／ ）ｘ ， ＰＸ ｆ
（） １
１
管基本参数
１１ 岔 管体 型 参数 ．
岔管体 型 尺寸见 表 １ 。 ，２
表 １ 管 壳 体 型 尺 寸
集ｒ 血 力 ：能 够 闩南仲缩 的管 Ｉ ＝ ｝ １ ￣ ｌ ｌ
・ ｒ ：旦 ・ ，： － ：
・ ＝ －． ，
『 混 凝上 等约 轴 向的管 ５ ＝ ｛ ］ ． ．
２１ ００年 第 ２ ９卷 第 ３期 ・Ｄ Ｈ 水 利 水 电 工 程 设 计 ＷＲ Ｅ
巴基斯坦汗华水 电站工程进 水钢 岔管结构设 计
林德金 金 宏 安 赫庆 彬 李金 锁
摘 要 介绍 了汗 华水 电站工程月牙肋钢岔 管的设 计方法 ，通过主 要的设 计计算研 究钢 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 月 牙 肋 钢 岔 管 Ｅ 方 法 有 限 元 分 析 汗华 水 电 站 Ｗ 中图分类号 Ｔ ２２ Ｖ２ 文献标识 码 Ｂ 文章 编 号 １０—９０ ２ １ ）３０２ —２ ０７６ ８ （００ ０—０ ３０