水輪機鋼蝸殼及引水鋼管墊層施工法受力解析.pdf

1、隨著我國經濟的高速發(fā)展，在能源需求急劇增長的同時人們的環(huán)境保護意識也逐漸增強，而水力發(fā)電作為一種可再生的潔凈能源越來越得到重視，已經成為我國電力工業(yè)的一大支柱。而近年來水電機組的裝機容量和引用水頭的大幅提高對鋼蝸殼和壓力鋼管的結構又提出了新的要求，其直徑越來越大，所以如何改善壓力鋼管和鋼蝸殼周圍混凝土的應力狀態(tài)，提高其抗裂性能成為研究的重點。
　　 目前對蝸殼和壓力鋼管的施工方法主要有三種，分別為完全聯合承載法、充水預壓法以及墊

2、層法，但第一種方法外圍混凝土的受力較大，第二種方法造價較高，所以目前應用最廣泛的是墊層法。對于墊層法的研究主要有兩種方法，一種是數值模擬方法，在這一方面已經有很多人做出了研究，但是對數值結果的可靠性沒有綜合的評價標準；另一種就是解析法，就是應用材料力學、結構力學以及變形相容原理，再加上一些假定條件，推導出了能夠計算墊層法施工條件下鋼管和蝸殼的應力應變的解析公式，從而得出墊層鋼管及蝸殼的應力應變狀態(tài)與墊層參數選取的關系。本篇論文采用第三種

3、方法的思路推導出了一套完整的解析計算公式，可以計算在設置任意墊層彈模和墊層厚度的情況下蝸殼和鋼管各個位置的位移、應力等變量；在不同的墊層厚度下計算不同范圍的包角，觀察其關鍵部位的應力及位移的變化規(guī)律，觀察內水壓力傳遞比；研究在相同的條件下墊層包角的變化對外包混凝土中應力位移的影響，確定最佳的包角范圍。
　　 最后，運用ABAQUS有限元軟件，建立模型進行數值模擬，將邊界條件和計算參數一致的數值模擬結果與解析解的結果進行比較，通過