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水力发电是人类获得能源动力的一个重要途径,随着当今的科学技术与设计理论的不断提高,大型水电站的大规模兴建,压力钢管逐步趋向巨型化发展。坝后背管作为一种相对新兴的水电站发电引水管道布置形式,近半个世纪以来成为巨型和大型水电站工程中的主力管型,因此对坝后背管布置型式的研究具有较强的现实意义。伸缩节和加劲环是钢管的重要结构,伸缩节的设置是为了使钢管能适应一定的伸缩、错动和转动,从而有利于改善钢管的受力状态;加劲环不仅能提高钢管的抗外压稳定能力,增加钢管刚度,而且降低钢管造价。故伸缩节与加劲环的合理布置与选择对于工程的安全和造价都是尤为重要的。本文针对上述两个方面的内容进行了如下几项工作:
首先结合实际工程资料,拟定所选重力坝坝段及其坝后背管布置型式的相关参数,并建立相应的计算模型。
其次,研究在加劲环尺寸已确定的情况下,伸缩节布置在背管斜直段的不同位置时,钢管在伸缩缝处产生的位移大小,以及钢管的应力分布状况,从而分析得出不同位置的伸缩节对钢管受力状态的影响。
第三,研究在伸缩节位置已定的情况下,背管斜直段上设置不同尺寸的加劲环时,钢管的位移大小,以及钢管的应力分布状况,从而分析得出不同尺寸的加劲坏对钢管受力状态的影响。
本论文经过对重力坝坝后背管上的伸缩节和加劲环的布置型式的计算研究得出:坝后背管斜直段的伸缩节布置于斜直段下部时钢管应力分布较好且伸缩缝处位移相对较小,适合伸缩节的安全布置;加劲环的尺寸不能太小,太小起不到加强管壁刚度的作用,又不能太大,太大对钢材的浪费大,不经济,故合适的加劲环尺寸要对实际工程进行计算研究后确定。