输水工程大直径钢管外包混凝土垫层结构研究

作     者：张先帅 ZHANG Xianshuai

作者机构：中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 

出 版 物：《西北水电》 (Northwest Hydropower)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：95-100页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划-引汉济渭联合基金(2021JLM-50) 

主　　题：输水工程 压力钢管 外包混凝土 柔性垫层 应力分布 

摘      要：为研究输水工程中垫层弹模和厚度对钢管外包混凝土结构应力分布的影响,确定垫层参数的最优取值,以引汉济渭二期输水工程为背景,运用有限元软件,对大直径钢管外包混凝土垫层结构进行分析研究。确定钢管及外包混凝土在垫层不同弹性模量、不同厚度下的应力状态。结果标明:设置垫层后,外包混凝土主应力明显降低,有效改善钢管及外包混凝土的应力分布;随着垫层弹性模量的减小,钢管的等效应力逐渐增加,外包混凝土的主应力逐渐减小;垫层厚度小于20 mm时,外包混凝土最大主应力随垫层厚度增大而减小,厚度大于20 mm时,外包混凝土最大主应力减小情况不显著,垫层最优厚度10~20 mm;垫层弹性模量和厚度同比例时,钢管等效应力和外包混凝土主应力基本不变。研究成果对输水工程中大直径钢管外包混凝土垫层结构选择具有参考意义。