第1章 水电站坝后背管结构布置 1
1.1 工程概况 1
1.2 坝后背管结构应用概况 2
1.3 钢衬钢筋混凝土背管结构 3
1.3.1 钢衬钢筋混凝土背管结构设计成果 3
1.3.2 钢衬钢筋混凝土背管结构试验成果 4
1.3.3 钢衬钢筋混凝土背管结构观测成果 6
1.4 进水口渐变段钢衬结构 8
1.4.1 刘家峡水电站 8
1.4.2 破坏原因分析 10
1.5 坝后背管结构取消伸缩节研究 10
1.5.1 取消伸缩节的工程实例 10
1.5.2 取消伸缩节的观测成果 14
1.5.3 取消伸缩节后的经济效应 15
1.6 龙开口水电站坝后背管结构方案 16
第2章 水电站坝后背管结构计算模型 17
2.1 计算模型概述 17
2.1.1 龙开口水电站坝后背管 17
2.1.2 坝后背管结构研究 17
2.2 坝后背管结构计算模型 18
2.2.1 坝体结构图 18
2.2.2 模型模拟范围 18
2.2.3 单元的选用 19
2.2.4 子结构建模技术 21
2.2.5 计算模型规模 21
2.2.6 边界条件 21
2.3 坝后背管结构计算理论 22
2.3.1 钢管抗外压稳定安全系数 22
2.3.2 钢管结构计算公式 22
2.3.3 背管结构计算思路 23
2.4 坝后背管结构计算资料 23
2.5 材料性能参数 25
2.5.1 坝体材料性能参数 25
2.5.2 压力钢管材料性能参数 25
2.5.3 钢筋材料性能参数 25
2.5.4 垫层材料性能参数 25
2.5.5 坝址岩层性能参数 26
2.5.6 材料参数调整 26
2.6 厂坝连接部位计算条件 27
2.6.1 厂坝连接整体结构 27
2.6.2 计算工况 27
2.6.3 基础资料 28
第3章 进水口渐变段钢衬结构计算分析 30
3.1 进水口渐变段钢衬结构计算概述 30
3.1.1 进水口渐变段钢衬结构研究现状 31
3.1.2 进水口渐变段钢衬外压作用下的分析思路 31
3.2 进水口渐变段钢衬结构计算模型 31
3.2.1 进水口渐变段钢衬分析计算工况 33
3.2.2 进水口渐变段钢衬结构计算内容 33
3.2.3 进水口渐变段钢衬结构的设计原则 34
3.3 进水口渐变段钢衬结构的分析 34
3.3.1 进水口渐变段钢衬结构在真空作用下的分析 34
3.3.2 渐变段钢衬结构分析及加劲环、锚筋设计 39
3.3.3 渐变段钢衬结构分析总结 41
3.4 进水孔口闸门段坝体结构分析 42
3.4.1 变形分析 42
3.4.2 应力分析 42
3.4.3 闸门段坝体结构分析总结 45
3.5 小结 45
第4章 龙开口水电站坝后背管结构分析 46
4.1 坝后背管结构分析概述 46
4.2 坝后背管结构分析研究 46
4.2.1 坝后背管结构研究方案 46
4.2.2 坝后背管结构研究成果 46
4.2.3 坝后背管结构的计算工况 47
4.3 坝后背管结构计算分析 47
4.3.1 应力分析 47
4.3.2 位移分析 57
4.3.3 管坝连接锚筋设计 62
4.3.4 钢管结构强度校核 63
4.3.5 压力钢管结构分析总结 63
4.4 小结 64
第5章 钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析 65
5.1 坝后背管非线性有限元分析概述 65
5.1.1 坝后背管结构的计算内容 65
5.1.2 钢衬钢筋混凝土管间初始缝隙计算 65
5.2 钢筋混凝土非线性有限元计算的基本原理 66
5.2.1 混凝土模型 66
5.2.2 钢筋模型 70
5.3 坝后背管三维非线性有限元分析 71
5.3.1 计算方案一 71
5.3.2 计算方案二 82
5.3.3 预应力钢衬钢筋混凝土管分析 89
5.3.4 下平段钢衬钢筋混凝土管分析 93
5.4 小结 98
第6章 采用垫层钢管代替伸缩节研究 100
6.1 垫层钢管代替伸缩节研究概述 100
6.1.1 取消伸缩节的研究现状 100
6.1.2 取消伸缩节研究思路 102
6.2 垫层钢管结构分析的计算模型 102
6.2.1 厂坝连接高程方案 102
6.2.2 计算工况 102
6.2.3 计算内容 103
6.2.4 垫层钢管设计 103
6.3 垫层钢管结构分析 103
6.3.1 方案一的应力及变形分析 104
6.3.2 方案二的应力及变形分析 112
6.3.3 垫层钢管结构分析总结 117
6.4 小结 119
第7章 垫层钢管对蜗壳结构影响的研究 120
7.1 垫层钢管对蜗壳结构影响研究概述 120
7.2 进入蜗壳过渡段钢衬研究简介 120
7.2.1 研究方案 120
7.2.2 研究成果 121
7.3 蜗壳过渡段钢衬结构的分析 121
7.3.1 方案一蜗壳过渡段钢衬结构的分析 121
7.3.2 方案二蜗壳过渡段钢衬结构的分析 131
7.3.3 蜗壳过渡段钢衬结构分析总结 139
7.4 小结 141
第8章 总结 142
8.1 研究概述 142
8.2 水电站坝后背管结构 142
8.2.1 坝后背管结构各段钢衬应力 142
8.2.2 坝后背管结构各段钢衬厚度 143
8.3 结论 143
8.3.1 水电站坝后背管结构的专题研究 143
8.3.2 水电站坝后背管结构计算模型 144
8.3.3 进水口渐变段钢衬结构分析及配筋计算 144
8.3.4 水电站坝后背管结构分析 144
8.3.5 钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析 145
8.3.6 采用垫层钢管代替伸缩节研究 146
8.3.7 垫层钢管对蜗壳结构影响的研究 146
8.4 建议 147
8.4.1 水电站坝后背管结构的专题研究 147
8.4.2 水电站坝后背管结构计算模型 147
8.4.3 进水口渐变段钢衬结构分析及配筋计算 147
8.4.4 水电站坝后背管结构分析 148
8.4.5 钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析 148
8.4.6 采用垫层钢管代替伸缩节研究 148
8.4.7 垫层钢管对蜗壳结构影响的研究 148
参考文献 149