發(fā)布時間：2017-08-11 01:23

  本文關(guān)鍵詞：埋藏式平底等截面鋼岔管體形與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

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【摘要】：采用分組供水或集中供水的水電站需要設(shè)置分岔管,目前分岔管設(shè)計中的主管、岔管與支管段軸線均處于同一高程,容易在施工和檢修過程中產(chǎn)生岔管內(nèi)積水難以自行排出的問題,因此管道在放空檢修時需借助水泵、設(shè)排水孔等方式排水。然而,由于水泵效率低下,同時管壁開孔易產(chǎn)生應(yīng)力集中和脆性斷裂問題。針對這一問題,在傅金筑提出的一種平底等截面鋼岔管概念設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,本課題組與傅金筑合作進一步開展了該類岔管的體形設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計研究：(1)提出了平底等截面鋼岔管的體形設(shè)計方法。根據(jù)空間幾何理論和球形岔管體形設(shè)計理論,建立了體形設(shè)計的局部坐標系和整體坐標系,推導了岔管體形設(shè)計的解析計算方法,確定了岔管圓餅段外圓直徑D1、橢圓漸縮段收縮角y、漸變段收縮角α、相鄰孔口凈間距l(xiāng)s、橢圓銜接段橢圓半軸長度b和分岔角ω,并且確定了支管與岔管的相貫線方程。同時,根據(jù)體形設(shè)計理論編制了可用于相應(yīng)的自動化設(shè)計分析程序,可顯著提高該岔管的體形設(shè)計效率。(2)研究了岔管控制斷面的圍巖分擔率和岔管結(jié)構(gòu)應(yīng)力的主要因素及其影響規(guī)律,進而提出了平底等截面鋼岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計的管殼厚度公式。針對本岔管的控制斷面一跑道形斷面,開展了圍巖彈性模量Er、岔管內(nèi)壓P、岔管管殼厚度t、岔管與外包混凝土間縫隙△、埋藏深度對圍巖分擔率和岔管結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響研究,揭示了相關(guān)工程規(guī)律,岔管控制斷面的水平截面圍巖分擔率可達70%以上,提出了岔管管殼厚度t設(shè)計的半經(jīng)驗半理論公式,為該岔管的結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：平底等截面 鋼岔管 體形設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV732.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 工程研究背景10-12
• 1.1.1 工程背景10
• 1.1.2 研究背景10-12
• 1.2 岔管體形和結(jié)構(gòu)設(shè)計研究進展12-20
• 1.2.1 基本體形和結(jié)構(gòu)型式12-14
• 1.2.2 體形與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究進展14-18
• 1.2.3 現(xiàn)岔管設(shè)計中存在排水困難的問題18-20
• 1.3 平底等截面鋼岔管的研究進展20-23
• 1.4 研究內(nèi)容23-24
• 第二章 基本理論與方法24-34
• 2.1 薄殼體型設(shè)計相關(guān)的空間幾何知識24-29
• 2.1.1 直線方程24-26
• 2.1.2 平面方程26-27
• 2.1.3 工程中常用的曲線27
• 2.1.4 工程中常用的曲面27-29
• 2.2 有限元法的基本理論29-34
• 2.2.1 有限元法的基本原理29-30
• 2.2.2 薄殼問題的有限元法30-34
• 第三章 岔管結(jié)構(gòu)體形設(shè)計34-57
• 3.1 岔管體形的基本原理34-35
• 3.2 三岔管體形設(shè)計35-45
• 3.2.1 岔管體形及參數(shù)的確定35-37
• 3.2.2 坐標系的確定37
• 3.2.3 岔管體形主要尺寸37-42
• 3.2.4 算例42-45
• 3.3 四岔管體形設(shè)計45-53
• 3.3.1 岔管體形計算45-50
• 3.3.2 算例50-53
• 3.4 岔管的程序自動化53-55
• 3.4.1 程序自動化流程圖53-54
• 3.4.2 算例54-55
• 3.5 小結(jié)55-57
• 第四章 岔管控制斷面結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計57-91
• 4.1 岔管計算模型與控制斷面57-59
• 4.1.1 縫隙的模擬57-58
• 4.1.2 岔管計算模型58-59
• 4.2 岔管結(jié)構(gòu)分析59-62
• 4.2.1 岔管網(wǎng)格劃分與加載情況59-60
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)分析60-62
• 4.3 岔管控制斷面的結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響因素分析62-82
• 4.3.1 圍巖分擔率的影響因素62-72
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響因素72-82
• 4.4 控制斷面的結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)造82-89
• 4.4.1 控制斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法82-87
• 4.4.2 算例87-89
• 4.5 小結(jié)89-91
• 第五章 總結(jié)與展望91-93
• 5.1 總結(jié)91-92
• 5.2 展望92-93
• 參考文獻93-98
• 附錄98-100
• 致謝100-102
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文102
• 攻讀碩士學位期間主要參與的科研項目102

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本文編號：653613