[科普中國]-壩內(nèi)埋管

壩內(nèi)埋管是水電站引水壓力鋼管常采用的結(jié)構(gòu)型式，在壩后式電站中應(yīng)用最為廣泛。壩內(nèi)埋管是將鋼管全部埋入壩體內(nèi)。其最常用的結(jié)構(gòu)型式是鋼管和壩體混凝土澆筑在一起，鋼管和外圍鋼筋混凝土聯(lián)合承載。

簡介壩內(nèi)埋管是混凝土壩壩后式水電站壓力管道的經(jīng)典布置型式，其最常用的結(jié)構(gòu)型式是鋼管和壩體混凝土澆筑在一起，鋼管和外圍鋼筋混凝土聯(lián)合承載。在水電部頒布的《水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范》(試行)SD144-85(以下簡稱鋼管規(guī)范)中，聯(lián)合承載壩內(nèi)埋管的設(shè)計方法，將壩內(nèi)埋管結(jié)構(gòu)簡化為軸對稱多層圓環(huán)的平面應(yīng)變問題，并假定混凝土為線彈性體，用彈性力學(xué)方法推導(dǎo)求得壩體混凝土的應(yīng)力分布，按《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》SDJ20-78(以下簡稱鋼筋混凝土規(guī)范)的規(guī)定，按拉應(yīng)力圖形計算鋼筋用量。實際上，混凝土是一種彈塑性材料，壩內(nèi)埋管結(jié)構(gòu)也不是軸對稱的，這就使得用以上方法計算的結(jié)果與模型試驗結(jié)果以及原型觀測結(jié)果相差較大1。

壩內(nèi)理管設(shè)計1.布置方式

規(guī)范對壩內(nèi)埋管的平面布置比原規(guī)范略有放寬，規(guī)定為“管徑不宜大于壩段寬度的1/3，不應(yīng)大于壩段寬度的1/2”。鋼管一般布置在壩段正中，由此推出鋼管外圍混凝土最小厚度趕不得小于鋼管直徑的1/2，這是判斷壩內(nèi)埋管的首要條件。混凝土一旦裂開就很容易裂穿，出現(xiàn)此種情況將影響大壩安全，即使按明管設(shè)計也是不允許的。

2.結(jié)構(gòu)分析

壩內(nèi)埋管按照彈性力學(xué)厚壁圓筒軸對稱多層管法計算，鋼管外包混凝土開裂情況分為未開裂、內(nèi)圈部分開裂和裂穿3種情況。

壩內(nèi)埋管抗裂極限狀態(tài)壩內(nèi)埋管位于壩后式水電站最主要的建筑物混凝土壩內(nèi)，要力求壩體不因壩內(nèi)埋管的存在而開裂，影響壩體安全.因此壩內(nèi)埋管強度設(shè)計的首要原則應(yīng)該是在設(shè)計工況下，壩體不開裂。壩體混凝土不開裂時，為混凝土所包圍且其變形受到混凝土約束的鋼管和鋼筋，其應(yīng)力一般可小于允許值，至少不會發(fā)生大變形，壩內(nèi)埋管可以安全工作2。

壩內(nèi)埋管和壩后背管比較壩內(nèi)埋管和壩后背管是水電站引水壓力鋼管常采用的結(jié)構(gòu)型式，在壩后式電站中應(yīng)用最為廣泛。壩內(nèi)埋管是將鋼管全部埋入壩體內(nèi)，而壩后背管則是將鋼管移至下游，順壩坡布置，管周包裹鋼筋混凝土，是介于壩內(nèi)埋管和壩坡明管之間的一種型式。隨著我國水電建設(shè)規(guī)模的日益加大和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，壩內(nèi)埋管和壩后背管設(shè)計參數(shù)不斷增力口1。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

徐恒山 - 講師 - 西北農(nóng)林科技大學(xué)