CN107588262A - 一种月牙肋岔管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种月牙肋岔管，包括管体、设置于管体上的月牙肋，在月牙肋的两端头之间固定设有刚性支撑杆，支撑杆与管体相交处密封。本发明有效解决了岔裆和相贯线交叉点处应力集中的问题，大幅降低岔管结构的峰值应力，进而减小了整个岔管的管壁厚度，节省了钢材用量。

Description

一种月牙肋岔管

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，具体涉及一种月牙肋岔管。

背景技术

压力钢管是水利水电工程中输水建筑物的组成部分，岔管一般位于压力管道的末端，内水压力较大，结构受力情况及水力学条件复杂，主要包括三梁岔管、月牙肋岔管、球型岔管、无梁岔管和贴边岔管等结构型式，其中内加强月牙肋岔管具有水流流态好、水头损失小、受力明确、洞室开挖断面小、支座安装容易等特点，在国内外大中型常规和抽水蓄能电站地下埋管中得到了广泛的应用。

如图1、2所示，月牙肋岔管包括管体1、月牙肋2，管体1包括主管11及支管12。月牙肋岔管属于复杂空间组合结构，其受力状况复杂，进行岔管设计时，岔管的水力学、结构受力和制作安装方面的要求有一定冲突，难以同时满足。从水力学条件来说，要求支管具有一定的锥角和较小的分岔角，但是锥角越大，分岔角越小，对结构受力越不利，施工难度越大。从图3可以看出，岔管相贯线顶点A处存在应力集中，在钝角区腰线转折角C、D区域、支管腰线转折角F、G区域、以及最大直径处腰线转折角区域的控制性应力值大。

在现有技术条件下，岔管设计仍然采用传统的经验设计法，辅以一定的模型试验来完成。设计时，往往根据计算出的应力值，来设计管厚度，使其在安全的强度范围内，由于这些应力值较大，往往导致设计的岔管较厚。因此对于岔管，尤其是水头、主管直径较大岔管，进行体型及尺寸优化设计，在工程的经济性与安全性有着重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可缓解应力集中，减小控制性应力的月牙肋岔管。

本发明解决问题的技术方案是：一种月牙肋岔管，包括管体、设置于管体上的月牙肋，在月牙肋的两端头之间固定设有刚性支撑杆，支撑杆与管体相交处密封。

通过增加支撑杆结构，可以将岔管相贯线顶点A处的应力分散，有效缓解

应力集中，经计算还可显著减低钝角区腰线转折角C、D区域、支管腰线转折角F、G区域、以及最大直径处腰线转折角区域的控制性应力值。

为增加强度以及更好的密封，所述支撑杆与管体相交处采用补强板焊接，该补强板与管体材料相同。

优选的，所述支撑杆包括梭形主杆、位于梭形主杆两端的圆柱头，所述主杆与圆柱头一体成型。采用梭形主杆置于管体的内腔，使得新增加的部件对水流流态的影响最小，采用圆柱头的两端是为了焊接更方便。

进一步的，所述支撑杆外表面设有防腐涂层。

本发明有效解决了岔裆和相贯线交叉点处应力集中的问题，大幅降低岔管结构的峰值应力，进而减小了整个岔管的管壁厚度，节省了钢材用量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为现有技术月牙肋岔管透视图。

图2为现有技术月牙肋岔管平面图。

图3为现有技术月牙肋岔管Mises应力等值线图（MPa）。

图4为本发明牙肋岔管三维图。

图5为本发明月牙肋岔管透视图。

图6为一种形式的支撑杆结构图。

图中：1-管体，2-月牙肋，3-支撑杆,4-补强板,11-主管，12-支管，31-主杆，32-圆柱头。

具体实施方式

如图4～5所示，一种月牙肋岔管，包括管体1、设置于管体1上的月牙肋2。在月牙肋2的两端头之间固定设有刚性支撑杆3。所述支撑杆3外表面设有防腐涂层。

所述支撑杆3与管体1相交处采用补强板4焊接，该补强板4与管体1材料相同。

支撑杆3的形态有多种，为了使得对水流流态的影响降低到最小，一种具体的结构形式为，如图6所示，所述支撑杆3包括梭形主杆31、位于梭形主杆31两端的圆柱头32，所述主杆31与圆柱头32一体成型。

施工时，在管体1岔裆相贯线交点处开孔，之后放置支撑杆3，支撑杆3穿过整个管体1顶部和底部。开孔周边用补强板4将管体、支撑杆3、月牙肋2两端头焊接为整体结构。

Claims (4)

1.一种月牙肋岔管，包括管体（1）、设置于管体（1）上的月牙肋（2），其特征在于：在月牙肋（2）的两端头之间固定设有刚性支撑杆（3），支撑杆（3）与管体（1）相交处密封。

2.根据权利要求1所述的月牙肋岔管，其特征在于：所述支撑杆（3）与管体（1）相交处采用补强板（4）焊接，该补强板（4）与管体（1）材料相同。

3.根据权利要求1或2所述的月牙肋岔管，其特征在于：所述支撑杆（3）包括梭形主杆（31）、位于梭形主杆（31）两端的圆柱头（32），所述主杆（31）与圆柱头（32）一体成型。

4.根据权利要求1所述的月牙肋岔管，其特征在于：所述支撑杆（3）外表面设有防腐涂层。