CN107588262B - 一种月牙肋岔管 - Google Patents

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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 (2)

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能将岔管相贯线顶点处的应力分散并有效缓解的刚性支撑杆(3),所述月牙肋(2)置于岔管相贯线上,岔管在相贯线处形成月牙肋(2)的管壁厚度中,中间的厚度大于两端头的厚度;所述管体(1)岔裆和相贯线交点处开孔,该开孔用于放置一根支撑杆(3),所述支撑杆(3)穿过管体(1)顶部和底部,该开孔周边用补强板(4)将管体(1)、支撑杆(3)和月牙肋(2)两端头焊接为整体结构;所述支撑杆(3)与管体(1)相交处密封;所述补强板(4)与管体(1)材料相同;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。
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)外表面设有防腐涂层。
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