高砼面板堆石壩安全監(jiān)測光纖陀螺系統(tǒng)運行管道研究.pdf

1、隨著光纖陀螺系統(tǒng)在水布埡面板堆石壩上的成功應(yīng)用，近幾年該系統(tǒng)贏得了眾多高混凝土面板堆石壩建設(shè)者的青睞。而運行管道作為光纖陀螺系統(tǒng)正常工作的保障，一旦出現(xiàn)問題就會嚴重影響光纖陀螺系統(tǒng)的正常監(jiān)測工作。目前對于運行管道的研究僅限于安裝和運行過程中的實踐認知，為了保障光纖陀螺系統(tǒng)能安全穩(wěn)定的工作，還需要對運行管道的應(yīng)力變形特點做大量地分析研究。
　　本文采用ANSYS軟件針對運行管道的應(yīng)力變形特點展開了系統(tǒng)地研究，建立了猴子巖面板堆石壩0

2、+117.5剖面內(nèi)三條運行管道的三維實體有限元模型，對現(xiàn)有運行管道在竣工期和蓄水期兩個工況下的應(yīng)力變形情況進行了模擬分析。在此基礎(chǔ)之上，建立了新材料管道的尺寸優(yōu)化設(shè)計模型，通過相應(yīng)的分析計算選出了新材料管道的最優(yōu)尺寸，并對其進行了分析驗證。主要研究的內(nèi)容如下：
　?。?）結(jié)合在建的猴子巖面板堆石壩內(nèi)敷設(shè)的光纖陀螺系統(tǒng)運行管道的實際情況，利用ANSYS軟件建立了壩體和管道的三維實體有限元模型，分析計算了三條運行管道在竣工期和蓄水期兩

3、種工況下的應(yīng)力變形情況。通過分析得出斜面運行管道在面板垂直方向上的變形有兩個峰值，分別位于距壩底管口106.7m和198.2m處，而兩條水平管道的豎向變形呈拋物線式分布,最大值出現(xiàn)在管道中部偏向下游的區(qū)域。
　?。?）為了計算三條運行管道內(nèi)波紋管的徑向變形和管道內(nèi)的等效應(yīng)力，本文建立了三條運行管道的細部模型，模型的處理方法與之前的相似。從分析結(jié)果可以看出三條運行管道內(nèi)波紋管的徑向變形均呈拋物線式分布，其最大值都出現(xiàn)于管道的中間區(qū)域

4、，管道內(nèi)部等效應(yīng)力的分布規(guī)律也基本一致，都是關(guān)于管道中點處對稱，其最大值都出現(xiàn)在管道的兩端處,往中間部位等效應(yīng)力的值都出現(xiàn)先減小后增大的情形。
　?。?）利用ANSYS軟件自帶的APDL語言開發(fā)出新材料管道尺寸優(yōu)化設(shè)計的有限元程序，通過該程序分析選出三種新材料管道的最優(yōu)尺寸，即內(nèi)徑150mm,壁厚5mm。為了選出最佳的管道材料，也為了能夠驗證所選新材料管道是否能在當(dāng)前運行管道敷設(shè)處更好的工作，本文將最優(yōu)尺寸的新材料管道代入之前的整