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式中J——核算断面对自身中和轴的惯性矩；Rk——加劲环有用断面基地半径；

 

毕竟，总结一下明钢管的计划进程：(1)首要根据锅炉公式并考虑锈蚀厚度初步拟定管壁厚度，但在应力和安稳核算中，不计锈蚀厚度；(2)再由管壁厚度用光滑管外压安稳核算公式进行外压安稳校核，假定不安稳可设置加劲环(也可用支承环替代)，并选定其间隔；(3)根据加劲环抗外压安稳和横断面压应力小于钢管构件抗力限值的需求，断定加劲环的标准；(4)进行强度校核，假定不满足需求则增加管壁厚度或减小加劲环间隔。重复上面的进程，直到满足需求。

 

第八节分岔管

 

一、分岔管的功用、特征和需求

 

选用联合供水或分组供水时，即一根管道需求供给两台或更多机组用水时，需求设置分岔管，这种岔管位于厂房上游侧，其作用是分配水流。

 

有时，一条压力引水道需求分红二根以上的压力管道，也是分岔管，一般位于调压井底部或调压井轻贱。几台机组的尾水管一般在轻贱构成一条压力尾水洞，集结处也是分岔管，不过水流方向相反。上轻贱压力引水道上的分岔管一般标准较大，但内压较低。

 

我国现已建成的水电站岔管大多数归于地下岔管，但大多按明管计划，即不考虑周围岩体分担荷载。本节首要谈论厂房前的分岔管。

 

一般来说，岔管的水流条件较差，致使的水头扔掉较大；其他，岔管由薄壳和刚度较大的加强构件构成，管壁厚，构件标准大，有时需铸造，焊接技能需求高，造价也对比高；由于其受力条件差，且所承受的静动水压力最大，又接近厂房，因此其安全性十分重要。

从计划和施工来说，岔管应满意下列需求：

 

(1)作业安全可靠。

 

(2)水流平顺，水头丢掉小，防止涡流和振荡。实验研讨阐明，当水流通过岔管各断面的均匀流速挨近相等，或水流缓慢加快(分岔前断面积大于分岔后面积之和)时，可防止涡流，减少水头丢掉。分支管宜选用锥管过渡，半锥角通常是5o～10o，宜选用较小的分岔角β，常用计划是45o～60o。岔裆角γ和顺流转角θ也宜选用较小值。但这些需求有时是彼此仇视的，例如添加α2可减小θ，但会使γ加大，因而需求全部思考挑选。

 

 

 

(3)结构合理简略，受力条件好，不发生过大的应力会集和变形。

 

(4)制作、运送、设备便当。

 

(5)经济合理。

 

以上水力学条件和结构、技能的需求也常常彼此仇视。例如分岔角越小对水流有利，但此刻主支管彼此切开的破口也越大，对结构倒运，并且会添加岔裆处的焊接困难。对于低水头电站，应更多思考减少水头丢掉；对高水头电站，有时为了使结构合理简略，可以容许水头丢掉稍大一些。

 

二、岔管的组织方法

 

岔管的典型组织有以下三种，如图8-31所示。

 

(1)非对称Y形组织，见图8-31(a)。假定要从主管中分出一支较小的岔管，或许两条支管的轴线因故不能作对称组织时，可以用不对称的卜形组织。

 

(a)(b)(c)

 

(2)对称Y形组织，见图8-31(b)。用于主管分红二个相同的支管，如一管二机。

 

(3)三岔形组织，见图8-31(c)。用于主管直接分红三个相同的支管。

 

若机组台数较多，可选用对称Y形—非对称Y形或对称Y形—三岔形组合组织。

 

中国已建钢岔管的组织方法中卜形组织居多。除因卜形组织活络简练外，还因以往创造的钢岔管计划较小，选用贴边岔管较多，较适合于卜形组织。岔管的主、支管基地线宜组织在同一平面内，使结构简略。

 

 

 

图8-32锥管公切球

 

主、支管管壁的交线，称为相贯线。因为在相贯线处主支管彼此切开，常常需求沿相贯线用构件加强。为了便于加强构件的制作和焊接，期望相贯线是平面曲线。可以在几许上证实，相贯线是平面曲线的必要和充分条件是主支管有一公切球，

 

假定主、支管的直径相差较大，或因其它因素，主、支管公切于一个球有困难，则相贯线将坐落曲面上，沿相贯线的加强构件将是一个曲面构件，核算、制作、设备等都对比困难。

 

三、岔管的结构方法

 

(一)三梁岔管

 

在压力钢管的分岔处，因为管壳彼此切开，不再是一个无缺的圆形，如图8-33所示。在内水压力作用下，管壁所承担的环向拉应力无法平衡。这么，在主管与支管及支管间的相贯线上，作用着主、支管壳体传来的环向拉力和轴力等凌乱外力，因而需求添加管壁厚度，并用两根腰梁和一根U梁进行加固，使之有满意的强度和刚度。以正Y形对称分岔为例(见图8-33)，主管通常为圆柱管，支管为锥管。沿两支管的相贯线用U梁加强，沿主管和支管的相贯线则用腰梁加强，U梁接受较大的不平衡水压力，是梁系中的首要构件。将U梁和腰梁端部联合点做成刚性联合，构成一个薄壳和空间梁系的组合结构，其受力十分凌乱。

 

依据我国已建7个三梁岔管的结构试验证明，在管壁上实测的应力会合系数(实测

 

1-腰梁；2-主管；3-公切球；4-支管；5-U型梁

(零五)