钢衬钢筋混凝土压力管道极限承载力分析的弹性迭代法

张 伟，付传雄，杨绿峰,2，王 健

（1.广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西 南宁 530004；2.广西壮族自治区住房和城乡建设厅，广西 南宁 530028）

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钢衬钢筋混凝土压力管道 （Steel lining reinforced concrete penstocks，简称SLRCP）是由内壁钢板衬砌与外包钢筋混凝土组成并共同承载的压力管道。由于能利用外包钢筋混凝土承载，SLRCP具有减薄钢衬厚度，降低管道的加工、制作和安装难度等优点，已在东江、李家峡、公伯峡、金安桥和三峡等多个大中型电站中采用。此外，SLRCP的应用也已由最初的坝下游面管推广至地面管道、蜗壳、分岔管、引水隧洞和调压井等结构中，具有广阔的应用前景。然而，SLRCP通常具有较大的HD值，且仍有进一步提高的趋势，一旦结构发生破坏事故将引起难以估量的损失。因此，对SLRCP进行有效的承载力安全评估是十分重要的，极限承载力计算方法是其中的关键问题之一。

目前，SLRCP结构极限承载力主要是通过模型试验和数值分析方法获得。模型试验法主要基于平面模型的破坏性试验开展，东江、李家峡、金安桥和三峡等水电站均开展了相关试验研究，得出了相应管道结构典型断面的极限承载力。模型试验能直观反映结构的承载规律，获得结构极限承载力，但所需成本高、影响因素多。随着计算力学在复杂工程结构中的推广应用，数值分析法已应用于SLRCP的极限承载力分析中，钢筋混凝土非线性有限法应用最为常见。董哲仁采用考虑弹性－应变强化模型的平面非线性有限元法获得了东江水电站SLRCP的极限承载力，张伟采用三维非线性有限元法开展了多个水电站SLRCP的极限承载力研究，伍鹤皋、张运良采用损伤力学模型分析了三峡水电站直埋蜗壳结构的极限承载能力。……