马文亮，王清云，张建华

（华北水利水电学院土木与交通学院，郑州 450011）

预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

马文亮，王清云，张建华

（华北水利水电学院土木与交通学院，郑州 450011）

以龙开口水电站为例，提出了预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构的设计方案，并采用非线性有限元理论对背管结构进行了极限承载力分析。研究了坝后背管结构的应力分布规律，并将预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管与普通钢衬钢筋混凝土坝后背管进行对比分析。研究成果表明：预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构具有节省投资、避免开裂、耐久性好等优点，是一种值得广泛应用和推广的压力管道结构形式。

预应力钢衬钢筋混凝土；坝后背管；非线性理论；内水压力；应力分布

坝后背管是坝后式水电站常采用的压力管道布置形式，这种管道布置形式具有便于布置、不削弱坝体、可分期施工加速进度等优点［1］。坝后背管是钢衬钢筋混凝土联合受力的压力管道，最早应用于原苏联克拉斯诺亚尔斯克水电站［2］。由于坝后背管结构的诸多优点，该种形式的压力管道在实际工程中得到了广泛应用［3］。从工程设计和实践来看，坝后背管结构允许出现裂缝，但裂缝的宽度常常超过规范规定的限值［4］。这些裂缝在长期运行下会产生诸多不利影响，导致钢筋锈蚀，加剧裂缝开展，危及管道的安全运行和使用寿命。预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管是针对普通背管在裂缝控制和耐久性等方面的弱点而提出的一种结构形式，环向预应力技术近年来在坝后背管［5］、排沙洞［6］等结构中逐渐得到了应用，起到了良好效果。……