方子帆 吴德新 肖华攀 李 辉

（三峡大学 机械与材料学院，湖北 宜昌 443002）

岔管是水电站地下工程的关键部位之一，由于其结构形状复杂，受力状态不明确，其结构设计历来为人们所重视.月牙肋岔管在各个方面较其他形式的岔管具有水头损失小等优势，随着我国水电事业的发展，内加强月牙肋岔管得到了广泛的应用.根据我国电力行业标准《水电站压力钢管设计规范》的规定，对于岔管一般应做水压试验，这样一方面可以检查岔管是否有渗漏现象，另一方面可以减小或消除在岔管成型过程中产生的残余内应力［1］.在进行水压试验时，需要用封头和岔管焊接，由于岔管的本体材料一般为高强度钢，而封头则选择较经济的钢材，有必要对封头特别是接头处的强度进行校核.水压试验支架的布置形式能在很大程度上影响试验结果，选择合理的支撑形式可以得到更接近岔管真实受力情况的试验结果.

1 月牙肋岔管设计参数

1.1 观测点参照标准

某电站岔管为Y形对称内加强月牙肋岔管.岔管的最大设计内水压力为9.06MPa，主管直径4 554 mm，支管直径3 137mm，分岔角70°，月牙肋采用140 mm厚B780CF钢板，管壳钢板材质为70mm厚B780CF钢板，弹性模量E1＝2.06×105MPa，泊松比υ1＝0.3，重度γ1＝7.85×10－5N／mm3.水压试验工况管壳与肋板钢材的力学性能参数见表1.参照标准［2］对岔管受力区域进行分类，计算岔管与肋板各受力区域的钢材许用应力，列于表2.

表1 钢材力学性能参数

表2 钢材的抗力限值（允许应力） （单位：MPa）

1.2 封头设计方法

进行岔管水压试验所需封头可按GB150－2011进行设计.在试验中选择非标准椭圆封头，封头最大允许工作压力［pw］的计算公式为