陈知渊

摘要：本文介绍钱塘垅水电站1#内加强月牙肋岔管的设计过程，并用CAD建立钢岔管模型，用ANSYS软件进行有限元分析，在正常运行和水压试验等工况中，岔管及月牙肋的应力均满足要求。

关键词 岔管 月牙肋 ANSYS 有限元

1 工程概况

钱塘垅水库位于兰溪市梅溪支流马涧溪东源的小支流上，其坝址位于马涧镇溪源村上游约1km处，距兰溪市区30km，距离马涧镇8km。电站厂址位于该水库大坝下游约200m处右岸。钱塘垅水库电站利用水库供水隧洞，通过改造部分供水管道，在保障下游水厂供水的同时，利用富余水头发电。

2 岔管体型设计

本文介绍钱塘垅电站1#岔管的设计，岔管体型图见图1。

图1 1#岔管体型图

1#岔管采用“卜”型结构，主管直径1.6m，支管直径分别为1.6m，1.5m。设计中，经试算及体型优选[2][3]，采用轴线岔角57.5°，分岔角60°。

3 有限元分析

本次设计中用CAD做实体建模，用ANSYS进行有限元分析[4][5][6]。

3.1 模型的建立

主管和支管的长度都取大于三倍管径长，采用四边型壳单元，对于网格的剖分，考虑到计算精度和计算机的计算能力，将网格作了较细的剖分，直管段圆周向布置40个结点，每条相贯线上布置20个结点，共计3590个单元。

3.2 初始条件与边界条件

本工程中，原输水管道与改造后的管道均采用浅层地下埋管。在岔管处，钢管周边浇筑80cm厚的混凝土，再在其上部回填相对密度不小于0.7的石渣1.2m至原地面高程。经估算钢管底部受到混凝土的压力大约70Kpa，与运行工况的内水压力1.08Mpa及水工试验的内水压力1.35Mpa相比均可忽略。……