大坝背管混凝土裂缝全局优化网络的预测研究

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发布时间：2021-09-08

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大坝背管混凝土裂缝全局优化网络的预测研究
徐福卫田斌伏义淑
(三峡大学土木水电学院，湖北宜昌443002)
摘要：基于人工神经网络的全局优化方法的基本理论，对钢衬钢筋混凝土压力管道外包混凝土结
构裂缝预测进行了研究，提出了基于神经网络的管道混凝土裂缝预测模型．并重点研究了水头的
变化对压力管道混凝土最大裂缝宽度的影响，最后对三峡电站压力管道混凝土结构裂缝进行了预
测．
关键词：全局优化网络；钢衬钢筋混凝土；压力管道；最大裂缝宽度
中图分类号：TV332 文献标识码：A 文章编号：1672—948X(2005)05—0394—04
Prediction of Concrete Crack W idth in Steel—lined Reinforced Concrete
Penstocks Based on Global Optimization Network
XU Fuwei Tian Bin Fu Yishu
(College of Civil& Hydropower Engineering，China Three Gorges Univ．，Yichang 443002，China)
Abstract Because concrete crack will greatly affect the security of concrete penstock in hydropower station，
the paper applies the theory of global optimization method to predict the maximum concrete crack width in
steel—lined reinforced concrete penstock and bring forward a predicting model based on the theory of artificial
neural network(ANN )．And the effect of water pressure on concrete crack width iS mainly studied：concrete
crack width of penstocks in Three Gorges H ydropower Station is predicted in the end．
Keywords global optim ization network； steel lined reinforced concrete； penstock； maxim um crack
Wjdth
20世纪60年代，前苏联首创钢衬钢筋混凝土管
(简称坝后背管)一1，并最先运用于克拉斯诺雅尔克水
电站，此后的四、五十年中，这种管型得到了广泛的发
展．前苏联和我国(包括三峡)已有十几座水电站采用
了这种管型．
坝后背管是一种经济、安全，并且有广阔发展前
景的水电站输水管道型式．它是一种钢板衬砌与外包
钢筋混凝土联合承受内水压力的结构，具有很多优
点：钢衬的厚度可以较明管方案为薄，并允许外包混
凝土开裂，可充分发挥钢材的抗拉作用；在工程布置
上．改变了传统的坝内埋管形式，将压力管道布置在
下游坝面，从而减少了管道空腔对坝体的削弱．减少
了坝体施工与管道安装施工的干扰，有利于保证施工
收稿日期：2005 07 28
作者简介：徐福卫(1976一)．男，硕士研究生
质量和进度；由于节省了高强钢板，在造价上相对要
经济些；外包混凝土还可以防止钢管受严寒或日照等
温度影响小．
钢衬钢筋混凝土压力管道正在被日益广泛地用
于大型水电站．这种管道的管径随着电站规模的扩大
而扩大，甚至达十几m(三峡12．4 m)，大坝背管工作
时，受有内压、温度等作用，其外包钢筋混凝土极易开
裂．管壁裂缝宽度的大小，关系到管道的耐久性．设计
时，必须对工作中的管壁裂缝宽度作具有一定精度的
估算，以解决裂缝控制问题．
导致压力管道混凝土开裂的因素较复杂，影响因
素较多，常规的计算方法很难定量地计算出混凝土裂
缝的最大宽度．如今已广泛应用于科学各个邻域的神