地下钢筋混凝土岔管结构优化设计及应用研究

资料大小：300KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-10

资料介绍

地下钢筋琨凝土岔管结构
优丫匕设计及应用研究
苏超，张杨杨，姜念堂
(1．河海大学水利水电学院，江苏南京210098；
2．上海勘测设计研究院有限公司，上海200434)
摘要：地下钢筋混凝土岔管为水电站输水结构的重要组成部分，安全合理的岔管结构体形设计可以有效地减少洞
室开挖和混凝土浇筑工作量，提高工程设计质量。针对实际工程中常见的岔管结构形式，根据实际工作状态，建立
了地下钢筋混凝土岔管优化数学模型，基于粒子群优化算法，开发了钢筋混凝土岔管结构优化设计程序。以某水电
站输水系统的引水岔管为例，对其进行优化分析，验证了程序的技术可行性和运行稳定性。
关键词：岔管；结构优化；自动剖分；粒子群优化算法；有限元
Design Optimization and Application Research of Underground Reinforced Concrete Bifurcation Pipe
SU Chao ，ZHANG Yangyang ，JIANG Niantang2
(1．College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Hohai University，Nanjing 2 10098，Jiangsu，China；
2．Shanghai Investigation，Design&Research Institute，Shanghai 200434，China)
Abstract：Underground reinforced concrete bifurcation pipe is an important part of convey structure of hydropower station．A
safe and reasonable design of bifurcation pipe can effectively reduce cavern excavation and concrete pouring work and
improve engineering design quality．In view of common structure form in practical engineering，the optimization mathematical
model of underground reinforced concrete bifurcation pipe is established according to real working status．Based on the basic
principle of Particle Swarm Optimization Algorithm，the structure optimization design system of reinforced concrete bifurcation
pipe is developed．As an example，the bifurcation pipe in a power station is analyzed by the design optimization system and
the better design parameters are obtained．The operational stability and technical feasibility of the design optimization system
are verified．
Key W ords：bifurcation pipe；structure optimization；automatic subdivision；Particle Swarm Optimization Algorithm；FEM
中图分类号：TV34；TV732．43 文献标识码：A 文章编号：0559—9342(2014)12—0042—03
随着大型水电站尤其抽水蓄能电站的兴建，岔
管的规模也在不断扩大。岔管为空间组合结构，在
水流和受力都较为复杂的情况下，其处于复杂应力
状态。国内外众多学者已对钢筋混凝土岔管结构的
分析方法、应力、变形、配筋及优化等方面进行了
一些研究I 。
在岔管结构设计时．根据实际布置情况设计出
安全合理的结构形式是广大设计工作者追求的目标。
岔管优化不仅可以减少结构本身工作量．同时还可
以减少洞室的开挖量，经济效益明显。但目前做的
优化设计大多还是传统的优化设计，采用的方法还
囫WaterPower Vo1．40No．12
是方案比选，较少涉及数学规划方法，不能充分利
用岔管结构材料的性能。本文实现了参数化建模和
网格自动剖分，采用粒子群优化算法进行岔管结构
的数学优化，在传统优化设计的基础上更进一步，
得到安全合理的体形及良好的应力变形特征．对T
程的经济性和安全稳定性有重大意义。
收稿日期：2014—04—24
作者简介：苏超(196O一)，男(满族)，吉林梅河口人，教授
博士生导师，从事水工结构工程、水运lT程数值计算方法与实验研究
张杨杨(通讯作者)．