肋板对埋藏式岔管的应力分布影响

摘要

用正交曲线坐标系下的板壳组合结构有限元分析方法,针对工程常见的Y形和卜形布置的月牙肋岔管,在埋藏式运行工况条件下进行了系列不同肋宽比的月牙肋岔管有限元计算分析,绘制了肋宽比随管壳和肋板应力大小变化的曲线,指出不同于明岔管，埋藏式岔管在不设置肋板时，由于围岩的分担作用，管壳的总体应力明显低于明岔管，但岔管档部分岔处仍然存在明显的应力集中，因此设置肋板仍是必要的加强措施。无论明岔管还是埋藏式岔管，肋板对岔管档部分岔处的加强作用明显，但不同于明岔管，由于围岩分担部分管壳应力，肋板对埋藏式岔管分岔处的加强和应力分担作用没有明岔管显著，但很小肋宽比的肋板仍然起着很大的分担作用，但当肋宽比大到一定程度时，增加肋宽比对岔管分岔处的应力几乎没有影响。因此，埋藏式岔管肋板的设计只需要考虑其应力在满足肋板材料的强度和必要的刚度要求条件下，尽可能选择较小的肋宽比，以利于水力学要求，较大的肋宽比对埋藏式岔管设计没有意义。与明岔管类似，肋板对岔管应力的影响仅限于肋旁附近管壳和肋板本身，对岔管其他部位的应力大小和分布影响较小，特别是远离肋板的部位(如钝角区一侧)则几乎没有影响。