《表2#1、#2钢岔管优化方案计算成果》

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《新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析》

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注:#1-1-68-100-0.30分别代表#1钢岔管-方案1-管壁厚度-肋板厚度-肋宽比；YX为运行工况，SY为试验工况。

为便于得出#1、#2钢岔管最优体型，对比计算时仅列出了运行工况下钢岔管管壁的应力状态，得出最优体型后列出试验工况下钢岔管管壁应力，计算结果见表2。由表2可知:（1）#1、#2岔管的主要高应力区发生在主管一侧A、B、C、D点，主、支管连接部位和锥管边接部位O点，岔管裆部肋板最大断面内缘LB1点，这些都是卜型岔管设计和结构优化计算需要关注的部位。由于卜型岔管结构不对称，其应力分布也不对称，主、支管直线一侧应力分布均匀且应力值不高，在结构优化时可不做为关注点。通过调整#1、#2钢岔管半锥顶角，管壁O点峰值应力区的应力下降16%，肋板LB1应力下降39.7%，此外A～N点应力均有所变化但不明显。表明调整#1、#2岔管半锥顶角可有效降低这些点的应力不均匀度，使钢岔管表面应力值更加均匀。（2）原方案管壁应力较小，表明选择较厚管壁对现场施工要求及质量把控难度较大，因此通过提高管壁整体应力降低管壁厚度，结果表明#1钢岔管管壁厚度从68mm减小到38mm时，管壁应力均有所增大，且满足允许应力要求，但#1-3-38-100-0.30-YX方案中LB1应力为492MPa大于800MPa级钢材允许应力383MPa，也大于600 MPa级钢材允许应力297MPa，因此可尝试调整肋板厚度和肋宽比提高肋板强度。（3）#1、#2钢岔管肋宽比从原方案的0.30增大至0.35后，肋板截面增大限制管壁变形，靠近肋板附近锥管管壁整体应力均有所下降且变幅不大，肋板自身应力也有所降低。只能通过增大肋板厚度进一步提高肋板强度以达到降低管壁及肋板应力的目的。肋板厚度增加后，管壁与肋板最大应力进一步下降，使得#1、#2钢岔管整体应力更加匀称。可见600 MPa级钢材对应的管壁厚度和肋板厚度偏厚，因此推荐采用800MPa级钢材。