倒虹吸钢管施工期抗曲屈性能研究石振权1，李兴江1，徐林2（1.中铁七局集团第三工程有限公司，陕西西安710032；2.华北水利水电大学土木与交通学院，河南郑州450000）［摘要］文中以滇中引水工程中观音山倒虹吸工程为背景，采用ANSYS有限元软件建立倒虹吸钢管的三维有限元模型，模拟施工期不同管长、壁厚倒虹吸钢管在外压荷载作用下的抗曲屈性能。研究表明，承受吊装外荷载时，曲屈模态主要为四峰形、双峰形及条带形，管长不变，壁厚越大，曲屈荷载越大。研究成果可为待建倒虹吸的设计与施工及同类工程实践提供参考。［关键词］倒虹吸；施工期；有限元分析；ANSYS；曲屈荷载［中图分类号］TU398.9［文献标识码］A［文章编号］1002—0624（2023）03—0049—030引言滇中地区是云南省经济和社会发展的核心区域。该区是国家面向东南亚开发开放的桥头堡，是新一轮西部大开发的重点区域[1]。但由于其地处金沙江、澜沧江、红河、南盘江四大水系分水岭地带，降水量小、蒸发量大、旱灾频发、水资源短缺已成为制约滇中地区乃至云南省经济社会发展的关键因素[2]。滇中引水工程是国务院批准的《长江流域综合规划（2012—2030年）》提出的解决滇中地区严重缺水问题的特大型调水工程，实施该工程可有效缓解滇中地区较长时期内的缺水矛盾，改善受水区河道、高原湖泊生态及水环境状况，对促进云南省经济社会协调、可持续发展具有重要作用[3]。滇中引水工程由水源工程和输水工程组成。工程建成后，可从金沙江干流引水至滇中地区。倒虹吸是工程中常见的一种水利工程建筑物，在滇中引水工程楚雄段施工9标工程中倒虹吸的总长为9.77km。国内外高校、科研院所及设计院所对倒虹吸钢管的研究一直都在进行。龚顺风等[4]建立了数值模拟方法，分析管道长度、径厚比、初始椭圆率、钢材等级、钢材应变硬化特性和缺陷几何尺寸等因素对腐蚀缺陷管道曲屈失稳的影响。董文胜等[5]采用神经网络模型结合模拟退火算法，对水电站压力钢管失稳曲屈破坏进行数值仿真求解。张多新等[6]采用半解析柱壳有限条元法对鸭池河水电站地下埋管的局部、整体、加劲环的稳定性进行了计算和比较分析。本文以滇中引水工程中观音山施工期倒虹吸钢管为背景，用ANSYS有限元软件模拟施工期钢管的不同工况，分析曲屈荷载。1倒虹吸计算模型1.1单元及材料参数的选取倒虹吸钢管模拟使用SHELL93单元，钢管材料为Q460，管半径为2.10m，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3。建模时，把钢管分成两半分别建...
