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 　球壳厚度可按内水压力作用下球壳的膜应力来判定，并考虑热加工及锈蚀等余量。补强环与球壳铆接，而与主、支管用焊连续接。从理论上讲，球壳在内压力作用下不发作弯矩，但是，在球壳与主、支管联接处，由于构造的不连续性，仍需用三个补强环加固。

　　补强环上的作用荷载有球壳作用力、管壳作用力和补强环直接承受的内水压力。应当力求使上述三种力经过补强环断面的形心，以使补强环为一轴心受拉圆环，而不使断面发作改动。

　　球形岔管俄然拓展的球体对水流倒运。为了改善水流条件，常在球壳内设导流板。导流板上设平压孔，因此不承受内水压力，仅起导流作用。

　　(五)无梁岔管

　　无梁岔管是在球形岔管的基础上发展起来的。球形岔管运用球壳改善了构造的受力条件，球壳与主支管圆柱壳联接处存在构造的不连续性，要加设三个补强环。补强环需要锻造，与管壳焊接时要预热，球壳一般也要加热束缚成形，有的球岔在制成后还需进行整体退火，因此技术凌乱。其他补强环与管壳刚度不协调的仇视仍未处理。

　　为了改善受力条件，可以用直径较大的锥管和球壳沿切线方向联接，使球壳只剩下上下两个面积不大的三角形，并在主、支管和这些锥管之间刺进几节逐步拓展的过渡段，构成一个比照平顺的、无太大不连续接合线的体型，然后构成无梁岔管，如图8-37所示。无梁岔管是一种有发展前途的管型，如今国内运用较少，能体现与围岩一同受力的利益。

　　其他，国外的电站还选用了近邻岔管，由涣散段、近邻段、变形段构成，各级皆为无缺的封闭壳体，除近邻外，无其它加强构件，受力条件极好，水流流态较优，且不需要大的锻件，见图8-38。

　　我国50年代创造的岔管，标准及内压不大，多为贴边式；60年代由于高水头电站的呈现，梁式岔管运用较多；跟着钢管的计划增大，大直径、高内压的三梁岔管，制造设备困难较大，技术经济指标欠安，逐步选用月牙肋岔管，少数工程还选用了球形岔管和无梁岔管。

　　第九节地下埋管

　　一、地下埋管的组织与工作特征

　　地下埋管是埋藏在地下岩层傍边的管道，其施工进程是：首先在岩石中开挖隧洞，并拾掇石渣，进行支护等，然后设备钢管，再在钢管和岩石洞壁之间回填混凝土，毕竟进行接触灌浆。在大型水电站中运用较多。根据其轴线的方向，有斜井和竖井两类。也称为隧洞式压力管道或地下压力管道。

　　(一)工作特征及适用条件

　　地下埋管是我国大中型水电站建设中运用最广泛的一种引水管道型式，国外装机容量在1000MW以上的水电站中，选用地下埋管的占40%分配。这是由于与明钢管比照，地下埋管有一些出色的利益。

　　(1)组织活络便利

　　地下埋管由于在山体内部，管线方位选择较安闲，与地上管线比照，一般可以缩短长度。在大大都情况下，地质条件优于地表，简略选择地质条件好的线路。在不易修建明钢管的本地，一般可以组织地下埋管。地下厂房一般全部或有些选用地下埋管。

　　其他，由于岩石力学和地下工程计划、施工技术的迅速发展，修建压力坚井和斜井的技术现已很成热，施工条件和费用在有的国家已初步优于地上管道。

　　(2)钢管与围岩一同承担内水压力，然后可减小钢衬厚度。围岩分管内水压力的份额取决于岩石的性质。当岩石安定、无缺时，围岩承担较大的内水压力，甚至承担悉数内水压力，钢板只起防渗作用；特大容量、高水头的管道，HD值很大，选用明管技术难于完毕，地下埋管就或许得以处理。当上覆岩石较薄(<3D)，岩石质量欠好时，方案中一般不考虑岩石的承载才调，但行进钢衬的容许应力。地下埋管的容许应力见本章第五节表8-5。

　　钢管承受均布外压荷载时，其抗外压安稳性可按下式验算：

　　(8-35)

　　其间：Kc—抗外压安稳安全系数，对明钢管一般取为2.0；

　　P0k—径向均布外压力规范值；

　　Pcr—抗外压安稳临界压力计算值。

　　三、润滑管段的临界外压力

　　取单位长度的圆环考虑，在均匀外压力作用下发作变形，如图8-27示。当外压力P增加到临界压力Pcr时，钢管管壁就丢掉安稳。在Pcr作用下，管壁坚持一定的变形情况。经过推导，得出临界压力Pcr为

　　(8-36)

　　式中D——圆环直径；E——钢的弹性模量；μ——钢的泊松比；

　　δ——钢管厚度。

　　图8-27管壁在外压下的勉强

　　三、加劲钢管的外压安稳

　　当管径较大时按公式(8-36)求出的管壁厚度太大，或许无法加工，因此可选用在管壁上增加加劲环以前进管壁刚度的方法，不但可以增加其抗外压安稳性，也可以降低出产难度，并降低造价(比增加管壁厚度更经济)。

　　(一)加劲环之间的管壁临界外压力

　　加劲环的刚度要满足大，在方案外压下不失稳。管壁由于遭到加劲环的绑缚，其变形与润滑管不相同，其变形形状如图8-28所示，变形的特征是发作多波勉强。发作多波勉强所需的外压力比发作双波勉强的外压力要大，但这与加劲环的间隔有关。当加劲环的间隔较小时，其间的润滑有些与加劲环一同变形，管壁的临界压力即加劲环的临界压力；当加劲环的间隔较大时，假定加劲环的刚度满足大，不会失稳，则两个加劲环的基地润滑有些的临界外压力为：

　　(8-37)

　　(8-38)

　　式中n——相应于最小临界压力的勉强波数，用(8-37)计算；

　　L——为加劲环间隔。

　　勉强波数n应为整数，但求出的n不一定是整数，需对其取整。因此按上面的公式计算时，首恳求出勉强波数n，并取整，然后用n，n-1，n+1三个数分别带入上面的公式中，求出的最小值即是临界荷载。

　　用公式(8-37)和(8-38)计算临界压力非常繁琐，也可以用查图表的方法求临界压力，图表是根据上述公式制造而成，见图8-29。

　　图8-28有加劲环的钢管管壁勉强波形示意图

　　图8-29加劲环间管壁勉强压力计算曲线

　　(二)加劲环断面的临界外压力

　　加劲环两端附近的管壁与加劲环一同变形，这一有些的长度为，加劲环有用断面如图8-30所示。

　　加劲环断面的外压安稳计算公式，可按照润滑管的公式计算，可是等式右边应当除以加劲环的间隔L，其他参数用加劲环有用断面计算。

　　(8-39)

　　式中J——计算断面对自身中和轴的惯性矩；Rk——加劲环有用断面基地半径；

　　究竟，总结一下明钢管的方案进程：(1)首要根据锅炉公式并考虑锈蚀厚度开始拟定管壁厚度，但在应力和安稳计算中，不计锈蚀厚度；(2)再由管壁厚度用润滑管外压安稳计算公式进行外压安稳校核，假定不安稳可设置加劲环(也可用支承环代替)，并选定其间隔；(3)根据加劲环抗外压安稳和横断面压应力小于钢管构件抗力限值的恳求，判定加劲环的规范；(4)进行强度校核，假定不满足恳求则增加管壁厚度或减小加劲环间隔。重复上面的进程，直到满足恳求。

　　第八节分岔管

　　一、分岔管的功用、特征和恳求

　　选用联合供水或分组供水时，即一根管道需要供给两台或更多机组用水时，需要设置分岔管，这种岔管位于厂房上游侧，其作用是分配水流。

　　有时，一条压力引水道需要分红二根以上的压力管道，也是分岔管，一般位于调压井底部或调压井轻贱。几台机组的尾水管一般在轻贱构成一条压力尾水洞，集结处也是分岔管，不过水流方向相反。上轻贱压力引水道上的分岔管一般规范较大，但内压较低。

　　我国现已建成的水电站岔管大多数归于地下岔管，但大多按明管方案，即不考虑周围岩体分担荷载。本节首要议论厂房前的分岔管。

　　一般来说，岔管的水流条件较差，致使的水头丢掉较大；其他，岔管由薄壳和刚度较大的加强构件构成，管壁厚，构件规范大，有时需铸造，焊接技术恳求高，造价也比照高；由于其受力条件差，且所承受的静动水压力最大，又挨近厂房，因此其安全性非常重要。

　　从方案和施工来说，岔管应满足下列恳求：

　　(1)工作安全可靠。

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