1.3 研究专题的由来和需要解决的实际问题

水电站坝后背管首创于苏联，是一种钢管与外包钢筋混凝土组成的复合管道结构，对于一些大型水电站或薄拱坝坝后式厂房，在布置上具有更大的灵活性和优势。我国在吸收苏联经验的基础上，近半个世纪以来，一些大中型水电站广泛采用坝后背管，并取得了技术上的长足发展。大量研究表明这种结构钢衬及外包混凝土是联合受力的整体，对结构的强度问题也有了比较充分的认识：如管道开裂前混凝土钢衬钢筋的承载比，初裂荷载，初裂位置，开裂后的钢材应力，结构承载力等。但是根据我国东江、五强溪、李家峡水电站的建设经验及专家讨论的情况分析，仍有如下问题令设计人员感到困惑：对钢衬钢筋混凝土结构强度安全系数的取法还有争议；设计荷载时允许开裂的外包钢筋混凝土的裂缝形态仍无可靠定量的结果，如裂缝条数、间距、裂缝开展宽度等仍为人们所关注；管道运行后温度荷载对开裂断面钢材应力及裂缝宽度的影响研究仍不透彻；钢管坝段因下游坝面管的设置对坝体影响到底有多大，坝踵会不会产生拉应力，施工期混凝土的徐变特性对管道影响有多大，后期浇筑的压力管道外包钢筋混凝土什么时间与大坝合龙最好，还有管道转弯处及管坝接缝面的应力问题仍未解决。上述问题的进一步研究对设计更加优化的可能和施工方法、施工措施的采取都有一定影响。为了解决坝后背管设计，施工中的实际问题，在三峡总公司和长江水利委员会的支持下我们进行了本课题的研究，研究的内容对上述遗留问题给了特别的重视。