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姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究
1
作者 刘贤才 张雨萌 +2 位作者 汤怀萱 胡悦 伍鹤皋 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第1期231-236,共6页
结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明:对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面... 结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明:对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。 展开更多
关键词 水电站 对称Y形钢岔管 非对称Y形钢岔管 体形设计 有限元法 CFD
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对称Y型月牙肋钢岔管二维三维一体化设计
2
作者 张道法 《东北水利水电》 2024年第4期3-5,33,71,共5页
本文深入研究了对称Y型月牙肋钢岔管体型设计的程序化实现机理,此类型钢岔管二维图纸和三维模型的一体化、参数化生成技术的开发,可快速且同步生成钢岔管的二维及三维设计成果,提升了岔管的设计效率和设计质量。将本文研究的岔管一体化... 本文深入研究了对称Y型月牙肋钢岔管体型设计的程序化实现机理,此类型钢岔管二维图纸和三维模型的一体化、参数化生成技术的开发,可快速且同步生成钢岔管的二维及三维设计成果,提升了岔管的设计效率和设计质量。将本文研究的岔管一体化设计方法应用于实际工程中,快速创建三维模型,并进行钢岔管应力应变计算和三维流场分析,相关计算成果满足规范要求,表明了该方法的适用性和可靠性,可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 对称Y型 月牙肋钢岔管 参数化 一体化
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抽水蓄能电站大型钢岔管制作关键技术浅析
3
作者 邱小兵 《水电站机电技术》 2024年第3期62-64,71,共4页
十四五规划期间国家大力投入抽水蓄能项目开发建设。加快发展抽水蓄能,对于加快构建新型电力系统、促进可再生能源大规模高比例发展,以及促进扩大有效投资等具有重要作用。其中压力钢管制作作为抽水蓄能电站输水系统的主体结构更是具有... 十四五规划期间国家大力投入抽水蓄能项目开发建设。加快发展抽水蓄能,对于加快构建新型电力系统、促进可再生能源大规模高比例发展,以及促进扩大有效投资等具有重要作用。其中压力钢管制作作为抽水蓄能电站输水系统的主体结构更是具有举足轻重的地位,而在压力钢管制作中又数大型钢岔管技术难度最高、施工复杂程度最大。本文依托某抽水蓄能电站项目在钢岔管施工过程中对关键工序进行研究,并基于施工过程进行总结提炼,对大型钢岔管制作关键技术进行浅析,旨在规范大型钢岔管制作工艺标准以及推广抽水蓄能大型钢岔管制作普适施工工艺。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 大型钢岔管 关键技术
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水电站压力管道平顶平底月牙肋钢岔管结构设计及应力分析
4
作者 张智沛 白新革 +1 位作者 吴昊 王冠霖 《广东水利水电》 2023年第8期63-66,共4页
常规月牙肋钢岔管为上下对称结构,在压力管道检修放空时,钢岔管底部存在积水问题;在压力管道运行前充水时,钢岔管顶部存在积气问题。为解决上述问题,提出了一种平顶平底钢岔管,其由多个主锥管锥节、支锥管锥节和不对称月牙肋组成;主管... 常规月牙肋钢岔管为上下对称结构,在压力管道检修放空时,钢岔管底部存在积水问题;在压力管道运行前充水时,钢岔管顶部存在积气问题。为解决上述问题,提出了一种平顶平底钢岔管,其由多个主锥管锥节、支锥管锥节和不对称月牙肋组成;主管与主锥管的管顶线位于同一水平面,支锥管与支管的管底线位于同一水平面;相邻管节间设公切球,以使相邻管节间相贯线为平面曲线。以CCS水电站压力管道为例,对中心对称钢岔管、平底钢岔管、平顶平底钢岔管进行有限元分析,结果表明,中心对称钢岔管上下对称、受力最好,平顶平底钢岔管较平底钢岔管应力集中现象有所缓解。此外,平顶平底钢岔管在体型上实现了压力管道及钢岔管的完全自流排水与完全自流排气,有效缩短压力管道检修排水时间,有利于机组高效稳定运行。 展开更多
关键词 压力管道 钢岔管 排水与排气 平底钢岔管 平顶平底钢岔管
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某水利枢纽工程钢岔管水压试验闷头有限元分析
5
作者 陈刚 《云南水力发电》 2023年第9期161-164,共4页
某水利枢纽工程钢岔管采用“Y”型月牙肋岔管,在水压试验工况下,对岔管、闷头及两者连接的过渡锥管,进行三维有限元分析,选择满足水压试验的较优体型。现场根据有限元计算确定的闷头和过渡锥管体型进行水压试验,经过应力测试,钢岔管管... 某水利枢纽工程钢岔管采用“Y”型月牙肋岔管,在水压试验工况下,对岔管、闷头及两者连接的过渡锥管,进行三维有限元分析,选择满足水压试验的较优体型。现场根据有限元计算确定的闷头和过渡锥管体型进行水压试验,经过应力测试,钢岔管管壁和肋板各部位应力均小于钢材允许应力,满足设计及规程规范要求。 展开更多
关键词 钢岔管 水压试验 闷头 过渡锥管 三维有限元
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清原抽水蓄能电站引水钢岔管水压试验研究
6
作者 张一鸣 钱玉英 宋蕊香 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第S02期67-72,共6页
引水钢岔管作为抽水蓄能电站重要的水工建筑物,体型复杂,制作难度大。介绍了清原引水钢岔管打压试验原理、方法及过程,验证了钢岔管体型设计及焊缝接头的可靠性,通过试验前后的无损检测,消除了新钢岔管的部分残余应力。结果证明,引水钢... 引水钢岔管作为抽水蓄能电站重要的水工建筑物,体型复杂,制作难度大。介绍了清原引水钢岔管打压试验原理、方法及过程,验证了钢岔管体型设计及焊缝接头的可靠性,通过试验前后的无损检测,消除了新钢岔管的部分残余应力。结果证明,引水钢岔管质量有保证,能满足运行期各个工况下的安全运行。 展开更多
关键词 钢岔管 水压试验 抽水蓄能电站
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平底钢岔管体型设计与受力特性分析--以西藏德罗水电站为例 被引量：1
7
作者 汪碧飞 熊泽斌 陈锐 《人民长江》 北大核心 2023年第5期169-174,共6页
对称平底钢岔管各管节的管底在同一高程,钢管检修时,水体能自流排放,方便检修,但使用常规的解析方法对平底钢岔管进行体型设计较为困难,出图效率也较低。提出在CATIA中建立对称平底钢岔管的标准模板,以适应不同尺寸钢岔管的三维设计,并... 对称平底钢岔管各管节的管底在同一高程,钢管检修时,水体能自流排放,方便检修,但使用常规的解析方法对平底钢岔管进行体型设计较为困难,出图效率也较低。提出在CATIA中建立对称平底钢岔管的标准模板,以适应不同尺寸钢岔管的三维设计,并以德罗水电站中钢岔管为例,采用ANSYS程序对月牙肋钢岔管、平底月牙肋钢岔管及平底三梁钢岔管的受力特性进行分析。结果表明:3种形式的钢岔管均能满足受力要求,其中月牙肋岔管受力最优,但排水不便;平底钢岔管采用三梁进行加强后,加强梁与岔管管壁应力得到显著改善;平底钢岔管既能方便排水检修,也能满足受力要求,可在工程中推广应用。 展开更多
关键词 平底钢岔管 水电站压力管道 有限元计算 月牙肋 “U”型梁 腰梁
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底部平齐钢岔管研究进展综述
8
作者 尹利强 李淼 《水利水电工程设计》 2023年第1期1-4,共4页
钢岔管设计是电站引水系统设计中的重要一环,传统对称钢岔管需要在共切球位置设置排水管道或者采用临时排水措施,以便压力钢管检修,但往往检修效率低且施工不便。对于大直径钢管,这个问题尤为突出。主要从传统岔管类型和发展、平底岔管... 钢岔管设计是电站引水系统设计中的重要一环,传统对称钢岔管需要在共切球位置设置排水管道或者采用临时排水措施,以便压力钢管检修,但往往检修效率低且施工不便。对于大直径钢管,这个问题尤为突出。主要从传统岔管类型和发展、平底岔管体型设计、平底岔管结构计算、平底岔管水力特性研究、某工程平底岔管设计实践等5个方面介绍底部平齐钢岔管的研究进展。基于已有研究成果的总结分析,可为水电站底部平齐钢岔管的设计以及相关科研工作等提供参考。 展开更多
关键词 平底钢岔管 体型设计 结构计算 水力特性 工程应用
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阜康抽水蓄能电站钢岔管原型水压试验
9
作者 戚波 《黑龙江水利科技》 2023年第7期33-36,共4页
以位于新疆昌吉州阜康市境内的阜康抽水蓄能电站引水隧洞钢岔管为例,为检验钢岔管预制及焊接质量,验证结构的合理性与可靠性,削弱钢岔管焊接残余应力,保证结构安全运行,在应用有限元方法系统性研究钢岔管围岩分担内水压力规律并提出埋... 以位于新疆昌吉州阜康市境内的阜康抽水蓄能电站引水隧洞钢岔管为例,为检验钢岔管预制及焊接质量,验证结构的合理性与可靠性,削弱钢岔管焊接残余应力,保证结构安全运行,在应用有限元方法系统性研究钢岔管围岩分担内水压力规律并提出埋藏式钢岔管设计原则的同时,对钢岔管结构进行了原型水压试验。结果表明,原型观测结果和有限元模拟计算结果基本吻合,表明所采取的研究思路合理可行,相关结论也为水利工程钢岔管设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 钢岔管 水压试验 有限元分析
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月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析 被引量：11
10
作者 吴俊杰 李国英 《水电能源科学》 北大核心 2018年第4期110-112,共3页
在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管... 在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管开孔位置对管壁整体应力的影响,找出最不利的受力计算方案及最合适的开孔位置。结果表明,联合计算贴边钢岔管应力大于单独计算时的应力,且开孔设置在第二管节最合理;类似开孔距离及管与管之间距离在2~3倍管节时有必要进行联合受力及开孔位置优选计算。这为钢岔管优化设计提供了借鉴。 展开更多
关键词 月牙肋钢岔管 贴边钢岔管 联合受力 单体受力 开孔位置
原文传递
月牙肋钢岔管的优化设计 被引量：6
11
作者 杨海霞 李哲斐 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期180-183,共4页
建立了通用的月牙肋钢岔管优化设计模型,编制了相应的程序.实例计算结果表明,不依赖设计者的个人经验,可以用本程序设计出满足设计要求的最佳方案.所得设计既快又好,研究成果有实际应用意义.
关键词 月牙肋钢岔管 压力钢管 结构优化设计 钢岔管
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廷巴班水电站三梁钢岔管受力特性有限元分析
12
作者 候天兴 《吉林水利》 2023年第12期44-49,共6页
水电站钢岔管是发电机组前用于连接压力钢管主管与支管的重要结构,其受力条件复杂,若设计不合理将极大威胁水电站的运行安全。三梁钢岔管为一分三的复杂岔管结构,受较多的焊缝及管壁转折影响,应力分布更不均匀,设计过程更为复杂。以廷... 水电站钢岔管是发电机组前用于连接压力钢管主管与支管的重要结构,其受力条件复杂,若设计不合理将极大威胁水电站的运行安全。三梁钢岔管为一分三的复杂岔管结构,受较多的焊缝及管壁转折影响,应力分布更不均匀,设计过程更为复杂。以廷巴班水电站为例,采用三维有限元计算方法,对初拟的三梁钢岔管设计体型应力状态进行分析,结合对加强梁应力改善作用和岔管各部位厚度对应力的影响分析,验证了三梁钢岔管设计体型的合理性,研究成果具有一定的工程参考价值。 展开更多
关键词 三梁钢岔管 加强梁 膜应力 局部应力
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高压联合受力钢岔管对旁通贴边钢岔管的受力影响计算分析 被引量：2
13
作者 吴俊杰 《水利科技与经济》 2019年第2期28-33,共6页
高压联合钢岔管整体结构的合理性对其安全运行至关重要,在钢岔管中间开孔引水满足下游生态需求,联合受力钢岔管势必对超压旁通管受力会产生一定影响。通过3个方案对钢岔管整体受力进行分析,探究钢岔管之间的相互影响。计算结果表明,超... 高压联合钢岔管整体结构的合理性对其安全运行至关重要,在钢岔管中间开孔引水满足下游生态需求,联合受力钢岔管势必对超压旁通管受力会产生一定影响。通过3个方案对钢岔管整体受力进行分析,探究钢岔管之间的相互影响。计算结果表明,超压旁通贴边钢岔管开孔尺寸较小,对1#、2#、3#钢岔管整体受力应力影响较小;联合受力钢岔管对超压旁通贴边钢岔管的受力影响较大;整体受力要比单体受力计算结果更大。因此,建议采用联合受力的方式计算分析此种类型的钢岔管,这对整个水电站的安全运行至关重要,以期为水利工程钢岔管设计提供借鉴思路。 展开更多
关键词 高压联合钢岔管 旁通贴边钢岔管 单体受力 整体受力 生态需求
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月牙肋钢岔管设计中若干问题的探讨 被引量：24
14
作者 杜芳琴 伍鹤皋 石长征 《水电能源科学》 北大核心 2012年第8期129-131,219,共4页
针对月牙肋钢岔管顶部出现较大局部应力使管壳厚度大为增加、有限元计算肋板应力受网格剖分影响较大的问题,以安徽绩溪水电站钢岔管为例,探讨了钢岔管基本锥腰线转折角对管壳腰部和顶部局部应力的影响,比较分析了肋板不同单元类型和网... 针对月牙肋钢岔管顶部出现较大局部应力使管壳厚度大为增加、有限元计算肋板应力受网格剖分影响较大的问题,以安徽绩溪水电站钢岔管为例,探讨了钢岔管基本锥腰线转折角对管壳腰部和顶部局部应力的影响,比较分析了肋板不同单元类型和网格疏密对计算结果的影响。结果表明,钢岔管基本锥腰线适宜转折角为6°～14°,月牙肋采用实体单元模拟更精确,采用板壳单元模拟更简便,肋板网格疏密对应力分布规律影响不明显,仅对最大应力值有影响。 展开更多
关键词 月牙肋钢岔管 有限元计算 锥腰线转折角 局部应力 单元类型 网格密度
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基于CATIA二次开发的月牙肋钢岔管辅助设计系统开发与应用 被引量：17
15
作者 付山 伍鹤皋 汪洋 《水力发电》 北大核心 2013年第7期73-76,共4页
利用自动化对象编程,针对水电站月牙肋钢岔管设计繁琐、工作量大、有限元计算前处理耗时长的缺点,开发出基于CATIA二次开发的辅助设计系统。该系统实现了月牙肋钢岔管在CATIA中的快速建模和网格自动剖分,最终在有限元软件ANSYS中完成有... 利用自动化对象编程,针对水电站月牙肋钢岔管设计繁琐、工作量大、有限元计算前处理耗时长的缺点,开发出基于CATIA二次开发的辅助设计系统。该系统实现了月牙肋钢岔管在CATIA中的快速建模和网格自动剖分,最终在有限元软件ANSYS中完成有限元计算。以蟠龙抽水蓄能电站工程月牙肋钢岔管为例进行了计算,并与设计院的计算结果进行了对比与分析,结果表明该系统具有设计速度快、精度较高等优点,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 水电站 月牙肋钢岔管 CATIA二次开发 计算机辅助设计
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埋藏式月牙肋钢岔管结构三维有限元分析 被引量：8
16
作者 田静 楚万强 +1 位作者 许新勇 李颖 《水电能源科学》 北大核心 2011年第5期86-88,共3页
采用三维有限元方法,应用自编的弹簧单元加载程序和ANSYS软件,考虑钢岔管与围岩间的缝隙值,按岔管与围岩联合承载,对某水电站的埋藏式月牙肋钢岔管进行了结构计算,分析了钢衬、混凝土衬砌与围岩联合承载结构特性,探讨了围岩性能和初始... 采用三维有限元方法,应用自编的弹簧单元加载程序和ANSYS软件,考虑钢岔管与围岩间的缝隙值,按岔管与围岩联合承载,对某水电站的埋藏式月牙肋钢岔管进行了结构计算,分析了钢衬、混凝土衬砌与围岩联合承载结构特性,探讨了围岩性能和初始缝隙值的敏感性。结果表明,钢岔管与围岩联合承载时钢衬及肋板应力变化梯度趋于平缓,围岩约束钢衬的位移使其分布趋于均匀,采用弹簧单元模拟回填混凝土和围岩有效、可行。 展开更多
关键词 埋藏式月牙肋钢岔管 有限元分析 水电站 围岩 混凝土衬砌
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埋藏式内加强月牙肋钢岔管结构研究 被引量：4
17
作者 秦继章 马善定 +1 位作者 伍鹤皋 龚国芝 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期83-87,共5页
本文结合实际工程采用几何比尺为1：6的物理模型试验方法，用不同材料分层组合模拟围岩，对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明：钢岔管外围围岩承担了20％～40％的内水压力... 本文结合实际工程采用几何比尺为1：6的物理模型试验方法，用不同材料分层组合模拟围岩，对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明：钢岔管外围围岩承担了20％～40％的内水压力荷载。 展开更多
关键词 水工结构 岔管结构 模型试验 月牙肋钢岔管 水电站 试验方法
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埋藏式钢岔管与围岩联合承载有限元分析 被引量：17
18
作者 李旻 伍鹤皋 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期23-26,共4页
以某水电站工程为例,考虑钢衬与围岩间的缝隙值,按照钢衬与围岩联合承载,采用三维有限元方法对地下埋藏式钢岔管进行计算分析,讨论了围岩性能及初始缝隙值对围岩承载比的影响,并与明管计算结果相比较,指出在钢衬与围岩共同承受内水压力... 以某水电站工程为例,考虑钢衬与围岩间的缝隙值,按照钢衬与围岩联合承载,采用三维有限元方法对地下埋藏式钢岔管进行计算分析,讨论了围岩性能及初始缝隙值对围岩承载比的影响,并与明管计算结果相比较,指出在钢衬与围岩共同承受内水压力作用时,围岩发挥了重要作用. 展开更多
关键词 埋藏式钢岔管 围岩承载力 初始缝隙值 边界非线性 有限元法
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地下埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法研究 被引量：4
19
作者 伍鹤皋 李明 +2 位作者 王志国 杜英奎 蒋逵超 《水力发电》 北大核心 2009年第3期68-71,共4页
在总结对比水电站压力钢管设计规范85版和2001版有关埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法的基础上,提出了一种埋藏式钢岔管的新的设计方法和原则。其设计步骤为:首先根据钢岔管与围岩联合承载原则,采用三维有限元计算方法确定钢岔管的体... 在总结对比水电站压力钢管设计规范85版和2001版有关埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法的基础上,提出了一种埋藏式钢岔管的新的设计方法和原则。其设计步骤为:首先根据钢岔管与围岩联合承载原则,采用三维有限元计算方法确定钢岔管的体形、管壁厚度和肋板尺寸,然后对钢岔管按明管进行应力校核,同时对围岩承载比进行分析和复核。以某水电站为例进行的计算结果表明,该设计方法思路明确,计算精度高,在明显减小管壁厚度和肋板尺寸的前提下仍能确保岔管的安全。 展开更多
关键词 内加强月牙肋钢岔管 联合承载 明管校核 围岩承载比 有限元法
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内加强月牙肋钢岔管新型结构 被引量：5
20
作者 陈观福 伍鹤皋 王金龙 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2001年第1期23-26,共4页
内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开挖断面较小等优点 ,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。但布置在地面上的明式月牙肋钢岔管尚不多见 ,特别是当钢岔管承受的水头和直径较大时。以某水电... 内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开挖断面较小等优点 ,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。但布置在地面上的明式月牙肋钢岔管尚不多见 ,特别是当钢岔管承受的水头和直径较大时。以某水电工程钢岔管为例 ,以满足结构受力和水力条件为前提 ,优化岔管体形 ,然后按照钢衬钢筋混凝土岔管结构进行了有限元计算 ,得到了一些有益的结论。 展开更多
关键词 压力管道 钢筋混凝土结构 引水隧洞 钢岔管
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