图 13-18 U形梁
三梁岔管的主要缺点是梁系中的应力主要是弯曲应力，材料的强度未得到充分利用，三个曲梁（特别
是U梁常常需要高大的截面，这不但浪费了材料，加大了岔管的轮廓尺寸。而且可能需要锻造，焊接后还可能需要进行热处理。由于梁的刚度较大，对管壳有较强的约束，使梁附近的管壳产生较大的局部应力。同时，在内压的作用下，由于相贯线的垂直变位较小，用于埋管则不能充分利用围岩的抗力。因此，三梁岔管虽有长期的设计、制造和运行的经验，但由于存在上述缺点，不能认为是一种很理想的岔管。三梁岔管用于内压较高、直径不大的明管道。
（三）月牙肋岔管
月牙肋岔管是三梁岔管的一种发展。前面已经指出，三梁岔管的U梁嵌人管壳能够改
善其应力状态。月牙肋岔管用一个完全嵌入管壳内的月牙形肋板代替三梁岔管的U形梁，并按月牙肋
主要承受轴向拉力的原则来确定月牙肋的尺寸。
月牙肋岔管的主管为倒锥管，两个支管为顺锥管，三者有一公切球，如图13-29所示。主管采用倒锥
管的目的有二：一是减小A点管壁的转角γ（一般不超过13°），以达到取消AD方向的腰梁和改善流态的目的；二是适当的逐步扩大分岔区的过流面积，以减小流速，从而降低水头损失。
图 13-29 月牙肋岔管
月牙肋岔管的分岔角常用55°-90°，公切球的半径取1.1-1.2倍主管半径。月牙肋岔管的壁厚用式(13-44)
和下式求出而取其大者
式(13-44)用于膜应力区，取1.0-1.1。式(13-45)用于局部应力区，按图13-30查取，在基
本荷载情况下取，特殊荷载情况下取。
图 13-30 应力集中系数曲线
肋板的中央截面宽度
于运行工况。
可从图8-31（a）中的经验曲线初步确定，曲线用于试验工况，曲线用
确定后，肋板内缘尺寸可按图13-31(b)中的三点成一抛物线按
确定。肋板的厚度
式中V为中央截面的作用力，可按《水工设计手册》等文献中的公式求取。
在基本荷载情况下取
，特殊荷载情况下取。C为锈蚀裕量。大体为管壁厚度的2.0-2.5倍。
图 13-31 决定月牙肋尺寸的经验曲线
由于月牙肋是按无矩要求设计的，荷载合力基本通过肋板截面形心，使肋板处于轴心受拉状态；材料
的强度得以充分发挥。由于肋板厚度不大，可用厚钢板制造，工艺较为简单。
肋板的轮廓尺寸与分岔角(
、）和两顺锥管的半锥角(, ）有关，一般说来，全岔角越小、
锥角越大，要求的肋板宽度越大，因此，调整分岔角和锥角的大小可改变肋板的宽度和厚度。
月牙肋岔管除沿CD向有肋板加固外，其他部位均无加固构件，由管壳承担全部内水压力，故管壳的
体型应力求平顺。结构模型试验表明，管壁转折处A点是一个薄弱环节，应控制转折角Y勿使过大。
水工模型试验表明，在设计分流情况下，月牙肋岔管具有良好的流态，但在非对称水流情况下，插入
的肋板对向一侧偏转的水流有阻碍作用，流态趋于恶化，肋板的方向对水流影响较大，在设计岔管的体型时，应注意使肋板平面与主流方向一致。
（四）球形岔管
球形岔管是由球壳、主支管、补强环和内部导流板组成，如图13-32所示。在内压作用下，球壳应力
仅为同直径管壳环向应力的一半，因此，球形岔管适用于高水头电站。
球壳的最小直径按用补强环加固后的各主、支管开孔的局部应力不致相互影响并有一定的焊接空间决
定。两相邻开孔间的最短弧长
R和
为球壳的半径和壁厚，R一般为1.3-1.6倍主管半径。为了减小球壳的半径，球形岔管常采用较大
的分岔角(60°-90°)，使主、支管能均布在球壳的周围。
图 13-32 球形岔管
球壳的荷载主要有内水压力、补强环的约束力和主、支管的轴向力。球壳的厚度
即
可按内水压力确定，
式中系数
取1.1-1.2；
在基本荷载情况下取
，特殊荷载情况下取
；Φ为焊缝系数，
取0.9-0-95；C为锈蚀裕量，取2mm。
主、支管的轴向力对球壳应力有很大影响，在结构上应认真对待。对于垂直方向的支管应加以锚定，
若为具有伸缩节的自由端，则管壁不能传递轴向力，作用于球壳上的轴向水压力将无法平衡。
补强环一般为锻件，其截面积F的选择应使补强环受力后的径向变形等于被切割的球壳圆盘在同方向
的变形，可近似地按下式确定
式中
-补强环截面形心的半径；
、-补强环和球壳连接点的半径及与球心所夹之角；
-补强环顺流向的宽度；
-球壳设计膜应力。
球形岔管突然扩大的球体对水流不利。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而成。球形岔管的补强环需要锻造，与管壳焊接时要预热，球壳
一般也要加热压制成形，有的球岔在制成后还进行整体退火，因此工艺复杂。无梁岔管是用三个渐变的锥管作为主 、支管与球壳连接段以代替补强环，需要压制的球壳面积大为减小，只剩下两个面积不大的三角体,半径一般取主管半径的1.1-1.3倍。管壁转折角B和α不宜超过12°。
无梁岔管的壁厚可按式(13-44)和式（13-5)计算而取其大者，系数
取。
取1.1-1.2，按图13-30查
无梁岔管是由球壳、锥壳和柱壳组成。结构模型试验表明，无梁岔管的A、B、C、D、E、F、G等部
位由于管壁不连续，是应力集中区域，爆破试验的破口多出现在这些部位。无梁岔管适宜用作埋管。
为了改善应力条件，省去加强构件，无梁岔管采用了较肥胖的体形，在分岔处，过水断面急剧增大，
水流易于出现涡流。无梁岔管的岔省具有宽阔的迎水面，不利于分流、水工模型试验表明，上下球壳部位有明显的旋涡区，在不对称分流时，岔档部位的脉动压力幅值较大。在上下球壳部位加水平吊顶，在岔档部位加导流楔体，如图13-33中的虚线所示，对改善流态、减小水头损失有明显的效果。
图 13-33 无梁岔管
岔管的整体强度是衡量岔管整体安全度的一个重要标志。结构模型试验表明，与同直径的直管段相比，
三梁岔管与月牙肋岔管的整体屈服压力比和爆破压力比均接近1；贴边岔管的整体屈服压力比约为0.8-0.85，爆破压力比仅为0.7-0.8；无梁岔管的相应比值分别为0.8-0.85和0.9-0.95。故三梁岔管与月牙肋岔管的整体安全度较高，而贴边岔管则较差，后者一般用作地下埋管。
我国采用地下埋藏式岔管较多。目前，对埋藏式岔管的设计仍以明岔管的设计思想为指导。应研究埋
藏式岔管的合理形式，以便利用围岩承担更多的内水压力。在地质条件较好和地应力满足要求情况下，也可不做钢岔管而采用钢筋混凝土岔管。