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以某国外水电站进水口钢衬方变圆渐变段为研究对象，采用三维有限元法分别计算了渐变段在正常运行工况和放空检修工况下的应力和位移。渐变段钢衬单独承载和渐变段加劲环翼缘与围岩联合承载的计算结果对比表明，围岩可有效缓解管壳和加劲环的应力集中。采用联合承载设计可优化渐变段体形，减小加劲环截面的高度。建议在以后的渐变段结构设计中，加劲环增设翼缘，并适当考虑围岩联合承载。