潘口水電站廠房下部結(jié)構(gòu)三維有限元靜動(dòng)力分析研究.pdf

1、水電站廠房結(jié)構(gòu)是水電站樞紐的重要組成部分,是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和各種輔助設(shè)備安裝在水電站廠房,水輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,再經(jīng)過(guò)主變壓器升壓后由輸電線(xiàn)路分送到電網(wǎng)中。同時(shí)水電站廠房也是水工、機(jī)械、電氣的綜合體,又是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的主要場(chǎng)所。其任務(wù)是滿(mǎn)足主、輔設(shè)備及其聯(lián)絡(luò)線(xiàn)、纜和管道布置的要求及安裝、運(yùn)行、維護(hù)的需要,保證按照電力系統(tǒng)的要求,持續(xù)、可靠、安全地生產(chǎn)電能。
　　

2、水電站廠房支承結(jié)構(gòu)一般包括蝸殼、機(jī)敦、風(fēng)罩和樓板梁等結(jié)構(gòu)系統(tǒng),并且機(jī)墩組合結(jié)構(gòu)內(nèi)還裝有水輪發(fā)電機(jī)組及其它附屬設(shè)備。在運(yùn)行過(guò)程中,其不但受到各種靜荷載的作用,同時(shí)還要承受機(jī)組設(shè)備運(yùn)行和水流振動(dòng)等動(dòng)荷載的作用。部分已建水電站的運(yùn)行實(shí)踐表明:廠房抗震和振動(dòng)問(wèn)題是影響水電站正常運(yùn)行的主要因素之一,它不僅直接影響到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行,檢修周期和使用壽命,而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起整個(gè)廠房的振動(dòng),以至被迫停機(jī)。這就需要在設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行相應(yīng)的研究,采取

3、有效措施,盡量防止廠房在地震和運(yùn)行中振動(dòng)的發(fā)生,將損失減小到最小。本文正是基于上述原因,優(yōu)化研究水電站廠房蝸殼外圍墊層布設(shè)型式、研究廠房下部結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的受力特點(diǎn),并研究了考慮水的附加質(zhì)量條件下廠房下部結(jié)構(gòu)的自振問(wèn)題,為電站安全運(yùn)行提供技術(shù)支持。
　　潘口水電站廠房為岸邊式廠房,采用墊層蝸殼設(shè)計(jì)方案。為了更好描述水電站廠房下部結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),本文用三維有限元對(duì)潘口水電站廠房下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜動(dòng)力分析,進(jìn)一步揭示了蝸殼外圍墊層布

4、設(shè)規(guī)律、結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性,主要研究工作如下:
　　(1)從蝸殼外圍彈性墊層的彈性模量、厚度、鋪設(shè)范圍三個(gè)方面研究了蝸殼外圍彈性墊層對(duì)蝸殼外圍混凝土應(yīng)力應(yīng)變的影響規(guī)律,最終確定了蝸殼外圍彈性墊層布設(shè)參數(shù)。
　　(2)利用三維有限元方法,對(duì)潘口水電站廠房下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力計(jì)算,得到了廠房下部結(jié)構(gòu)在不同荷載工況下的應(yīng)力變形,并對(duì)座環(huán)、蝸殼、尾水管部位的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了分析,并提出了一些針對(duì)性的工程措施。
　　(3)結(jié)合電站所在區(qū)