水電站廠房機(jī)組支承結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著我國電力工業(yè)的快速穩(wěn)步發(fā)展，抽水蓄能電站的建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，其優(yōu)越性越來越顯現(xiàn)出來。但抽水蓄能電站由于水泵水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速高、雙向運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動(dòng)運(yùn)行頻繁等特點(diǎn)，因機(jī)組擺動(dòng)或水力脈動(dòng)而導(dǎo)致的廠房支承結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題也日益突出。 本文首先結(jié)合張河灣抽水蓄能電站實(shí)際工程，分別采用不同的計(jì)算方法研究廠房機(jī)組支承結(jié)構(gòu)的自振特性，對(duì)由水力、機(jī)械和電氣等原因引起的振源進(jìn)行了分析并進(jìn)行了共振校核，同時(shí)對(duì)典型動(dòng)荷載作用下廠房機(jī)組支承結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行

2、計(jì)算，欲探求一種較為合理有效的機(jī)組支承結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析方法；其次以十三陵抽水蓄能電站為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)已建的廣蓄、天荒坪抽水蓄能電站機(jī)組支承結(jié)構(gòu)形式，對(duì)比結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果，對(duì)各種結(jié)構(gòu)方案的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析，以便合理地選擇結(jié)構(gòu)形式，提出有效的隔振、防振措施；最后對(duì)論文的主要工作和結(jié)論加以總結(jié)。論文的主要工作和成果結(jié)論為： (1)《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》將機(jī)墩組合結(jié)構(gòu)簡化成單自由度振動(dòng)體系的自振頻率和振幅計(jì)算方法，沒有考慮結(jié)構(gòu)的空間效

3、應(yīng)，不能真實(shí)準(zhǔn)確地反映板、柱、風(fēng)罩、機(jī)墩、蝸殼外圍混凝土等不同構(gòu)件之間剛度的差異性，對(duì)于大容量的水電站廠房復(fù)雜結(jié)構(gòu)其誤差明顯。而對(duì)于三維有限元數(shù)值計(jì)算方法，若以擬靜力法計(jì)算水電站地下廠房動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)力剛度，則結(jié)果偏大，而諧響應(yīng)分析結(jié)果更接近實(shí)際情況。 (2)根據(jù)機(jī)組振源頻率和廠房結(jié)構(gòu)自振頻率的共振復(fù)核，張河灣抽水蓄能電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體上是合理的，不存在發(fā)生共振的可能；同時(shí)地下廠房動(dòng)力響應(yīng)分析結(jié)果顯示機(jī)墩處的最大振幅沒有超過規(guī)范規(guī)

4、定值；從抗振的角度判斷，上機(jī)架和下機(jī)架處的設(shè)計(jì)剛度滿足廠家提出的要求。 (3)由于機(jī)組的轉(zhuǎn)頻(大多屬于低頻)在振源中起重要作用，根據(jù)基頻避開機(jī)組轉(zhuǎn)頻這一傳統(tǒng)觀點(diǎn)，水電站地下廠房約束作用越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)自振頻率越高，對(duì)組合結(jié)構(gòu)避頻越有利；機(jī)組段之間不分縫對(duì)樓板的剛度影響較小，但有助于提高機(jī)墩的整體剛度，對(duì)抗振有利；在靜力剛度相同的前提下，采用厚板結(jié)構(gòu)對(duì)提高廠房整體結(jié)構(gòu)的剛度有一定的有利作用。 (4)在水電站地下廠房動(dòng)力特性的幾個(gè)