水電站廠房機組支承結(jié)構(gòu)振動分析及結(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)進入蓬勃發(fā)展時期，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組轉(zhuǎn)速高、雙向運轉(zhuǎn)、啟動運行頻繁等特點，因機組擺動或水力脈動而導(dǎo)致的廠房支承結(jié)構(gòu)振動問題也日益突出。 本文首先結(jié)合張河灣抽水蓄能電站實際工程，分別采用不同的計算方法研究廠房機組支承結(jié)構(gòu)的自振特性，對由水力、機械和電氣等原因引起的振源進行了分析并進行了共振校核，同時對典型動荷載作用下廠房機組支承結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)進行

2、計算，欲探求一種較為合理有效的機組支承結(jié)構(gòu)動力分析方法；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組支承結(jié)構(gòu)形式，對比結(jié)構(gòu)動力特性計算結(jié)果，對各種結(jié)構(gòu)方案的動態(tài)特性進行了分析，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)計規(guī)范》將機墩組合結(jié)構(gòu)簡化成單自由度振動體系的自振頻率和振幅計算方法，沒有考慮結(jié)構(gòu)的空間效

3、應(yīng)，不能真實準確地反映板、柱、風罩、機墩、蝸殼外圍混凝土等不同構(gòu)件之間剛度的差異性，對于大容量的水電站廠房復(fù)雜結(jié)構(gòu)其誤差明顯。而對于三維有限元數(shù)值計算方法，若以擬靜力法計算水電站地下廠房動力響應(yīng)和動力剛度，則結(jié)果偏大，而諧響應(yīng)分析結(jié)果更接近實際情況。 (2)根據(jù)機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)計總體上是合理的，不存在發(fā)生共振的可能；同時地下廠房動力響應(yīng)分析結(jié)果顯示機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，上機架和下機架處的設(shè)計剛度滿足廠家提出的要求。 (3)由于機組的轉(zhuǎn)頻(大多屬于低頻)在振源中起重要作用，根據(jù)基頻避開機組轉(zhuǎn)頻這一傳統(tǒng)觀點，水電站地下廠房約束作用越強，結(jié)構(gòu)自振頻率越高，對組合結(jié)構(gòu)避頻越有利；機組段之間不分縫對樓板的剛度影響較小，但有助于提高機墩的整體剛度，對抗振有利；在靜力剛度相同的前提下，采用厚板結(jié)構(gòu)對提高廠房整體結(jié)構(gòu)的剛度有一定的有利作用。 (4)在水電站地下廠房動力特性的幾個