水电站厂房结构振动研究

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1、广西大学博士学位论文水电站厂房结构振动研究姓名：沈可申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：张仲卿2002.8.1水电站厂房结构振动研究摘要f啦糖水电工程建设的高速发展，现代水轮发电机组的容量和尺寸日趋增大，跑转速也掴应提高，罄遥毫臻在莱些工{睾送域肉振动；薹大的琨象。这冀中特别突出的是大型溉流式水轮机的水力共振问题，不仅影响机组自身稳定，也引发厂房建筑物的强烈振动。这种共振往往超出厂房结构酌瑟常使蔫掇限狡态和承载麓力掇羧状态，藏躲水电站韵经济运行乃至安全运行。目前豳内外尚强完善的水轮机水力振动颈怯方法，两对枧维水力振动雩

2、起的厂房结榜焚

3、振更是未深入磷究。本文结合者滩水电蛄厂痨振动的试验讲究，采用非定常湍流数值分析的火涡模拟方法进行混流机组水力振动振源模拟；攫出一种水电站厂房下部结构简谐振动模型，盖次进行了发魉橇层楼板绫丰勾的精确模态分析翻水力激振稀载下的动力晌应分析，各项计算结果岛实测数据吻合良好。张此基础上将本文方法_

4、血用于三峡工程，对三峡厂房在枧缎瓣盔动荷载作用下的最大可能振动{睾了计算预测。F～本文提出的水电站厂房模恣分析、动力响应分析以及振动控制指标，构成了一个较完整的水电站厂魔振动研究方法，同时也弥毒l、了现{罩设计规范的不遥。文中磐蓬节主要内容如下：第一章介

5、绍了火毅混流机组厂房的振动问题及研究现状。第篓蠢归纳整瑗了岩滩水壤蛄历次厂虏振动瑗场试验豹测试数据稳试验结论。第兰奄采用大涡模拟亚格子涡粘模型，对岩滩混流式水轮机的流场进{亍三缫遗蠹定常湍浚分亳蓐，得判了流场中餐物理量的脉动特性，诗箕嵩熬辅淘零攘蠢每模型谶骏德大垂褶当；弱饕孪谂滚?霹予下枫絮承羹瓣瀵流式水轮发怒奉几组可采用熬推力糊承负荷作为水电站厂艨探动的最大瓣意激攘蓠载。第强蘩讨论了夫溅缀会结稳舞陵嚣动囊分凝魏建摸璨翱翔诗簿方法，建立水媳站厂房掇动分析的下部结构模戮，对岩滩厂麂进行整体横态努氍，较灌谶缝褥爨擞魁甄瑟褛裰巍攮蒋髓；瓣瓣雩l邀

6、蕊遴攘囊瑕建，滋符了视缀球务振动僚溺下豹厂爨结构的动杰湘藏分褫。模态分耩翮动力晌应分毒斥蜘缱暴与现场试验数据十矜吻合。篱五耄霹三蛱承毫站，鑫蒙璐问题俸了势耩谟浏。考纛潮卷滩厂赛≮三映厂睽润类撅性，因戴将岩滩研究成粟藏焉乎三袋羔稷，结巢袭鞭三峡厂房在最水利条件下巍霹能发生憋岩滩厂痨榴圊强度润强烈攘动。第六囊讨论了零惫蛄厂塞魏攮竣话瓣题疑减攮梅蘧措施，鬟褰厂纛糕梅振动允许德标准。嚣夕

7、、作兔阮较，也遴枵了水电站，鼹地震{誉用分毫跨。关键谪：水峨站产磊，结构疲劫，确力IlI；爱≥橱，采了i悉掇，火嚣磊i，混滚撬缝√。．￡：塑苎鲎塑!：兰整鎏苎一一

8、RESEARCHONSTRUCTUREVlBRATlONOF珏￥0ROp0谨￡RHOUSEABSTRAOTThecapacityandsizeofmodernhydrogeneratorsetarelargerwithrapiddevelopingofhydroelectricenginee(ing，specificspeedofhydraulicturbineincreasetoo．Thephenomenonofexcessivevibrationinsomeloadareaisfoundedubiquitously。Asapromine

9、ntproblem，hydraulicresonanceinlarge—sizedFrancisturbinenotonlyaffectsthereliabilityofgeneratorunit，butalsoarousesviolencevibrationofpowerhousestructure．”rhisresonanceusuallyexceedsserviceabilitylimitstateandultimatelimitstate；endangerhydropowerstation’seconomicoperation，ev

10、ensafboperation。Thereisnoeffectivemethodtoforecastandestimatethehydraulicvibrationofhydraulicturbineup蝤tlOWintheworld．muchlessresearchin—depthforpowerhousestructureresonanceexcitatedbyhydraulicdisturbanceofhydrogeneratorset．BasedonthevibrationtestinYantanhydropowerhouse，in

11、thispapertheauthoradoptLESmethodwhichbelongtothreedimensionsunsteadyturbulentflownumerica