针对南康河水电站坝后式厂房自振特性及共振分析

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1、水利水电施工2011·第3期总第126期表1列出了三种模型的自振频率的对应关系，上部结根据《水电站厂房设计规范》(SI266—2O。1)的规构和下部结构的各阶模态都可以在整体模型中找到与之对定，机墩自振频率与强迫振动频率之差和自振频率的比应的模态。厂房整体结构的基频为10．829Hz，厂房上部结值应大于2O～3O，以防共振。即符合下式时，可以构基频为10．847Hz，厂房下部结构基频为20．871Hz。避免共振发生1rI从模态计算结果可以看出，整体结构的前6阶振型jl，』_，J>2o～3o(1)自1都出现在上部梁板柱体系上，第

2、7阶振型峰值出现在发式中厂自、——机墩组合结构自振频率和激振荷载电机层楼板上。上部结构基频振型分布(见图6)和频率频率。值与整体结构第1阶振型分布(见图5)和频率值基本一现将主要的振源频率和各模型的自振频率对比列于致；下部结构基频振型分布(见图8)和频率值与整体结表2～表4中，并给出小于3O的频率错开度值，使共振的构第7阶振型分布(见图7)和频率值基本一致。可能性一目了然。进而分析共振的危险性，因为只有某些振从结构形式上看，水电站厂房的上部结构主要是梁源是主要的，或者某些振型是主要的，需要予以特别关注。板柱结构，而下部结构主要

3、是大体积混凝土块状结构，且嵌入基岩中，两者的质量和刚度相差很大，故基频相表3厂房上部结构自振频率与差很大，厂房整体结构的基频主要表现为上部结构的振振源频率汇总及共振校核动。水电站厂房的上部结构和下部结构的刚度及质量相整体模型激振频率其他激振频率差较大，同时上部结构对下部结构的约束较弱，因此上频率额定飞逸启动丢负荷部结构对下部结构的模态影响不大，厂房上部结构和下阶数(H转速转速过程z)(5Hz)(10Hz)(O～5Hz)(5～10Hz)(1O～0Hz)部结构两种模型计算出的动力特性与整体模型计算出的0～O～110．8477．81

4、动力特性比较一致。53．90％100％主厂房下部结构自振频率与机组可能振源间不存在18．26～18．26～212．23418．2659共振区，且上部结构各阶频率与额定转频的错开度也较．1310028．56～28．56～大，发生共振的危险性较小。313．99828．5664．28100415．5563厂房共振校核分析516．745620．186由于振源涉及水力、机械、电气等方面，振动机理721．340也非常复杂，有不少至今尚不够清楚，因此，采用某些821．973振源频率的定量分析具有初步估计的性质。922．5131026．619

5、表2厂房整体模型结构自振频率与注“”表示机墩自振频率与强迫振动频率之差和自振频率的振源频率汇总及共振校核比值应大于3O。整体模型激振频率其他激振频率表4厂房下部结构自振频率与振源频频率额定飞逸启动丢负荷率汇总及共振校核阶数(H转速转速过程z)(5Hz)(1OHz)(O～5Hz)(5～10Hz)(1O～OHz)整体模型激振频率其他激振频率1100～0～频率额定飞逸启动丢负荷．8297．6653．83100阶数(H转速转速过程z)(5Hz)(10Hz)(0~5Hz)(5～10Hz)(10～OHz)21217．9O％～17．90％～

6、．18117．9O12O．87158．95100223．51025．17～25．17～313．36225．1762324．737．58100436．269414．668538．921516．711642．574616．801744．085720．650854．095821．632954．54992】．96]1O58．6791O22．196注“”表示机墩自振频率与强迫振动频率之差和自振频率的比值应大于30。注“”表示机墩自振频率与强迫振动频率之差和自振频率的比值应大于30。(下接第9O页)·86·水利水电施工2011·第3期总第

7、126期(2)环向应力见表8。5．23抗外压稳定校核(1)支承环问管壁稳定计算。A一O．275MPa~O．2MPa。表8环向应力(2)支承环本身稳定计算。一O．319MPa~O．2MPa。＼＼＼环向应力从以上对4～6号镇墩问的典型断面进行的计算可＼(MPa)10"02aoa管壁位置＼＼知，管壁和支承环均满足强度及抗外压稳定的要求。同＼时，对各镇墩问的末跨典型断面、伸缩节及进人孔的强外缘37．4O2．361．3441．1日一0。度进行校核计算，也均能满足要求。因此，新增1台机内缘37．403．331．3442．07组扩容后，压力

8、钢管管壁和支承环的强度及抗外压稳定内缘37．4O一2．36——1．3433．70均满足要求。一18O。外缘37．403．33——1．3432．735．3钢管强度复核结论对压力钢管的管壁、支承环强度及抗外压稳定进行(3)强度校核。从表8中可知，在_O。和0-'-180。校核计算