水电站地面厂房结构的动力分析与设计优化

针对大中型水电站地面厂房振动特性分析复核和抗震设计,以地处高地震区的某水电站地面厂房为例,利用有限单元法建立数值模型,分析了厂房结构的整体动力特性.因厂房上部为单层框架结构,刚度相对较低,本文重点分析了其自振特性和与机组振源的共振复核,对以动态优化设计为目标的结构修改进行了探讨,并就机墩结构的刚度和强度进行了计算分析和振幅复核.最后对厂房结构的抗震问题进行了研究,所得结论可为大中型水电站地面厂房结构的抗振设计提供有益参考.     

岩滩水电站厂房水力振动计算

建立了岩滩水电站厂房下部结构大型有限元模型。对发电机层楼板的自振特性做了较准确的计算；同时将机组水力激振作用下的厂房振动简化为简谐振动系统。进行了厂房结构动位移及振动速度的动力响应分析。数值计算结果与实测数据符合较好。     

水电站厂房结构地震响应非线性分析

以三峡左岸水电站厂房为例,依托现行的抗震设计规范考虑混凝土材料的开裂,采用人工地震波生成技术和时程分析方法对整个地震过程中的厂房结构地震响应进行研究.结果表明,采用地震非线性时程分析,可较好地反映厂房结构在整个地震过程中的响应情况,包括应力、应变、加速度及裂缝的发展等,具有全过程仿真的特点.     

洮河峡城水电站厂房机墩结构特性分析

根据洮河峡城水电站厂房机墩的实际情况及运用要求,建立了三维有限元计算分析模型。利用AN SY S结构分析软件,研究了机墩的静动力特性,探讨了发电机层楼板厚度、机墩壁厚和蜗壳顶板厚度的改变对消除机墩共振的影响。分析表明,在现有设计荷载作用下机墩的强度和变形均满足规范要求,增加楼板厚度不利于消除机墩共振现象,而增加机墩壁厚和蜗壳顶板厚度可有利于消除机墩共振现象。     

三峡水电站厂房结构动力分析与优化

对三峡水电站厂房结构的固有振动特性和在７度的震作用下的动力响应进行了整体有限元法分析计算,对各种技术设计方案和重要影响因素进行了分析比较,人自振特性、动位移和动应力的控制指标出发进行了动力优化设计,提出了抗震设计的理论依据。     

去学水电站厂房振动响应混沌特性分析

为研究去学水电站厂房振动系统的混沌特性,明晰振动系统产生混沌现象的原因,采用饱和关联维数和最大Lyapunov指数两种方法,定量分析水电站厂房振动响应的混沌特性。利用完备总体经验与奇异值联合模态分解(简称CEEMDAN-SVD)提取代表不同成分的分量信号,计算不同分量的混沌特性指标,分析水电站厂房产生混沌现象的原因。结果表明,水电站厂房振动系统具有混沌特性,且尾水脉动是水电站厂房振动系统产生混沌特性的主要原因,而机组运行的振动激励掩盖了部分尾水脉动的混沌特征。研究结果为优化水电站厂房机组的开度与开启方式提供了理论基础,为监测及预警水电站厂房的运行状态提供了新思路。     

基于MWMPE算法的水电站厂房运行状态安全监测

为实现水电站厂房的整体运行状态安全监测,解决多通道振源耦合及单通道测量范围有限等问题,以去学水电站厂房振动响应为例,基于多通道加权多尺度排列熵(MWMPE)算法对不同工况下的多通道振动数据进行信息融合,再分析融合后的熵值曲线是否与实际运行工况一致,最后利用熵值曲线分析结构整体的运行状态.结果表明,MWMPE避免了跨通道...     

水电站地下厂房内源振动数值计算模型的研究

以呼和浩特抽水蓄能电站地下厂房为例,建立了考虑不同范围围岩的水电站地下厂房三维动力有限计算模型,分别在不同频率的内源动荷载作用下系统分析了围岩范围对水电站地下厂房动力特性的影响.计算结果表明,该模型的建立考虑一定范围的围岩是合理且必要的,可为水电站建模提供借鉴.     

大型水电站地下厂房结构动力特性研究

以某在建大型水电站地下厂房结构为例,建立了地下厂房结构的三维有限元计算模型,全面分析了不同的边界条件、风罩形式、材料下的机组支承结构的自振特性并进行了共振校核,采用谐响应法计算结构的动态响应,对最大振幅进行了校核。结果表明,该模型为地下厂房结构的优化设计、改进抗振特性及确保机组安全运行提供了理论依据。     

三峡电站厂房振动及测试

为保障三峡电站厂房在振动情况下的安全运行,采用有限元法对三峡电站厂房机组段进行自振特性分析和共振复核,并通过模型试验得到流道的脉动压力值,分析厂房结构在脉动水压力下的振动反应,计算结果显示满足振动控制标准要求。为验证分析结果,对在156m水位下机组运行时楼板的振动进行了现场测试。结果表明,实测数据与计算分析结果在幅值、频率和分布规律上较接近,建立模型计算脉动压力值施加于厂房后的计算厂房振动方法可行。     

枫树坝水电厂#1机组振动故障分析与处理

针对枫树坝水电厂#1机组上机架水平振动异常偏大的问题,分析了导致机组振动故障的原因,采用影响系数法对机组进行了动平衡配重试验,将机组上机架振动降至理想水平,有效地降低了机械及电磁力不平衡的影响,并通过稳定性试验验证了机组在带负荷工况下运行良好,振动值保持在较低范围内。     

水电站地面厂房鞭梢效应及抗震分析

以某水电站地面厂房为例,研究了厂房上部结构在地震中的鞭梢效应,探讨了鞭梢效应的成因和机理,根据水电站厂房的几何构造、受力特点和动力特性建立了整体和局部模型,并采用时程分析法对比分析了不同模型在地震中的动力响应。结果表明,从基础传来的地震波经厂房下部结构放大后,对上部结构的地震反应影响显著,而上部结构的鞭梢效应也对下部结构的地震响应有一定的影响。     

考虑振动区的水电机组组合优化研究

水轮机在实际运行中存在振动区,水电机组需避免在此区间运行。为此建立了考虑水轮机振动区的水电机组组合优化的发电量最大数学模型,利用分支定界法确定了机组的运行区间,并采用动态规划方法求最优解。实例应用结果表明,分支定界与动态规划相结合的方法适合于水电机组的实际运行情况,且提高了求解精度。     

深厚覆盖层上水电站厂房位移计算和控制

以西藏某水电站工程为例,针对深覆盖层软土地基上水电站厂房的沉降变形问题进行了有限元模拟和计算,利用邓肯—张双曲线模型中的卸载再加载模量代替原始地基变形模量与摩尔—库仑等面积圆屈服准则的组合作为地基本构模型进行计算,并采用面—面接触单位模拟桩与土体的摩擦接触,通过对不同施工措施下的结果比较和分析,提出了在整个厂房底部设置摩擦桩并进行较大范围的固结灌浆,可控制部分厂房沉降和蓄水引起的回弹变形。     

某灯泡贯流式水电站不对称厂房抗震分析

为研究某左右不对称灯泡贯流式厂房结构在静动力荷载作用下的位移、应力分布规律,采用三维有限元动力反应谱法对其进行抗震分析,计算中采用完全二次项组合(CQC)法考虑双向的扭转耦联作用,应用Westergaard公式考虑地震动水压力。结果表明,该厂房位移应力分布合理,可为同类工程提供参考。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构振动响应分析

通过建立宜兴抽水蓄能电站地下厂房三维有限元模型对厂房整体结构进行了模态分析和共振复核,采用谐响应动力分析法及时间历程响应分析法分别计算了厂房结构在各种机组动荷载作用下的振动响应及从正常运行工况向飞逸工况过渡过程中的振动响应,并根据国内外有关规程提出了振动评价标准.研究结果表明,厂房结构共振的可能性较小,振动响应均在允许范围内.     

某抽水蓄能电站地下厂房结构体系抗振研究

以某大型抽水蓄能电站为例,采用不同的地下厂房结构布置方案,即楼板采用板梁结构或厚板结构、上下游侧采用边墙结构或立柱结构、改变立柱结构的截面尺寸,提取结构的模态,分析了厂房结构的自振特性,并基于谐响应法分析了额定工况条件下不同方案之间动力特性的差异和楼板厚度敏感性。结果表明,在机组动荷载作用下,改变楼板结构形式或采用不同截面尺寸的立柱在一定范围内对厂房整体的自振特性作用有限;从厂房抗振角度来说,上下游侧采用边墙结构比立柱结构更有利;当厚板结构的厚度达到0.7m时,与现有板梁结构的抗振能力基本相当;就一般情况而言,板梁结构的抗振能力要高于厚板结构。因此,应结合工程实际情况来选择最优的结构体系布置方案。