泄洪闸闸墩抗振加固措施研究

针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律,最后得出一种既能保证加固效果又能降低工程造价的优化方案,可为同类加固减振工程提供参考。     

赵山渡水电站泄洪闸闸墩补强及消能设施消缺

针对赵山渡水电站泄洪闸存在的混凝土表层冲蚀、破损、骨料出露和露筋等现象以及泄洪闸下游消能设施缺少的问题,在现场调研的基础上,对泄洪闸现场进行了检测试验及成因分析,并进行补强消缺方案设计与比选(包括裂缝封缝处理、混凝土破损修复处理、闸墩表面抗冲磨处理及方案比选)。在实施过程中分为主槽区段和浅滩区段两部分混凝土消缺及加固处理,对泄洪闸的消力池、护坦、海漫等消能设施进行消缺处理。实践证明,赵山渡水电站泄洪闸的闸墩补强及消能设施消缺设计和应用取得很好的效果,为同类水电站的泄洪闸闸墩补强及消能设施消缺提供有益借鉴。     

孤立闸墩流固耦合振动问题的研究

本文用分区解法求解孤立薄壁墩(悬臂板)振动诱发的三维势流场;用Rayleigh法求解板与流体的自由耦合振动角频率;最后对计算结果进行了实验验证。     

泄洪闸底板与闸墩裂缝处理技术措施

文章简要分析了泄洪闸底板与闸墩在浇筑后出现裂缝的成因及裂缝处理技术措施,包括裂缝处理时材料选用、施工工艺及处理后的工作等相关内容。     

大化水电厂溢流坝段闸墩振动的加固措施

本文简要介绍了广西大化水电站溢流坝闸墩产生振动的原因以及所采取的加固措施.     

水闸闸墩振动特性的有限元分析

把水闸闸墩横向振动视作悬臂薄板弯曲振动,用有限单元法对其振动特性进行计算分析。并结合一工程实例,把理论计算与实测值作了比较,结果比较吻合。     

基于相关函数的泄洪闸闸墩结构振动响应多测点融合研究

以信州水利枢纽泄洪闸闸墩为工程背景,通过基于泄流激励下闸墩动力特性测试,得到多个测点的振动信号。针对单个测点信号信噪比不高、频率成分不全的缺点,基于相关函数融合算法,将多个测点的振动信号融合为一个能够准确、全面反映结构整体振动特性的振动信号,实现多测点振动信号的数据融合。通过对融合前后信号频率识别结果对比表明基于相关函数的多测点融合算法具有其可行性,能够很好地挖掘出淹没在噪声中的结构有效频率,为识别结构的模态参数提供了重要依据。     

水闸闸墩振动特性的有限元分析

把水闸闸墩横向振动视作悬臂薄板弯曲振动，用有限单元法对其振动特性进行计算分析，并结合一工程实例，把理论计算与实测值作了比较，结果比较吻合。     

斜槽闸墩墩后波的削弱措施

闸墩后的波浪产生冲击波，这种冲击波在表孔溢洪道中可能导致漫溢，在泄洪隧洞中可能产生涌浪。测定了斜槽墩后波的水力学特性，提出了减弱冲击波的简单方法。试验结果以一般化的形式提出，可以直接在工程实践中应用。     

水电站底流消能雾化的研究

利用高斯扩散方程，在雾源为连续线源的条件下，研究水电站底流消能泄洪水雾的扩散，结合雾雨自动转换过程、碰并过程、雾滴的凝结和蒸发过程，得到雾源下游流场的水雾浓度、温度、相对湿度和地面降水强度，对温度和相对湿度的数值计算与工程原型观测数据进行了对比，计算结果与原型观测数据基本一致。     

基于惯性耗散法的峡口岬角地形能耗分析

珠江河口峡口岬角地形(或者称"门")是珠江河口典型的高能耗区,研究其消能机制,对于解释珠江河口宏观动力现象,提高对河口动力过程的认识有重要意义。本文设计了峡口岬角局部突变地形的湍流能耗特性物理模型试验,采用Son Tek 16MHz ADV采集了高频流速数据,统计了时均流速及湍流特征量。利用"惯性耗散法"计算了峡口岬角突变地形与明渠水流的湍流动能耗率。峡口岬角地形的突变特征产生明显的形态阻力,本文试验工况引起的紊动强度量值是明渠的2倍到10多倍,湍流剪切应力较明渠水流大近2个数量级,湍流动能是明渠水流的40多倍,湍流动能耗散率比明渠水流湍流动能耗散率大2~3个数量级。从湍流局部平衡及能量传递理论看,峡口局部形态阻力导致时均流速的空间梯度、切应力增大及形成大量更小尺度的涡是湍流能耗率增加2~3个量级的重要原因。     

高坝泄洪消能诱发场地振动的预测方法

为准确预测高坝泄洪消能诱发的大范围场地振动,通过原型观测和水工模型试验有机结合的方法,分别获取"响应"和"激励",避开准确模拟传播过程的难题,利用"激励-响应"间相关关系进行场地振动的预测。结果表明:泄洪消能诱发的场地振动为低频连续型平稳随机振动,主频在1. 5~3. 5 Hz,与地质条件、泄洪流量、运行方式密切相关;模型试验点脉动压力主频频段滤波、合成后的面脉动压力与场地振动响应呈良好的正相关关系,在各级泄洪流量、不同运行方式下,振动响应预测值与现场振动响应实测值误差均在10%以内,预测精度较高。     

大单宽流量低傅汝德数收缩墩底流消力池的试验研究

为解决大单宽流量、低傅汝德数底流消能中存在振荡水跃,进而导致消力池内流态不稳定、水面波动大、消能率低等问题,采用模型试验的方法,对在消力池前设置收缩墩后的收缩扩散与底流复合消力池进行了研究。结果表明:设置Y型收缩墩后消力池内呈较为稳定的收缩射流与淹没水跃的三元复合流态,水流更为稳定,振荡水跃消失,可有效解决池内的水流间歇性振荡和水面大幅波动等问题。同时,设置收缩墩后,可有效降低池内最大临底流速,由近30 m/s降至约20 m/s。消能率由60.93%提升至66.61%,消能效果显著。此外,下游河道冲刷大大减小。最不利冲刷工况下的2年一遇洪水时,基岩最大冲深由近32.0 m降为5.6 m。消力池前设置收缩墩,对于因受地形地质等客观条件限制,无法通过改变池长池深来解决大单宽低傅汝德数的底流消能问题,提供了一种新思路。     

某大型抽水蓄能电站厂房强烈振动原因分析与减振措施研究

针对国内某大型抽水蓄能电站厂房强烈振动问题,本文开展了厂房局部结构振动测试、自振频率测试和脉动压力测试等现场测试;创建了精细三维有限元模型,求解了厂房结构局部结构自振频率,利用脉动压力测试结果计算了厂房振动响应,并通过调整立柱尺寸开展了厂房减振措施研究,同时对新建抽水蓄能电站厂房振动安全问题提出了展望。本文研究成果如下:(1)蜗壳内脉动压力为厂房结构振动主振源,其振动主频为100.0 Hz;(2)厂房局部结构振动强烈的原因在于其母线层立柱和水轮机层立柱的水平自振频率接近蜗壳脉动压力主频,两层立柱产生幅值较大水平振动引起楼板竖向强烈振动;(3)通过调整立柱截面尺寸,两层立柱和楼板振动响应均有大幅降低,减振效果显著。     

刘家洞水电站溢流堰宽尾墩消能的试验研究

通过水工模型试验分析了刘家洞水电站设计中存在的溢流坝泄流较集中,消能不充分,下游水深不够从而形成坝下冲刷坑等问题,提出了采用宽尾墩消能的建议,并进行了试验,试验研究成果表明,宽尾墩应用于挑流式溢流坝中,能明显提高挑流消能的效果,减轻下游河床的冲刷,确保溢流坝的安全。     

除险加固水闸的消能防冲措施

基于某除险加固工程水力学模型试验,通过对闸下水流流态、流速分布、特征断面垂向最大平均流速以及冲刷特性的观测,分析了设计方案条件闸下水流流态恶化及冲刷严重的原因,即下游翼墙加固改变了水流的边界条件,导致出闸水流受到边界挤压而主流集中,局部流速增大,冲刷加剧。通过不同消能防冲方案的试验比较,提出了利用分隔墩消除出闸水流集中的现象;分隔墩消除了主流受边界挤压现象,起到了改善闸下水流流态,均化闸下水流流速分布,降低河床最大流速,减轻闸下冲刷的作用,且体型结构简单,易于施工。     

锦屏一级水电站泄洪消能关键技术研究

锦屏一级水电站泄洪功率较大,泄洪消能问题十分突出,为此展开了大量物理模型试验。试验结果表明:通过宽尾墩和窄缝技术对表、深孔体型进行优化,可实现"表、深孔分层出流,空中无碰撞,水垫塘消能"的消能模式;同时,泄洪洞出口采用"燕尾坎"体型,可减轻出口挑流对边坡造成的破坏。原型观测的结果也证实,所采用的泄洪消能措施达到了满意的效果,且模型与原型成果之间存在着较好的相似性。     

溢洪道闸墩后水翅的水力特性及消减措施研究

为研究如何避免溢洪道泄洪过程中,闸墩后生成的水翅会给泄洪安全带来诸多不利的影响。本文利用量纲分析和物理模型试验方法,对溢洪道闸墩后水翅的水力特性和消减措施开展研究。试验结果表明,影响水翅长度和高度的主要因素有闸墩尾部出口处的弗劳德数Fr_0、溢洪道坡度i、闸墩宽度等;在相同泄流条件下,若泄槽坡度变小,水翅长度也随之减小,而水翅高度却相应增加;当弗劳德数Fr_0介于2.3与2.8之间时,闸墩后的水翅长度和高度均显著增大。试验还发现水翅的长度、高度与闸墩后泄流下跌角度α有关,当α增大时,水翅长度和高度也随之增大;当α较小时,水翅现象明显减弱或消失。研究结果为实际工程消除水翅现象提供了新思路,提出的复合式斜尾墩比传统四棱台型尾墩能更好地避免水翅发生,对改善溢洪道、泄洪洞闸墩后的水流流态具有参考价值。     

白石水库的异形宽尾墩挑流消能

介绍了异形宽尾墩挑流消能的设想和方式。结合辽宁省白石水库溢流堰进行了平尾墩、宽尾墩和异形宽尾墩挑流消能模型对比试验。结果表明异形宽尾墩挑流消能的单宽冲坑面积、最大冲坑深度均约为相应平尾墩的一半，异形宽尾墩也明显地优于相应的宽尾墩。根据试验结果给出了一些经验关系式。     

宽尾墩与消力墩在班多水电站的应用

结合班多水电站整体水工模型试验,提出了利用宽尾墩能够收缩水流、抬高闸室内水面的特点,改善了泄洪闸堰面上出现的负压;针对下游河床冲刷偏深的问题,通过在混凝土护坦上设置消力墩,极大地减轻了下游冲刷.试验推荐的修改体型已经被工程采用.