进水塔抗震安全分析

水电站进水塔是电站引水系统的重要水工建筑物,其抗震安全性对整个水电站有着至关重要的影响。运用大型软件workbench对某抽水蓄能电站下水库进水塔进行分析计算,采用软件中提供的流体单元模拟水体,得到进水塔结构的自振特性,并用附加质量法对其加以验证,通过反应谱方法计算了塔体在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔的动力响应,将静动力计算结果进行叠加,分析进水塔的抗震安全稳定,结果表明进水塔的抗滑稳定满足要求。     

小河水电站工程设计洪水分析

小河水电站工程位于陕西省镇巴县境内 ,建于汉江二级支流楮河上 ,是一座低坝日调节引水式电站 ,控制流域面积 471km2 ,装机容量 3×2 0 0 0kW ,多年平均发电量为 3 2 0 0万kW·h。简述了小河水电站工程的基本情况 ,对工程枢纽和水电站站址的设计洪水用推理公式法、经验公式法和水文比拟法分别进行了计算 ,对各种方法的成果和历史调查洪水进行了对比分析 ,并且进行了合理性论证 ,最后选定用水文比拟法成果作为该水电站的设计洪水     

贴近浅水水底矩形柱体的附加质量和阻尼系数

本文应用渐近匹配法导出了计算贴近浅水水底作垂荡运动的矩形柱体的附加质量和阻尼的公式。所得之公式形式简单,计算结果与按边界元法(BEM)计算所得之结果符合良好。本文还对浅水中柱体的附加质量和阻尼的性态进行了讨论。     

基于有限元法的土石坝施工填筑数值仿真及位移修正方法探讨

为提高有限单元法在土石坝施工填筑数值仿真中的施工填筑模拟效率并修正数值仿真填筑位移,针对目前采用的“生死单元法”和“空气单元法”计算效率低的问题,提出了一种处理单元的施工填筑模拟方法,即给每个单元赋予施工信息进行施工次序控制,未施工单元不参与仿真计算。工程实例表明,该方法与传统方法相比可节省50%计算时间。由于有限元仿真时自重荷载是一次性施加的,这与实际施工时逐级加载的变形机理是不同的,需要对有限元计算位移进行修正,因此,基于土体一维线弹性压缩沉降理论,推导了单填筑级及多填筑级下的位移修正公式,完善了施工填筑位移修正方法。     

索风营水电站调节保证计算对比分析

采用近似公式和计算机仿真两种方法,对索风营水电站进行了机组调节保证计算,结果显示机组最大转速和蜗壳最大压力近似公式计算值均小于仿真计算结果.通过对计算理论进行分析,认为近似公式计算不确定因素较多,计算值与实际值偏差较大,可能造成电站设计安全余度不足,同时对近似公式系数取值的修正进行了探讨,为引水系统布置简单的水电工程调...     

薄壁圆筒结构附加质量的实验研究

本文主要针对核电站安全壳地坑过滤器,测量薄壁圆筒结构水下附加质量。首先对圆柱结构附加质量进行测量,对比圆柱结构附加质量的经验公式,验证了测量方法的可行性与可靠性。然后对圆筒结构附加质量进行了测量,并研究了振动频率、结构几何尺寸等参数对附加质量的影响,发现圆筒结构附加质量相对圆柱结构附加质量的修正系数为常数,为1.9。从而便于实际应用中获取圆筒结构的附加质量。     

具有频率约束条件的蜗壳优化设计

用解析法推导了计算结构固有频率灵敏度的公式，并给出了板单元刚度矩阵和质量矩阵分别对设计变量的偏导数，又在有限元程序的基础上研制出了用解析法求频率灵敏度的程序。将该程序应用于某水电站水轮机组蜗壳的优化设计中，得到了设计单位的肯定。     

大型水电站发电进水口水流流态研究

水电站发电进水口产生旋涡，这种流态对电站运行极为不利。经结合某大型水电站发电进水口流流态模型试验，研究了进水口产生旋涡的原因，影响因素和破旋措施，并对现有的经验公式进行修正，扩大计算范围，力求用经验公式计算代替水流模型试验，为该类进水口设计提供依据。     

小型河床式水电站前期工作阶段调保计算探讨

通过分析比较公式法和特性线法的各自特点,给出了在小型水电站前期工作阶段用公式法进行调节保证计算的优点。以某电站为例,详细介绍了用Excel编制公式法算稿进行调节保证计算的步骤,计算结果表明在前期工作阶段公式法能够满足设计精度。     

坝体与库水的流固耦合分析

基于流固耦合分析方法,分别应用势流模式和位移模式2种流体单元模拟库水,并与传统的附加质量方法模拟库水的方法做了比较,结果显示该方法可行;相比附加质量方法,流固耦合方法与理论解更为接近,其中位移模式流体单元对单元形态要求较高。对库水截取区域的敏感性分析表明,流体区域选取3～5倍坝高可以得到较为满意的结果。以重力坝的不同坝顶宽度为例,讨论了需要考虑库水可压缩性的条件,这些成果为后续工作奠定了基础。     

水电站进水塔动水压力研究和探讨

基于理想流体,将进水塔简化成水中悬臂梁体系,推导了其受迫振动时的动力响应方程,给出了进水塔内外表面动水压力的解析表达式。与有限元法、水工抗震规范公式计算结果进行了对比,分析验证了该方法在进水塔结构上的适用性及准确性。结果表明:动水压力表达式与结构振型密切相关。该方法的动水压力曲线趋势与有限元方法相似,均在水面以下某深度处迅速变大及达到最大值后曲线值减小弯回,两者最终在塔体底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值处曲线折回明显,幅度较大。弹性模量和进水塔高度对动水压力的曲线形态和数值有重要影响。同时,输入激励荷载的频率对动水压力影响巨大,尤其频率与进水塔某阶频率相近时会导致动水压力的异常增大。该方法对分析进水塔动水压力具有参考价值。     

水电站进水口渐变段局部水头损失研究

为研究水电站进水口渐变段局部水头损失,分别针对渐变段长度、隧洞长度和圆形隧洞直径三个影响因素,采用CFD方法模拟了15种进水口渐变段,进行数值分析。在此基础上,通过量纲分析研究了水电站进水口渐变段水头损失的敏感性。结果表明:水电站进水口渐变段局部水头损失与渐变段长度、隧洞长度和圆形隧洞直径有关;渐变段长度、隧洞长度对局部水头损失影响较小,而隧洞直径对局部水头损失影响较大。研究结果可为水电站进水口渐变段设计计算提供参考。     

百色水电站进水塔结构布置和稳定应力分析

百色水利枢纽地下水电站进水塔结构布置，较好地适应了地基复杂的地形地质条件，水流流态良好，对进水塔结构进行静，动力计算研究结果表明，其稳定，应力均满足要求。     

百色水利枢纽进水塔结构抗震分析研究

用空间三维有限元方法对百色水利枢纽进水塔结构进行抗震分析研究，用直接滤频法按顺河向和横河向分别求出了进水塔前六阶自振频率和振型。在此基础上，采用完全二次型组合法对进水塔结构的地震响应进行了详细的分析研究，研究中考虑了塔架，底板与地基的动力相互作用，并考虑了水体的动力影响，最后对进水塔结构考虑动荷载，静荷载共同作用下的底板的地基承载力和整体抗倾覆稳定性进行了分析研究，结果表明，按目前设计方案进水塔结构的底板的地基承载力和整体抗倾覆稳定性均满足规范要求。     

基于能量法的水电站厂房抗震性能分析

为了便于水电站厂房抗震性能评估与设计方案的比选,结合动力学和弹性反应谱理论,推导出了一种可以计算在地震作用下经地面输入到水电站厂房结构的总输入能的能量计算公式。通过该公式分别分析了水电站厂房结构自振特性、场地地基条件、地震动参数等多个因素对厂房输入总能量及抗震性能影响的敏感性,对不同设计方案的抗震性能做出评判。算例分析表明,通过对比能量公式与反应谱分析的计算结果可知,利用能量法进行抗震方案比选和优化设计简易有效。该方法可快速简便的计算出地震输入到水电站厂房结构的总能量,可同时分析多个因素变化对厂房能量的影响,且结构自振特性、场地地基条件和地震动参数对厂房输入总能量及抗震性能的影响规律具有普适性,可为水电站厂房及类似工程抗震设计提供参考。     

基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。     

卡拉贝利水利枢纽联合进水口进水塔群的布置及抗震设计

卡拉贝利水利枢纽进水口塔群设计面对高烈度地震频发、多泥沙、高水头运行等不利条件,通过对塔群设计遭遇的这些难题的分析认为,需从塔群布置、枢纽防沙、孔口尺寸和高程的确定及抗震设计等方面采取应对措施。因此提出了如下措施:设置高水头下的深式进水口,为确保水库运行安全,有条件时建议设置两条深孔泄洪洞;由于水库调节库容设计时已考虑水库运行50年泥沙淤积量,因此枢纽防沙主要是电站防沙,设计中通过抬高发电洞进口底板高程、前沿平齐布置等措施减少泥沙对机组磨损,同时制定合理的水沙调度方案使水库长期发挥效益;深式进水口各进口尺寸高程的确定需满足淹没深度、高水位泄洪、低水位排沙、导流度汛及放空等要求;综合分析考虑有限元和材料力学两种方法的计算结果,在回填混凝土顶面竖向应力较大处应增加竖向钢筋,以加强抗震措施。     

高耸钢筋混凝土进水塔结构抗震稳定性分析与安全评估

为验算某水电站进水塔的抗震稳定性,基于ANSYS软件,采用振型分解反应谱法研究了进水塔结构在三向地震作用下的动力响应。然后将动力计算结果与静力计算结果叠加,通过ANSYS的二次开发技术求得不同工况下塔基面轴力、剪力和弯矩,进而分析了进水塔结构的抗滑、抗倾覆、抗浮稳定性。结果表明此进水塔的抗震稳定性符合规范要求,可供同类工程的设计与研究参考。     

液压滑模技术在吉林台一级水电站联合进水塔混凝土施工中的应用

液压滑模施工技术在水电工程竖井、调压井、等截面塔体结构等施工中具有快速和安全可靠性,具有推广价值.主要介绍了液压滑模施工技术在新疆吉林台一级水电站联合进水塔混凝土施工中的应用.     

地震动设计反应谱特性对进水塔增量动力分析结果的影响研究

汶川地震后相关部门结合震害调研和抗震经验对水工建筑物抗震设计规范进行了修编,标准设计反应谱曲线下降段指数由0.9调整为0.6,场地类别及其相关的反应谱特征周期有所调整。根据新老抗震设计规范的不同规定,对我国西南某水电站进水塔进行增量动力分析,研究比较新老标准设计反应谱特性的变化对进水塔增量动力分析结果的影响。研究表明,根据旧规范DL 5073—2000,满足最大设计地震要求的进水塔抗震能力为0.299 g,而根据新规范NB 35047—2015,抗震能力为0.192 g,降低了35.8%。因此,标准设计反应谱特性的变化对进水塔增量动力分析结果的影响显著。研究结果可为水工抗震规范的应用和工程抗震设计提供有益的参考。