水電站主廠房減振設(shè)計(jì)及主副廠房振動(dòng)傳遞途徑研究.pdf

1、隨著我國(guó)水電行業(yè)的不斷規(guī)劃、建設(shè)及快速發(fā)展，已建和待建的電站越來(lái)越多，水電站廠房作為水電站樞紐中重要的建筑物，重要性及安全性愈益突出。水電站機(jī)組的容量、尺寸都比較大，再加上運(yùn)行中轉(zhuǎn)速快，其振動(dòng)是無(wú)法避免的。機(jī)組產(chǎn)生的振動(dòng)一方面會(huì)引起支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，另一方面會(huì)損害工作人員的身心將康，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，危及整個(gè)水電站的安全。這就需要采取一定的措施使廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)降低至最低，使機(jī)組安全地運(yùn)行。對(duì)于抽水蓄能電站，由于其高水頭、大容量

2、的特點(diǎn)，其振動(dòng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)的水電站機(jī)組，會(huì)對(duì)相鄰的副廠房造成不同程度的振動(dòng)，為了更好地控制副廠房的振動(dòng)，需要對(duì)振動(dòng)的傳遞途徑做細(xì)致研究，找出合適可行的方案來(lái)減小副廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。針對(duì)上述問(wèn)題，本文結(jié)合某抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)，采用有限元法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了減振設(shè)計(jì)和主副廠房振動(dòng)傳遞途徑的研究，具體研究工作如下：
　?。?）建立地下廠房結(jié)構(gòu)的有限元模型，研究結(jié)構(gòu)在不同邊界條件下的振動(dòng)特性和動(dòng)力響應(yīng)，尋求一種合理的計(jì)算邊界條件，進(jìn)而

3、計(jì)算分析了結(jié)構(gòu)阻尼比和附加質(zhì)量對(duì)廠房數(shù)值模型的影響，為廠房的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和隔振減振提供了參考和依據(jù)。
　?。?）對(duì)主廠房的發(fā)電機(jī)層樓板敷設(shè)粘彈性阻尼材料，分別建立自由阻尼板結(jié)構(gòu)和約束阻尼板結(jié)構(gòu)的有限元模型，研究阻尼層的厚度、彈性模量及阻尼比對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)自振頻率、模態(tài)阻尼比和動(dòng)力響應(yīng)的影響，探討比較合理且高效的減振方法。結(jié)果表明，敷設(shè)粘彈性阻尼材料組成的復(fù)合樓板結(jié)構(gòu)自振頻率降低，有可能錯(cuò)開(kāi)樓板發(fā)生共振的范圍；復(fù)合結(jié)構(gòu)的模態(tài)阻尼比受阻尼層厚

4、度和阻尼因子的影響較大，隨著阻尼層厚度或阻尼因子的增大呈線性增加；采用阻尼板結(jié)構(gòu)均能夠使樓板的振動(dòng)響應(yīng)降低，其中約束阻尼板結(jié)構(gòu)下對(duì)低頻和高頻荷載均有很好的減振作用，在第一階模態(tài)中，模態(tài)阻尼比較自由阻尼板結(jié)構(gòu)的增大90%以上，可見(jiàn)在減振效果上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于自由阻尼板機(jī)構(gòu)。
　?。?）建立水電站主廠房與副廠房的耦聯(lián)體系，對(duì)副廠房進(jìn)行了自振特性和共振復(fù)核的分析計(jì)算。通過(guò)改變主副廠房間結(jié)構(gòu)縫填充物的物理力學(xué)參數(shù)，并以樓板的振動(dòng)響應(yīng)為依據(jù)，探討了