某水电站地面明钢管自振特性与减振研究

发布时间：2024-05-12 22:59

　　结合某水电站地面明钢管实际工程,采用有限单元法研究了管内脉动压力作用下明钢管斜直段后段采用垫层管形式对钢管振动的影响。结果表明:采用垫层管形式可分散明钢管低频段的各阶自振频率,并使铅直向与上下游方向上具有较高有效模态质量的自振频率得到提高。垫层管形式对低频脉动下明钢管斜直段具有明显的减振效果,但不利于高频脉动下的钢管抗振;在低频脉动压力作用下通过减小垫层管垫层包角到一定值可以进一步提高减振效果。

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【部分图文】：

图1有限元模型

本文选取单根管道建立三维整体有限元模型,模型地基宽度为钢管间距27m,由于明钢管进厂房前一般设置伸缩节室,以适应明钢管下镇墩与厂房之间不均匀变位,所以研究对象仅取厂房上游管道部分,模型在上游侧取至进水口闸门并延伸至基岩,长度约为260m,铅直向下取约70m基岩深度。在计算范....

图4明钢管运行时振动范围比例

图4为各方案下明钢管振动范围比例与管内脉动压力频率的关系曲线。在管内脉动压力频率较低时(4.6Hz以内),垫层方案明钢管振动范围比例低于0.30且波动较小,明显低于伸缩节中部与上部方案,当频率在4.6～5.3Hz之间时振动范围比例迅速增大,当频率高于5.3Hz后,振动范围比....

图6垫层管方案明钢管运行时振动范围比例

图6为垫层管方案依次取各垫层包角时明钢管振动范围比例与管内脉动压力频率的关系曲线。垫层包角为360°情况下在脉动压力频率为9.0Hz以内时明钢管振动范围比例均最大,而包角减小到300°后振动范围明显减小,在频率大于5.5Hz时变化尤为明显,尽管在频率为8.0～9.0Hz时不....

图2明钢管斜直段有效模态质量百分比

图2为三种方案的各方向振型有效模态质量相对总质量的百分比在不同自振频率下的分布情况,由于篇幅限制列举了0～30.0Hz左右的振型。从铅直向有效模态质量百分比分布可看出,伸缩节上部方案明钢管斜直段在4.1Hz时首先达到具有较高有效模态质量的振型,6.0Hz后伸缩节中部方案开始....

本文编号：3972020