大型水电站蜗壳埋设方式对厂房振动的影响分析

摘要

如何选取水轮机蜗壳的埋设方式,是我国大型水电站厂房设计和研究的重点和难点之一。本文以三峡水电站厂房为背景,采用双结点接触非线性模型,计算三种不同蜗壳埋设方式下厂房结构的振动响应。计算结果表明:对于混凝土结构而言,保压方案的振动响应最小,垫层方案明显大于充水保压方案,直埋方案的振动响应最大;对于蜗壳等金属构件而言,保压方案的振动响应最大,而直埋方案最小,这说明直埋方案对金属构件的振动有利。为了检验计算模型与计算结果,开展了145m水位下三种不同埋设方式蜗壳的厂房振动现场测试。测试结果表明,对于混凝土结构而言,直埋方案的振动响应最大,保压方案最小,垫层方案略大于充水保压方案;而对于水轮机顶盖的振动而言,直埋方案振动最小,保压方案最大,垫层方案略小于充水保压方案。这说明测试结果与计算结果的振动响应规律基本一致。测试结果中垫层方案与保压方案基本一致的主要原因在于,在低水位下实际厂房的混凝土结构与垫层以及蜗壳之间存在缝隙,导致蜗壳的部分振动传递不到混凝土。