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糯扎渡水电站溢洪道泄槽流激振动试验研究

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第 !" 卷第 # 期&’()!" *’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水利水电科技进展!$$" 年 %! 月?10) !$$"+,-./012 3/ 4031/01 ./, 5106/’(’7!8 ’9 :.;1< =12’><012作者简介：徐国宾（%@A#—），男，河北石家庄人，教授，博士，从事水力学及河流动力学研究。 BCD.3(： E>7>’FG23/.) 0’D糯扎渡水电站溢洪道泄槽流激振动试验研究徐国宾，尹伟波，练继建，彭新民（天津大学建筑工程学院，天津H$$$"!）摘要：通过水弹性模型试验，研究糯扎渡水电站溢洪道泄槽隔墙通过宽大的 I%和 IH断层时的流激动力响应，并对其安全性进行评估。试验结果表明，糯扎渡水电站溢洪道泄槽隔墙模型实测基频分别为@JK#LM （干模态）及 @J!K LM （湿模态），隔墙顶部最大泄洪振动响应发生在低泄量工况，其动位移均方根值达 %$AJA!D。根据 N132;1< 感觉曲线可知，处于微有感觉或相当有感觉状况。隔墙的最大动应力振幅（ H!）为 $J%O% NP.，可以认为隔墙在溢洪道正常泄洪时不会发生疲劳破坏。关键词：水弹性模型；流激振动；溢洪道；泄槽隔墙；断层；糯扎渡水电站文献标识码：+中图分类号： 5&#A%)%文章编号：%$$#""#O" （!$$"）$#"$$!O"$O!"#$%&’$()*+ ,)-./ 0( 1+023&(.-4$. 5&6%*)&0( &( ,#&++2*/ 47-)$ 01 8-097*.- :/.%0#02$% ;)*)&0(<<QR S>’CF3/， TU* :13CF’， VU+* W3CX3./， PB*S Q3/CD3/ （ !"#$$% $&’("#)*+"*,(+， -)./0)./ 1/)2+(3)*4， -)./0)/ H$$$"!， 5#)/.）=6,)%*4)： Y.21, ’/ 68,<’1(.2;30 D’,1( 1EZ1<3D1/;2， . 2;>,8 [.2 Z1<9’<D1, ’/ ;61 ,8/.D30 <12Z’/21 ’9 9(’[C3/,>01, -3F<.;3’/ 3/ ;612Z3(([.8 06>;1 .2 3;2 Z.<;3;3’/ [.(( [1/; ;6<’>76 ;61 [3,1 9.>(; I%./, IH， ./, ;61 2.91;8 ’9 ;61 Z.<;3;3’/ [.(( [.2 1-.(>.;1,) 561<12>(; 26’[2 ;6.; ;61 D1.2><1, 9>/,.D1/;.( 9<1\>1/0312 ’9 ;61 Z.<;3;3’/ [.(( D’,1( [1<1 @JK#LM 3/ ,<8 D’,1 ./, @J!KLM 3/ [1; D’,1<12Z10;3-1(8， ./, ;6.; ;61 D.E3D.( -3F<.;3’/ <12Z’/21 .; ;61 ;’Z ’9 ;61 Z.<;3;3’/ [.(( 3/,>01, F8 9(’’, ,3206.<71 ’00><<1, 3/ ;61’Z1<.;3’/.( 0.21 ’9 (’[ 9(’’, ,3206.<71， [3;6 ;61 <’’; D1./ 2\>.<1 -.(>1 ’9 ;61 ,8/.D30 ,32Z(.01D1/; ’9 ;61 Z.<;3;3’/ [.(( F13/7%$AJA!D) +00’<,3/7 ;’ ;61 N132;1< 911(3/7 0><-1， ;61 Z.<;3;3’/ [.(( [.2 3/ ;61 2;.;12 ’9 (3;;(1 ’< 0’/23,1<.F(1 2[3/7， ./, ;61 D.E3D.(.DZ(3;>,1 ’9 ,8/.D30 2;<12212（H!） [.2 $J%O% NP.) 561<19’<1， ;61 9.;37>1 9.3(><1 ’9 ;61 Z.<;3;3’/ [.(( [3(( /’; ’00>< .; ;61 /’<D.(9(’’, ,3206.<71 ’9 ;61 2Z3(([.8)>$/ 20%.,： 68,<’1(.2;30 D’,1(； 9(’[C3/,>01, -3F<.;3’/； 2Z3(([.8； Z.<;3;3’/ [.(( ’9 06>;1； 9.>(;； *>’M6.,> L8,<’Z’[1< 4;.;3’/糯扎渡水电站位于云南省澜沧江上，枢纽工程由心墙堆石坝，岸边开敞式溢洪道，左、右岸各 % 条泄洪隧洞，地下厂房等组成。岸边溢洪道位于左岸，共有K 孔，每孔净宽 %AJ$ D，溢流堰顶高程"@!J$$D。溢流堰下游接总宽为 %A%JA D、坡度为 !H6 的泄槽。泄槽中间由两道隔墙将其分成左 H 孔、中 ! 孔和右 H 孔 H个泄水道。泄槽隔墙高 %! D，宽 H D，总长 #$%JAA D。整个泄槽沿程设置 A 级掺气挑坎，在第 H 级挑坎下游OOD左右位置散布着宽大的 I%， IH断层，最大宽度H@J!@D。溢洪道最大泄流量H% H%KDH]2。本文通过水弹性模型试验，研究了溢洪道泄槽隔墙通过宽大的 I%和 IH断层时的流激动力响应，并对其安全性进行评估。?水弹性模型相似原理及模型制作?@?相似原理泄洪流激振动水弹性试验模拟，是对 “结构水体地基动荷载”四位一体的流固振动系统的模拟，要求同时满足 “动荷载”输入系统相似和结构系统动力响应相似，即满足水力学条件和结构动力学条件相似。?@?@?水力学相似条件“动荷载”输入系统相似的实质是按重力相似律设计的水力学模型中脉动压力相似。目前对脉动压力相似律的认识还不统一［%"!］。然而，大量的研究成果表明［H］，由水流条件急剧变化引起的水流分离或扩散所导致的大尺度涡旋运动产生的边壁压力脉动，在雷诺数足够大的模型中能够较好地模拟，脉动压力可按重力相似律引申到原型。溢洪道泄槽隔墙泄洪振动振源为急变强分离掺混型水流，因而本试验按重力相似律来设计模型。根据重力相似律推导出的各水力学要素的相似比尺见表 %。?@?@A结构动力学相似条件结构动力学相似条件即结构动力响应系统相似，它与结构的频率、振型、阻尼等因素有关，包括几?O!?水利水电科技进展，!$$"，!" （ #）-+%： $!A"KH"K#HHA789.)%： 0:G ##,; +<,; "/#**=： >>??@ ; ##,; +<, ; "/

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