羅乾坤 鄧瞻

【摘 要】機(jī)墩是立式水輪發(fā)電機(jī)的重要支承結(jié)構(gòu)，根據(jù)規(guī)范要求，大型水電站機(jī)墩均需進(jìn)行垂直振幅的復(fù)核驗(yàn)算，本文以西南某大型水電站為例，對(duì)其圓筒式機(jī)墩結(jié)構(gòu)采用規(guī)范推薦的方法進(jìn)行垂直振幅的復(fù)核計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明在正常運(yùn)行工況下，機(jī)墩豎向動(dòng)荷載的頻率分別按轉(zhuǎn)頻和水力沖擊頻率計(jì)算時(shí)，機(jī)墩的垂直振幅分別為0.117mm和0.001mm，均未超過(guò)0.15mm，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

【關(guān)鍵詞】機(jī)墩；垂直振幅；正常運(yùn)行；轉(zhuǎn)頻；水力沖擊頻率

0 前言

機(jī)墩是立式水輪發(fā)電機(jī)的支承結(jié)構(gòu)，其底部固結(jié)在水輪機(jī)層大體積混凝土或蝸殼層頂板上，上部與風(fēng)罩或發(fā)電機(jī)層樓板連接。上部荷載通過(guò)機(jī)墩傳到基礎(chǔ)上 。機(jī)墩受到各種靜荷載和動(dòng)荷載的作用，振動(dòng)問(wèn)題較為突出，劇烈和異常的振動(dòng)直接威脅到水電站廠(chǎng)房的安全，《水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB 35011-2016）對(duì)圓筒式機(jī)墩強(qiáng)迫振動(dòng)的最大振幅做了如下規(guī)定：豎向振幅在標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)不大于0.15mm；水平橫向與扭轉(zhuǎn)振幅之和在標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)不大于0.20mm。

本文以某大型水電站為例，采用規(guī)范推薦的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法對(duì)其圓筒式機(jī)墩的垂直振幅進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

1 、基本假定

（1）將機(jī)墩?qǐng)A筒本身的重量，用一個(gè)作用于筒頂?shù)募匈|(zhì)量（相當(dāng)質(zhì)量，機(jī)墩混凝土的全部質(zhì)量的0.35倍）來(lái)代替，使在此集中質(zhì)量作用下的單自由度體系的振動(dòng)頻率與原來(lái)多自由度體系的最小頻率接近。其中第一（最小）頻率是實(shí)際工程中需要的頻率；

（2）機(jī)墩的振動(dòng)作為單自由度體系振動(dòng)計(jì)算，在計(jì)算動(dòng)力系數(shù)和自振頻率中，假定無(wú)阻尼作用；

（3）機(jī)墩的振動(dòng)為在彈性范圍內(nèi)的微幅振動(dòng)，力與變位之間服從胡克定律；

（4）結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)的彈性曲線(xiàn)與在靜質(zhì)量荷載作用下的彈性曲線(xiàn)形式相似，從而可用“動(dòng)靜法”進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。

3、結(jié)論

選取了對(duì)應(yīng)蝸殼進(jìn)口斷面作為典型斷面對(duì)機(jī)墩的垂直振幅時(shí)進(jìn)行復(fù)核。計(jì)算結(jié)果表明：在正常運(yùn)行工況下，機(jī)墩豎向動(dòng)荷載的頻率分別按轉(zhuǎn)頻和水力沖擊頻率計(jì)算時(shí)，機(jī)墩的垂直振幅均未超過(guò)0.15mm，滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：羅乾坤（1984-），男，湖北十堰人，碩士，工程師，主要水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)工作