三峡水利枢纽导流底孔闸门泄流振动监测与分析.pdfVIP

第31卷第2期 长 江 科 学 院 院 报 Vol_31 No．2 2014年 2月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Feb． 2 0 l4 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．02．017 2014，31(02)：82—85，90 三峡水利枢纽导流底孔闸门泄流振动监测与分析 张晓萍，吴杰芳，张林让，占学军。彭 定 (长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010) 摘 要：对三峡水利枢纽工程导流底孔闸门动力安全监测资料作了介绍与分析，其中包括闸门的动力特性和在设 计水位条件下闸门在动水启闭过程中的振动加速度、振动位移、动静应力、脉动压力和启闭力的监测成果。监测成 果表明：闸门的自振频率监测成果与闸门水弹性模型试验成果很接近，振型相同；在动水开门和关门过程中，闸门 在小开度时，下游面底缘的脉动压力较大；闸门门叶和支臂的振动小开度比大开度的大，未出现危害性振动，各测 点的振动位移和振动应力都比较小，闸门振动是安全的。 关键词：三峡水利枢纽；底孔闸门；动力监测；振动分析 中图分类号：TV698．1 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2014)02—0082—04 三峡水利枢纽的溢流坝段设有22个导流底孔， 当结构模态间的相互耦合可以忽略时，则传递 担负三期施工导流和汛期泄洪任务，导流底孔采用 函数矩阵[日]中的任一行或一列都包含了结构的全 有压长 管方案，大部分底孔 出 口底板 高程 为 部模态参数，而多点激振单点响应或单点激振多点 55．5m，正常设计水位135．0m，设计水头79．5m。 响应观测分别能得到传递函数 [日]中的一行或一 工作闸门为弧形闸门。闸门宽6．0m，高8．5m，支 列。响应点和激励点需恰当选择，否则会遗漏某些 臂长16．4in，半径18．0m。支铰高程69．0m。由于 模态。本次采用单点激振多点响应的试验模态分析 孔底位置较低，汛期闸门往往处于淹没状态。在淹 方法进行了闸门动力特性试验研究。试验时，在闸 没状态下开门泄洪或在动水中关闭闸门时，门后将 门结构上共布置43个测点，每个测点考虑3个测试 出现不同程度的水跃翻滚冲击闸门的现象，可能诱 方向，以便获取闸门的三维模态。传递函数测量精 发闸门较大振动，影响支臂动力稳定和闸门的安全 度由激励信号 (t)和响应信号 Y(t)的相干函数 运行，因此，有必要对导流底孔 闸门进行动力安全监 (来检验，即 测 r( ： G ( l G (G ( 。 式中：G (为X(t)和 Y(t)的互功率谱；G (f)和 1 闸门结构动力特性监测 G (分别为X()和 Y(t)的自功率谱。相干函数 1．1 闸门试验模态分析原理 在0～1之间取值，它表明响应信号对激励的依赖程 闸门结构动力特性监测采用试验模态分析方 度。若在某些频率上，相干函数值为零，说明这些频 法，原理如下。 率上的响应与激励无关；若取值接近 1，说明这些频 导流底孔弧形闸门是典型的三维结构，它有许 率上的响应都由激励所激发，传递函数精度高。 多频率和振型都可能被水流激发而参与振动，因此 试验时，对每一次激励信号和响应信号