結(jié)合某水電站地面明鋼管實(shí)際工程,采用有限單元法研究了管內(nèi)脈動(dòng)壓力作用下明鋼管斜直段后段采用墊層管形式對(duì)鋼管振動(dòng)的影響。結(jié)果表明:采用墊層管形式可分散明鋼管低頻段的各階自振頻率,并使鉛直向與上下游方向上具有較高有效模態(tài)質(zhì)量的自振頻率得到提高。墊層管形式對(duì)低頻脈動(dòng)下明鋼管斜直段具有明顯的減振效果,但不利于高頻脈動(dòng)下的鋼管抗振;在低頻脈動(dòng)壓力作用下通過(guò)減小墊層管墊層包角到一定值可以進(jìn)一步提高減振效果。

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【部分圖文】：

圖1有限元模型

本文選取單根管道建立三維整體有限元模型,模型地基寬度為鋼管間距27m,由于明鋼管進(jìn)廠房前一般設(shè)置伸縮節(jié)室,以適應(yīng)明鋼管下鎮(zhèn)墩與廠房之間不均勻變位,所以研究對(duì)象僅取廠房上游管道部分,模型在上游側(cè)取至進(jìn)水口閘門(mén)并延伸至基巖,長(zhǎng)度約為260m,鉛直向下取約70m基巖深度。在計(jì)算范....

圖4明鋼管運(yùn)行時(shí)振動(dòng)范圍比例

圖4為各方案下明鋼管振動(dòng)范圍比例與管內(nèi)脈動(dòng)壓力頻率的關(guān)系曲線(xiàn)。在管內(nèi)脈動(dòng)壓力頻率較低時(shí)(4.6Hz以?xún)?nèi)),墊層方案明鋼管振動(dòng)范圍比例低于0.30且波動(dòng)較小,明顯低于伸縮節(jié)中部與上部方案,當(dāng)頻率在4.6～5.3Hz之間時(shí)振動(dòng)范圍比例迅速增大,當(dāng)頻率高于5.3Hz后,振動(dòng)范圍比....

圖6墊層管方案明鋼管運(yùn)行時(shí)振動(dòng)范圍比例

圖6為墊層管方案依次取各墊層包角時(shí)明鋼管振動(dòng)范圍比例與管內(nèi)脈動(dòng)壓力頻率的關(guān)系曲線(xiàn)。墊層包角為360°情況下在脈動(dòng)壓力頻率為9.0Hz以?xún)?nèi)時(shí)明鋼管振動(dòng)范圍比例均最大,而包角減小到300°后振動(dòng)范圍明顯減小,在頻率大于5.5Hz時(shí)變化尤為明顯,盡管在頻率為8.0～9.0Hz時(shí)不....

圖2明鋼管斜直段有效模態(tài)質(zhì)量百分比

圖2為三種方案的各方向振型有效模態(tài)質(zhì)量相對(duì)總質(zhì)量的百分比在不同自振頻率下的分布情況,由于篇幅限制列舉了0～30.0Hz左右的振型。從鉛直向有效模態(tài)質(zhì)量百分比分布可看出,伸縮節(jié)上部方案明鋼管斜直段在4.1Hz時(shí)首先達(dá)到具有較高有效模態(tài)質(zhì)量的振型,6.0Hz后伸縮節(jié)中部方案開(kāi)始....

本文編號(hào)：3972020