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)脈動壓力作用下明鋼管斜直段后段采用墊層管形式對鋼管振動的影響。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。墊層管形式對低頻脈動下明鋼管斜直段具有明顯的減振效果,但不利于高頻脈動下的鋼管抗振;在低頻脈動壓力作用下通過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)水口閘門并延伸至基巖,長度約為260m,鉛直向下取約70m基巖深度。在計算范....

圖4明鋼管運(yùn)行時振動范圍比例

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

圖6墊層管方案明鋼管運(yùn)行時振動范圍比例

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

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)中部方案開始....

本文編號：3972020