三峡水利枢纽厂坝隔墙泄洪振动水弹性试验

11.3.1.1 测点布置及测试方法

关于三峡导墙泄洪诱发振动响应的测试，因激振源脉动荷载作用主要是垂直于水流方向，故振动响应测试主要是垂直水流方向的动位移测试。由于左导墙1～4号坝（墙）段与厂房相连，整体刚度较大，振动相对较小，实验测试了左导墙5～13号坝（墙）段的振动响应，测点布置于每一坝（墙）段中间的泄水槽（排漂孔）侧墙顶部，因为泄水槽侧墙顶部为泄洪振动位移响应的最大点。另外，考虑到导墙两侧边坡不同及作用荷载等因素，泄洪侧和厂房侧泄水槽顶部振动响应可能不完全相同，因而对两侧位移也做了对比测量。泄水槽侧墙根部则是导墙主体振动位移响应的最大点，对此点也进行了测试。测点布置如图11.16所示，A′5～A′13表示左导墙第5号至第13号坝（墙）段厂房侧泄水槽顶部的测点，A5～A13表示左导墙第5号到第13号坝（墙）段泄洪侧泄水槽侧墙顶部的测点，B5～B 13表示第5号到第13号坝（墙）段泄洪侧泄水槽侧墙根部的测点。

11.3.1.2 水弹性模型的测试结果与分析

实验测试结果表明[10 11]：

图11.16　导墙泄洪振动响应的测点布置

（1）对于上游水位145m、166m、173m三种泄洪工况下的振动响应基本属同一量级，相差不大。沿河流方向各导墙坝（墙）段的振动响应也变化不大，只是在挑流水舌冲击区坝（墙）段和尾部坝（墙）段（因为导墙高度增大）略有增大，实测最大位移响应均方根值为0.182mm，极差6σ为1.092mm，位于坝（墙）段7号的厂房侧泄水槽侧墙顶部（A′7）。(www.xing528.com)

（2）泄洪侧的泄水槽侧墙顶部的动位移（Ai）与厂房侧泄水槽侧墙顶部的动位移（A′i）基本相同；泄水槽侧墙根部（导墙主体）的动位移响应较其顶部的小，在泄水槽不过水的条件下根部的动位移较顶部的动位移约小20%～30%，其最大实测动位移响应均方根值（B7点）为0.146mm，极差6σ为0.876mm。

（3）导墙顶部的泄水槽（排漂孔）过流，对导流振动响应影响不大，与泄水槽不过流相比，导墙的振动响应增加值小于10%，这说明诱发导墙振动的主振源不是作用于泄水槽侧墙上由泄水槽过流引起的脉动荷载，而是挑流消能区作用导墙主体的脉动荷载。

（4）随相邻泄洪孔口的依次关闭，导墙的振动响应值迅速减少，当关闭了三个泄洪孔口，导墙振动响应可下减70%，这也说明消能区的脉动荷载是诱发导墙振动的主要根源。

（5）导墙的振动属低频振动，优势振动频率在1 Hz以下，与脉动荷载的频率范围相吻合，说明导墙振动属水流脉动荷载作用下的强迫振动响应。

11.3.1.3 导墙泄洪振动的原型观测

为了测量三峡水电工程在泄洪发电时左导墙墙顶上的动位移响应，在左导墙的泄水槽左边边墙顶面上（非泄洪侧即靠近左岸发电厂主厂房一侧）高程为92～93m的平台上（顺水流方向）布置了DP型地震低频振动传感器，对导墙动位移响应进行了测试。并将相近工况的水弹性模型试验与原型观测结果比较如图11.17所示，可见在相近泄流条件下振动响应吻合较好，原型观测实测最大动位移均方根值为70μm；导墙的振动属低频振动，优势振动频率在1Hz左右，与脉动荷载的频率范围相吻合，说明导墙振动属水流脉动荷载作用下的强迫振动响应。