对三峡水电站5号溢流坝段泄流振动进行原型观测,如图14.8所示。测点布置于坝顶(高程185.00m),上游测布置1号、2号测点,下游测布置3号、4号测点。其中1号、2号测点距离上游坝顶防浪墙0.2m左右,3号、4号测点距离下游坝顶走廊内侧1.0m左右。1号及3号测点布置水平向及垂向动位移传感器,其他测点仅布置水平向动位移传感器,三峡溢流坝传感器布置示意图如图14.9所示。采用基于奇异熵定阶降噪的结构模态ERA识别方法,首先对各测点信号进行降噪重构,然后计算测点间的互相关函数作为结构脉冲响应函数,最后得到三峡溢流坝结构工作模态阶数分别为4阶,识别结果与有限元(图14.10)计算结果的比较见表14.2。
图14.8 信号采集系统
图14.9 三峡溢流坝传感器布置示意图
图14.10 溢流坝—地基—水体的有限元模型(www.xing528.com)
综合识别结果与计算结果可见:独立溢流坝段的计算结果与识别结果基本相同,说明各溢流坝坝段间相互独立、结构完好。
三峡左导墙各坝段模态识别同样采用上述方法,首先对各导墙坝段1号、2号点水平向动位移进行降噪重构,用NEx T法计算2号测点的脉冲响应函数,最后用ERA法识别结构频率,识别过程在此不再赘述,识别结果见表14.3。为考虑左导墙结构横缝对结构的影响,模态计算共分两种情况:①考虑横缝对各导墙坝段间的粘结作用,将各坝段视为整体动力计算;②不考虑横缝的粘结作用,将各导墙坝段分别进行动力计算。综合识别结果与计算结果可以得出:①独立溢流坝段的计算结果与识别结果基本相同,说明各溢流坝坝段间相互独立、结构完好;②左导墙整体计算结果与识别结果基本相同,说明左导墙在泄流情况下的振动表现为1~7号导墙结构的整体性振动,而非各个导墙段的单独振动,这可能是由于测试期间正处于三峡大坝库区温度最高时期,受混凝土膨胀的影响,左导墙各段由于温升膨胀相互挤压而使导墙结构表现出整体性。
表14.2 三峡溢流坝频率识别值与计算值
表14.3 左导墙的识别结果与整体有限元计算的结果
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