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蘭考河道阻隔漂浮物攔污浮筒方案
| 將采用鋼絲繩張拉的電站進水口浮式攔污排假設為理想的懸索（平面柔性結構），把水流、風和波浪等對浮式攔污排的作用簡化為作用在懸索的荷載，建立數學模型，對其設計參數進行分析。結果認為導出公式的計算精度能滿足工程設計需要，表達形式適合工程設計使用。%The floating trash barrier designed for the intake of hydropower station was assumed to be an ideal cate?nary system(planar flexible system)by use of steel wire tension,and the b of water flow,wind and wave onto the barrier were simplified as loads on the catenary system,based on which the mathematical model was set up and the design beters were analyzed. It was concluded that the calculation results out of the derived bula can sat?isfy the accuracy requirements and the bula b is applicable for engineering design. |
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為了確保水電站機組安全運行，一般在進水口設置攔污柵。對于漂浮污物較少的河流，可設置一道攔污柵，對于漂浮污物較多的河流，考慮排污設施，并考慮設兩道攔污柵或采用連通式布置。此外尚應配置有效的清污及卸污設施。目前我國許多河流的污物急劇增多，造成進水口設置的攔污柵有時也難以確保機組正常運行。為此不少在建或完建電站考慮增設一道浮式攔污排作為進水口另一攔污技術措施。 浮式攔污排可以減少進水口攔污柵的清污次數，遠離進水口，可用清污船清污，導排容易、可靠。國內已有不少電站設置攔污排，如巖灘、流灘壩、飛來峽、大峽、洪江、樂灘、西津、大朝山、長洲等工程。目前浮式攔污排設計尚處于探索階段，有關它的計算理論和方法，查遍系統內有關的規范、設計手冊、國內公開文獻都很少看到詳細的介紹。沒有設計規范可循。筆者結合工作中碰到的類似的問題進行初步探討。 浮式攔污排布置形式一般如圖1，繩索兩端鉸接，帶有攔污排的浮筒與繩索連接，繩索受到的外力有：兩鉸的拉力、繩索自重、兩鉸的垂直支反力以及浮筒傳遞給繩索的作用力。為了使問題簡化，便于分析，假定為平面受力體系，忽略繩索的自重（因自重影響不大，浮筒的浮力足以抵消自重的影響），沿水平面作用有兩組不同的均布荷載。這主要考慮河面流態分布的影響，且參考某些工程污物實際堆積的情況而假設。 2.1 繩索弛度和拉力分析 設將一繩索置于兩鉸A、B點，假設其承受兩組不同的均布荷載q1和q2，該繩索因外力的作用撓曲成ACB曲線，其中點A與點B之間的水平距離L稱為跨度，繩索上的某點至A、B兩點連線的距離f稱為弛度?，F以點A為坐標原點，水平線（壩軸線）與鉛垂線（水流逆向）分別為x軸和y軸，A、B兩點的高度差用h來表示，b為跨度內的繩索傾斜角，T為繩索的拉力，H 和V分別表示拉力T的水平分力和垂直分力，a表示曲線上任一點的切線與x軸的夾角。 由于作用了兩組不同的均布荷載，因而繩索曲線由兩部分組成，AC段曲線：y1=f1（x），CB段曲線：y2=f2（x）。 取AC段分析。根據平面力系力的平衡條件，繩索上各點的水平分力相同。在x軸上任取微段dx（AC段：0≤x≤L1），相應的長度為dL，由給出的假設條件可知，dL微段作用的荷載為q1dx。在點x和x+dx的垂直分力的增量為dV=dH tga，因曲線上任一截面有V=Htga，故dV應等于dL的荷載，則 對（1）式兩次積分后得曲線方程（AC段）y1， 其中C1、C2為積分常數，由邊界條件確定。 用相同的分析方法可求得CB段的曲線方程y2， 其中C3、C4為積分常數，由邊界條件及其他條件確定。 取繩索AC段曲線來分析，它在TA、Q1（即，Q1= q1L1）和TC3個力作用下處于平衡。假定繩索充分柔性，因此，TA沿A點的切線方向，TC沿C點的切線方向，同樣取CB段曲線來分析（見圖4），T′c沿C點的切線方向，由于TC和T′c為同一截面上的一對作用力與反作用力，因而有αTc=αT′c，即在點c有yAC′=yCB′。 分別對（2）、（3）式求導得： 這里的C1、C2、C3和C4分別是圖2（q1≠0，q2=0）工況的曲線方程系數。 （q1≠0，q2=0）的計算工況與實際工程中的攔污情況比較接近。這里主要以該計算工況來分析繩索的弛度、拉力和繩索長度。 當L1>>L-L1時，繩索曲線上的點到AB直線的距離的點在曲線方程 現以fx表示x點曲線的弛度，則 所以fx有值，即繩索弛度f為 |
