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滨海拦污设施总力测量方案

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:需说明的是,本次试验重点在于动荷载受力,因此在拦污网及墩台方案安装完毕、水位达到试验特征水位后,将拉力传感器、总力仪等测力仪器的受力初始值定为零,并开始造波、造流,进而测量缆绳和墩台的受力数值;测量中造波个数不少于200个。试验过程中同步测量拦污网工程相关架空绳索的拉力、墩台的总力及波浪时间过程。

滨海拦污设施总力测量方案

试验中可以采用总力仪测得底床面以上高桩墩台的6个分量的力(Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz),以此分析墩台的稳定性,本次实验采用2010型总力仪。挂网墩台总力的测量选用2010型总力测量系统,该系统可在水下工作,测量的是底床面以上部分墩台结构所受的3个分量的总力(x向、y向和z向),总力测量系统的底座固定于模型池底,上部托起墩台结构,总力仪的布置见图4-3所示。

需说明的是,本次试验重点在于动荷载受力,因此在拦污网及墩台方案安装完毕、水位达到试验特征水位后,将拉力传感器、总力仪等测力仪器的受力初始值定为零,并开始造波、造流,进而测量缆绳和墩台的受力数值;测量中造波个数不少于200个。因此,所测量的缆绳和墩台受力不包括静水力和结构物的自重。图4-4示意了拦污网安装后的整体布置实景。

图4-2 拉力传感器布置示意

图4-3 拉力传感器和总力仪测量系统布置示意

图4-4 拦污网安装后的整体布置实景

入射波浪模拟采用不规则波,采用JONSWAP谱,在拦污网安放之前开展波浪的率定,精度按《波浪模型试验规程》要求开展。不规则波主要以H13%及平均周期为控制条件;波谱模拟时,总能量偏差控制在±10%,有效波高的偏差控制在±5%,平均周期偏差也控制在±5%之内。不规则波率定试验时,一次采集波浪数据控制在250~300个波,试验中波浪数据采集三次,并取其平均值做试验结果的代表值,采集的时间间隔为0.02 s。

以明渠内的流量为控制条件,并兼顾各水位和拦污网堵塞率下的口门流速,流量的控制主要调节泵的变频器。流速的模拟采用最大垂线平均流速的方法,率定时在明渠口门布置流速测点以控制流速的大小。流速的大小通过控制可逆泵的转速进行调整,经过多次测试最后得到满足要求的平均流速。

试验过程中同步测量拦污网工程相关架空绳索(主缆、副缆、锚块拉索)的拉力、墩台的总力及波浪时间过程。数据的采集和处理遵循现行《波浪模型试验规程》进行,试验时不规则波连续采用的波浪个数大于200个,采样时间间隔为0.02 s,每组试验均重复三次,取每组最大值的平均值作为最终结果。(www.xing528.com)

表4-5给出了波浪率定点处模型值和目标值的对比情况,波高与周期的相对误差均在5%范围内,满足规程要求。图4-5给出了三个水位时率定点处的波浪谱对比结果,对比结果显示吻合较好。

表4-5 不同测站处波浪参数率定对比情况

图4-5 率定站点位置波浪谱验证结果对比(口门处)

由于铜合金网方案为全断面网且被固定在墩台之上,自由度相对较低,从而对其堵塞率的研究代表了不利条件,在模型中加以重点考虑。在堵塞率选取中,采用30%、50%、70%等3种代表工况条件;为了解在不同堵塞率条件下的墩台受力和绳索拉力,针对不同特征工况开展测力试验,详细参数见表4-6中所示。

表4-6 墩台及绳索测力工况及动力组合列表

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