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蘭考河道阻隔漂浮物攔污浮筒方案
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將采用鋼絲繩張拉的電站進(jìn)水口浮式攔污排假設(shè)為理想的懸索（平面柔性結(jié)構(gòu)），把水流、風(fēng)和波浪等對(duì)浮式攔污排的作用簡(jiǎn)化為作用在懸索的荷載，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果認(rèn)為導(dǎo)出公式的計(jì)算精度能滿足工程設(shè)計(jì)需要，表達(dá)形式適合工程設(shè)計(jì)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 action 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 parameters were analyzed. It was concluded that the calculation results out of the derived formula can sat?isfy the accuracy requirements and the formula form is applicable for engineering design.
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為了確保水電站機(jī)組安全運(yùn)行，一般在進(jìn)水口設(shè)置攔污柵。對(duì)于漂浮污物較少的河流，可設(shè)置一道攔污柵，對(duì)于漂浮污物較多的河流，考慮排污設(shè)施，并考慮設(shè)兩道攔污柵或采用連通式布置。此外尚應(yīng)配置有效的清污及卸污設(shè)施。目前我國(guó)許多河流的污物急劇增多，造成進(jìn)水口設(shè)置的攔污柵有時(shí)也難以確保機(jī)組正常運(yùn)行。為此不少在建或完建電站考慮增設(shè)一道浮式攔污排作為進(jìn)水口另一攔污技術(shù)措施。 浮式攔污排可以減少進(jìn)水口攔污柵的清污次數(shù)，遠(yuǎn)離進(jìn)水口，可用清污船清污，導(dǎo)排容易、可靠。國(guó)內(nèi)已有不少電站設(shè)置攔污排，如巖灘、流灘壩、飛來(lái)峽、大峽、洪江、樂(lè)灘、西津、大朝山、長(zhǎng)洲等工程。目前浮式攔污排設(shè)計(jì)尚處于探索階段，有關(guān)它的計(jì)算理論和方法，查遍系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)的規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、國(guó)內(nèi)公開(kāi)文獻(xiàn)都很少看到詳細(xì)的介紹。沒(méi)有設(shè)計(jì)規(guī)范可循。筆者結(jié)合工作中碰到的類似的問(wèn)題進(jìn)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(wèn)題簡(jiǎn)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(tài)分布的影響，且參考某些工程污物實(shí)際堆積的情況而假設(shè)。 2.1 繩索弛度和拉力分析 設(shè)將一繩索置于兩鉸A、B點(diǎn)，假設(shè)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(diǎn)A與點(diǎn)B之間的水平距離L稱為跨度，繩索上的某點(diǎn)至A、B兩點(diǎn)連線的距離f稱為弛度，F(xiàn)以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)，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(diǎn)的高度差用h來(lái)表示，b為跨度內(nèi)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(diǎn)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(jù)平面力系力的平衡條件，繩索上各點(diǎn)的水平分力相同。在x軸上任取微段dx（AC段：0≤x≤L1），相應(yīng)的長(zhǎng)度為dL，由給出的假設(shè)條件可知，dL微段作用的荷載為q1dx。在點(diǎn)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(yīng)等于dL的荷載，則 對(duì)（1）式兩次積分后得曲線方程（AC段）y1， 其中C1、C2為積分常數(shù)，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(shù)，由邊界條件及其他條件確定。 取繩索AC段曲線來(lái)分析，它在TA、Q1（即，Q1= q1L1）和TC3個(gè)力作用下處于平衡。假定繩索充分柔性，因此，TA沿A點(diǎn)的切線方向，TC沿C點(diǎn)的切線方向，同樣取CB段曲線來(lái)分析（見(jiàn)圖4），T′c沿C點(diǎn)的切線方向，由于TC和T′c為同一截面上的一對(duì)作用力與反作用力，因而有αTc=αT′c，即在點(diǎn)c有yAC′=yCB′。 分別對(duì)（2）、（3）式求導(dǎo)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(shù)。 （q1≠0，q2=0）的計(jì)算工況與實(shí)際工程中的攔污情況比較接近。這里主要以該計(jì)算工況來(lái)分析繩索的弛度、拉力和繩索長(zhǎng)度。 當(dāng)L1>>L-L1時(shí)，繩索曲線上的點(diǎn)到AB直線的距離的點(diǎn)在曲線方程 現(xiàn)以fx表示x點(diǎn)曲線的弛度，則 所以fx有值，即繩索弛度f(wàn)為
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