论文部分内容阅读
白鹤滩水电站大坝工程地处干热河谷,干季(1月~5月,11月~12月)大风气象频发。大坝施工过程中受河谷大风影响较大,超过七级的风会影响缆索式起重机的运行以及混凝土浇筑过程中的取料和供料,同时大风气候也会对混凝土施工安全、质量、进度造成严重的影响。因此研究大坝施工区域的风场特性分布规律,并相应提出有针对性的防风措施,对于保证施工顺利进行,如期、高质、安全完成大坝的浇筑任务具有十分重要的意义。本文结合白鹤滩水电站大坝工程,利用流体力学计算软件Fluent,对大坝施工区域的风环境进行了数值模拟研究,主要内容及成果如下:(1)以所依托工程的地形高程数据为基础,设定合理的计算域,建立峡谷地形的三维数字模型并划分网格,网格均采用非结构化网格。采用Realizable k-ε湍流模型,设定合理的边界条件。首先对一个简单的风洞模型试验进行了数值模拟分析,验证了采用该数值方法对此类地形进行数值模拟的可行性。(2)在坝顶高程分别为600m、650m、700m、750m和800m时进行数值模拟计算,分析自然条件下坝顶区域,高、低线供料平台和缆机区域的风场分布及随坝高的变化规律。研究发现在9级风的来流情况下,大坝施工区域的各工作面均保持在较大的风力水平,难以满足施工要求。针对施工区风场的数值计算结果分析,拟定了两种防风措施,分别为局部防风措施和全断面防风措施。(3)针对这两种防风措施进行再模拟,分析防风措施下不同坝高时坝顶区域,高、低线供料平台和缆机区域的风场变化规律。研究发现局部防风措施在坝顶高程升高至700m前,可以对各工作面形成较为有效的防护,但高坝时其作用基本丧失。全断面防风措施可以对各个工作面均形成有效的防护,但下部风通道的存在会导致消力池内风力偏大,另外会使得缆索区域存在较大风力梯度。通过分析两种防风措施的优缺点,建议坝高程较低时可以采用局部防风措施,随着坝体升高,待局部防风网满足不了坝体施工防风要求时实施全断面防风措施。