圍堰氣囊下水過程的靜力計算

jimosea

經(jīng)分析，圍堰下水的過程一共分為以下三個階段:
(1) 第一階段:圍堰入水之前在岸上加速下滑:
(2) 第二階段:圍堰入水之后至圍堰前端開始上浮:
(3) 第三階段:圍堰前端開始上浮至后端下水。
1、現(xiàn)有的計算方法
現(xiàn)有的計算方法主要計算步驟如下:
(1)根據(jù)實際需要，確定計算步長(如 3m)
(2)建立圍堰的三維立體模型，用于得到圍堰在任意前行距離下的排水體積與浮心位置。
(3)用力學(xué)分析軟件(如MIDAS civil)，建立圍堰下河的模型，將氣囊假定為彈性支座進行靜力分析。
(4)得到氣囊的受力數(shù)值，再根據(jù)氣囊受壓模型，可以得到此時的圍堰入水角度。再由入水角度與前行距離，可以計算得到此時的前端入水深度。
這種方法的優(yōu)點是:可以較為準確地計算圍堰的排水體積與浮心位置，計算得到的結(jié)果也較為準確:得到氣囊的準確受力，便于檢驗氣囊的安全性;在分析軟件中，還可以將圍堰考慮為剛體、半彈性體進行分析，可以與實際情況更吻合這種方法的缺點是:由于計算步長的限制，只能得到少數(shù)點的結(jié)果，如果計算步長減小，則工作量會急劇增大:為了得到最大的入水深度，在某段距離內(nèi)必須減小步長，反復(fù)計算。

2、新的思路
氣囊簡化受力法由于采用選取步長計算法的局限性，不能連續(xù)地計算圍堰下河過程中的各個參數(shù)。且計算繁瑣，不利于實際應(yīng)用。再者，氣囊與圍堰底板之間的接觸也不是一個點，而是一個面，因此用集中荷載來模擬氣囊對圍堰的支反力也不完全準確。因此，提出了氣囊簡化受力法，這種方法是將氣囊的受力簡化為梯形的分布荷載，圍堰的體積與浮心位置也可以通過簡化與理論計算得到。這種方法的計算結(jié)果更加接近實際情況，有很好的應(yīng)用前景。使得圍堰下水過程可以連續(xù)計算,最大入水深度與圍堰入水角度也連續(xù)計算具體計算如下列步驟。