圍堰氣囊下水過(guò)程的靜力計(jì)算

jimosea

經(jīng)分析，圍堰下水的過(guò)程一共分為以下三個(gè)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(kāi)始上浮:
(3) 第三階段:圍堰前端開(kāi)始上浮至后端下水。
1、現(xiàn)有的計(jì)算方法
現(xiàn)有的計(jì)算方法主要計(jì)算步驟如下:
(1)根據(jù)實(shí)際需要，確定計(jì)算步長(zhǎng)(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(jìn)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(shí)的圍堰入水角度。再由入水角度與前行距離，可以計(jì)算得到此時(shí)的前端入水深度。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算圍堰的排水體積與浮心位置，計(jì)算得到的結(jié)果也較為準(zhǔn)確:得到氣囊的準(zhǔn)確受力，便于檢驗(yàn)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(jìn)行分析，可以與實(shí)際情況更吻合這種方法的缺點(diǎn)是:由于計(jì)算步長(zhǎng)的限制，只能得到少數(shù)點(diǎn)的結(jié)果，如果計(jì)算步長(zhǎng)減小，則工作量會(huì)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(zhǎng)，反復(fù)計(jì)算。

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