围堰气囊下水过程的静力计算

jimosea

经分析，围堰下水的过程一共分为以下三个阶段:
(1) 第一阶段:围堰入水之前在岸上加速下滑:
(2) 第二阶段:围堰入水之后至围堰前端开始上浮:
(3) 第三阶段:围堰前端开始上浮至后端下水。
1、现有的计算方法
现有的计算方法主要计算步骤如下:
(1)根据实际需要，确定计算步长(如 3m)
(2)建立围堰的三维立体模型，用于得到围堰在任意前行距离下的排水体积与浮心位置。
(3)用力学分析软件(如MIDAS civil)，建立围堰下河的模型，将气囊假定为弹性支座进行静力分析。
(4)得到气囊的受力数值，再根据气囊受压模型，可以得到此时的围堰入水角度。再由入水角度与前行距离，可以计算得到此时的前端入水深度。
这种方法的优点是:可以较为准确地计算围堰的排水体积与浮心位置，计算得到的结果也较为准确:得到气囊的准确受力，便于检验气囊的安全性;在分析软件中，还可以将围堰考虑为刚体、半弹性体进行分析，可以与实际情况更吻合这种方法的缺点是:由于计算步长的限制，只能得到少数点的结果，如果计算步长减小，则工作量会急剧增大:为了得到最大的入水深度，在某段距离内必须减小步长，反复计算。

2、新的思路
气囊简化受力法由于采用选取步长计算法的局限性，不能连续地计算围堰下河过程中的各个参数。且计算繁琐，不利于实际应用。再者，气囊与围堰底板之间的接触也不是一个点，而是一个面，因此用集中荷载来模拟气囊对围堰的支反力也不完全准确。因此，提出了气囊简化受力法，这种方法是将气囊的受力简化为梯形的分布荷载，围堰的体积与浮心位置也可以通过简化与理论计算得到。这种方法的计算结果更加接近实际情况，有很好的应用前景。使得围堰下水过程可以连续计算,最大入水深度与围堰入水角度也连续计算具体计算如下列步骤。