[發(fā)明專利]一種生態(tài)氣囊支撐壩的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110313237.5
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113312689B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海濤;黃杰;丁健;陳碩;謝軍;王健;相宇;李曉龍;吳昊田;劉世斌;劉勇昌;呂志慶;阮鶴捷;王志敏
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;E02B7/00;G06F119/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種生態(tài)氣囊支撐壩的設(shè)計方法，其特征在于：包括步驟1，建立力學(xué)模型：氣囊和閘門的一端通過主錨栓錨固于上游的壩底基礎(chǔ)上，其中錨固點形成閘門的旋轉(zhuǎn)點O，閘門為弧形鋼板；假設(shè)，氣囊與閘門中下游凹弧面的貼合段為OA，氣囊與下游壩底基礎(chǔ)的貼合段為OB，氣囊的弧形自由段為弧AB；以旋轉(zhuǎn)點O為原點，壩底基礎(chǔ)所在直線為x軸，過原點且沿生態(tài)氣囊支撐壩水位高程方向為y軸；建立生態(tài)氣囊支撐壩力學(xué)模型如下：

式中：

F_q為氣囊對閘門的支持力，N；

F_x為閘門所受水的水平壓力，N；

F_y為閘門上水的重力，N；

L₁為閘門所受水的水平壓力中心到旋轉(zhuǎn)點O的距離，m；

L₂為閘門上水的重力中心到旋轉(zhuǎn)點O的距離，m；

G為閘門自身重力，N；

L₃為閘門自身重力中心到旋轉(zhuǎn)點O的距離，m；

L₄為氣囊對閘門的支持力中心到旋轉(zhuǎn)點的O距離，m；

其中，

F_y＝γA_w1b₀ (3)

b＝Rsinα

β＝S/R

L＝h/tanθ

h₁＝Rsinα

上式中，γ為水的容重；h為閘門在y軸上的投影值；b₀為閘門寬度；b為計算中間值；R為閘門半徑；A_w1為作用在閘門截面上的水壓面積；L為閘門在x軸上的投影值；α為旋轉(zhuǎn)點O和閘門圓心點O₃的連線與x軸之間的夾角；β為閘門所對應(yīng)的圓心角；θ為閘門弦長所在直線與x軸的夾角；S為閘門弧長；m為閘門質(zhì)量；ρ為閘門的線密度；h₁為閘門圓心點O₃至x軸的距離；R_a為氣囊中弧AB的半徑，采用如下公式(8)求解獲得：

式中，C為氣囊周長，根據(jù)氣囊型號確定，為給定值。