34
作者：拓豐舞臺(tái)
2023-06-30 15:40:48
摘要：介紹一種新型的升降漂浮舞臺(tái)，通過氣壓控制浮臺(tái)的升降，浮臺(tái)面可以做舞臺(tái)使用，臺(tái)下可以裝噴泉設(shè)備，演出音樂噴泉，平時(shí)浮臺(tái)沉入水底，演出時(shí)露出水面的一種裝置。關(guān)鍵詞：噴泉漂浮平臺(tái)氣動(dòng)升降湖泊1引言隨著中國(guó)物質(zhì)文明的發(fā)展，精神文明也在高速發(fā)展。尤其是文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們不再滿足于普通的舞臺(tái)表演形式，而是在需求一種多元化的舞臺(tái)表演方式。基于上述原因，東莞市環(huán)宇文化科技有限公司設(shè)計(jì)出一套將傳統(tǒng)固定式的音樂噴泉和升降漂浮舞臺(tái)相結(jié)合的一種新型的水上表演形式。平時(shí)噴泉設(shè)備沉在水底，白天不影響湖面景色，不影響小型船只通行升降舞臺(tái)，晚上又可以進(jìn)行噴泉表演。融合投影，動(dòng)畫，視頻，燈光，火焰等于一體的綜合性表演系統(tǒng)。2平臺(tái)的主要構(gòu)成該舞臺(tái)尺寸規(guī)格：長(zhǎng)35米*寬20米，共計(jì)700平方，最多時(shí)同時(shí)容納80人表演，舞臺(tái)上可放道具，舞臺(tái)道具及燈光設(shè)備等累計(jì)荷載重5噸。水舞臺(tái)升降原理：平時(shí)水舞臺(tái)沉在水底，演出時(shí)浮出水面，通過浮橋或道具船
和河岸及原有的大平臺(tái)連通。升降方式采用充氣原理，向浮筒中充氣，改變浮筒內(nèi)壓強(qiáng)，將浮筒內(nèi)水排出，利用浮筒自身浮力，從而使水舞臺(tái)浮出水面。水舞臺(tái)分為兩部分，其中固定浮筒用來平衡平臺(tái)自重及固定設(shè)備重量,充氣浮筒用來平衡平臺(tái)活荷載。材料規(guī)格的選型：考慮到總體強(qiáng)度及淡水下使用，并且負(fù)載偏大，主浮筒采用φ630*6.0焊接鋼管，總體熱鍍鋅，主龍骨采用B120*60*4.0mm矩形管，次龍骨采用角鋼50*4，各鋼構(gòu)件間均采用現(xiàn)場(chǎng)螺栓連接，表面做特殊防銹處理，平臺(tái)表面鋪防滑花紋板，表面噴膠，每年需定期維護(hù)、保養(yǎng)。3平臺(tái)荷載計(jì)算3.1平臺(tái)自重φ630*6.0鋼管每延米自重：W1=103.36kg/m，φ630*6.0浮筒總重：103.36*470=48.58噸；主龍骨（B120X60X4.0）間距940mm，次骨架（L50X4.0）間距500mm布置。主龍骨重量（B120X60X3.2）：10.8*830*1.05=9.41
噸；次骨架重量（L50X4.0）：3.10*1400*1.05=4.6噸；沖孔花紋板（3.5mm厚，22%孔洞）及噴膠重量：30*700*0.78*1.02=16.71噸；連接法蘭五金件重量：15噸；堵頭、欄桿、充聚氨酯等：10噸總重量W：48.589.414.616.711510=104.3噸；平臺(tái)自重（重力）：G=1043kN。3.2平臺(tái)荷載：設(shè)備恒載總計(jì)：5噸；活荷載：演出時(shí)最多演員80人，單人按75kg，并考慮1.2的放大系數(shù)，80*75*1.2=7噸；恒載對(duì)抗浮不利，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；活荷載考慮振動(dòng)系數(shù)1.5；考慮使用年限的荷載分項(xiàng)系數(shù)取0.9；恒載起控制作用時(shí)荷載組合：（1.35*501.4*0.7（72*1.5））*0.9=156kN；活載起控制作用時(shí)荷載組合：（1.2*501.35*（72*1.5））*0.9=185kN；故組合后平臺(tái)荷載總值：F=185kN（活載起控制作用）4平臺(tái)浮力
驗(yàn)算4.1平臺(tái)浮筒總的平衡浮力：φ630*6鋼管每延米浮力：F浮1=ρgv=3.11kN/m；浮筒的總長(zhǎng)度L=470米；浮筒的總浮力F浮=3.11*470=1461.7kN；4.2平臺(tái)整體抗浮驗(yàn)算浮筒產(chǎn)生的浮力對(duì)計(jì)算有利，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0；（浮筒浮力-平臺(tái)自重）/平臺(tái)荷載=（F浮-G）/F=（1461.7-1043）/185=418.7/185=2.26故按最不利荷載計(jì)算時(shí)，平臺(tái)漂浮，安全系數(shù)2.27；4.3調(diào)節(jié)浮筒充滿水時(shí)浮力驗(yàn)算：實(shí)際調(diào)節(jié)浮筒（總長(zhǎng)260m）的重量：260*208.21*1.05=56.84噸；充水后水桶內(nèi)水的重量（滿水量按85%考慮）：56.84*0.85=48.31噸；因浮臺(tái)自重調(diào)節(jié)浮筒充水自重-平臺(tái)浮力=1043483.31-1461.7=64.61kN>0所以當(dāng)調(diào)節(jié)浮筒內(nèi)壓力排空后，調(diào)節(jié)浮筒的重量大于平衡浮筒的浮力，水舞臺(tái)可以下沉到水底。5漂浮舞臺(tái)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：平臺(tái)
四周增設(shè)4個(gè)防沉撐靴，防沉撐靴為防止極端情況下某一個(gè)角或中部出現(xiàn)集中大面積荷載的極端工況下，防止平臺(tái)一角平臺(tái)面沉入水面升降舞臺(tái)，防沉撐靴長(zhǎng)度以舞臺(tái)平面主龍骨在正常使用時(shí)，出現(xiàn)極端工況的情況下不沒入水面為原則，故通過加強(qiáng)構(gòu)造措施來保證平臺(tái)面的平面穩(wěn)定；因平臺(tái)活荷載計(jì)算中已根據(jù)荷載規(guī)范取值便宜保守的滿載取值，已能保證極端工況下平臺(tái)能安全穩(wěn)定（通過與河岸邊鋼柱通過鋼絲繩固定控制平面穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)）的漂浮著水面上，故單根浮筒能在各自正常施工工況及極端工況下滿足設(shè)計(jì)要求。極端工況下整體穩(wěn)定計(jì)算：演出時(shí)最多演員80人，單人按75kg計(jì)，并考慮1.2的放大系數(shù)，80*75*1.2=7.2噸；每個(gè)人占地面積按0.5*0.5=0.25m2計(jì)，80個(gè)人集中時(shí)占地面積0.25*80=20m2,按4m*5m的矩形面積（位移舞臺(tái)欄桿內(nèi)側(cè)）考慮。計(jì)算傾覆點(diǎn)取平臺(tái)邊緣80個(gè)人位移舞臺(tái)一角是產(chǎn)生傾覆力矩為：M1=72*5=360KN.m平臺(tái)自身抗傾覆力
矩為：M2=1043*20=20860KN.mM2>M1故平臺(tái)在極端工況下，整體穩(wěn)定。6調(diào)節(jié)浮筒的浮力計(jì)算說明當(dāng)水舞臺(tái)處于平衡狀態(tài)時(shí)，得出浮力平衡公式：P1ρgH2=P0ρgH1，已知銀川海拔1100米，氣壓P0=89KPaP1=89*10001000*9.8*0.45-1000*9.8*H2=93410-9800*H2由以上表格參數(shù)可以看出，管內(nèi)壓強(qiáng)變化范圍小，現(xiàn)場(chǎng)采用減壓閥為KPa級(jí)的，調(diào)節(jié)范圍要精密。（H2變化0-630mm）參考文獻(xiàn)1、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）2、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）3、《WHT36-2009》舞臺(tái)機(jī)械臺(tái)下設(shè)備安全要求4、《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009。5、《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011。作者：邱雙武（1982-），男，湖北棗陽人，機(jī)電工程師，機(jī)電一體化本科，主要從事舞臺(tái)機(jī)械技術(shù)工作
地址：新疆喀什市多來特巴格鄉(xiāng)蘭桿村深喀大道西泓世貿(mào)大廈907
電話：181-9766-9899
郵箱：718573995@qq.com
掃碼加微信，領(lǐng)取詳細(xì)資料
