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摘要：介紹一種新型的升降漂浮舞臺，通過氣壓控制浮臺的升降，浮臺面可以做舞臺使用，臺下可以裝噴泉設備，演出音樂噴泉，平時浮臺沉入水底，演出時露出水面的一種裝置。關鍵詞：噴泉漂浮平臺氣動升降湖泊1引言隨著中國物質文明的發展，精神文明也在高速發展。尤其是文化產業的發展，人們不再滿足于普通的舞臺表演形式，而是在需求一種多元化的舞臺表演方式。基于上述原因，東莞市環宇文化科技有限公司設計出一套將傳統固定式的音樂噴泉和升降漂浮舞臺相結合的一種新型的水上表演形式。平時噴泉設備沉在水底，白天不影響湖面景色，不影響小型船只通行升降舞臺，晚上又可以進行噴泉表演。融合投影，動畫，視頻，燈光，火焰等于一體的綜合性表演系統。2平臺的主要構成該舞臺尺寸規格：長35米*寬20米，共計700平方，最多時同時容納80人表演，舞臺上可放道具，舞臺道具及燈光設備等累計荷載重5噸。水舞臺升降原理：平時水舞臺沉在水底，演出時浮出水面，通過浮橋或道具船

和河岸及原有的大平臺連通。升降方式采用充氣原理，向浮筒中充氣，改變浮筒內壓強，將浮筒內水排出，利用浮筒自身浮力，從而使水舞臺浮出水面。水舞臺分為兩部分，其中固定浮筒用來平衡平臺自重及固定設備重量,充氣浮筒用來平衡平臺活荷載。材料規格的選型：考慮到總體強度及淡水下使用，并且負載偏大，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，各鋼構件間均采用現場螺栓連接，表面做特殊防銹處理，平臺表面鋪防滑花紋板，表面噴膠，每年需定期維護、保養。3平臺荷載計算3.1平臺自重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；平臺自重（重力）：G=1043kN。3.2平臺荷載：設備恒載總計：5噸；活荷載：演出時最多演員80人，單人按75kg，并考慮1.2的放大系數，80*75*1.2=7噸；恒載對抗浮不利，荷載分項系數取1.35；活荷載考慮振動系數1.5；考慮使用年限的荷載分項系數取0.9；恒載起控制作用時荷載組合：（1.35*501.4*0.7（72*1.5））*0.9=156kN；活載起控制作用時荷載組合：（1.2*501.35*（72*1.5））*0.9=185kN；故組合后平臺荷載總值：F=185kN（活載起控制作用）4平臺浮力

驗算4.1平臺浮筒總的平衡浮力：φ630*6鋼管每延米浮力：F浮1=ρgv=3.11kN/m；浮筒的總長度L=470米；浮筒的總浮力F浮=3.11*470=1461.7kN；4.2平臺整體抗浮驗算浮筒產生的浮力對計算有利，荷載分項系數取1.0；（浮筒浮力-平臺自重）/平臺荷載=（F浮-G）/F=（1461.7-1043）/185=418.7/185=2.26故按最不利荷載計算時，平臺漂浮，安全系數2.27；4.3調節浮筒充滿水時浮力驗算：實際調節浮筒（總長260m）的重量：260*208.21*1.05=56.84噸；充水后水桶內水的重量（滿水量按85%考慮）：56.84*0.85=48.31噸；因浮臺自重調節浮筒充水自重-平臺浮力=1043483.31-1461.7=64.61kN>0所以當調節浮筒內壓力排空后，調節浮筒的重量大于平衡浮筒的浮力，水舞臺可以下沉到水底。5漂浮舞臺整體穩定性驗算：平臺

四周增設4個防沉撐靴，防沉撐靴為防止極端情況下某一個角或中部出現集中大面積荷載的極端工況下，防止平臺一角平臺面沉入水面升降舞臺，防沉撐靴長度以舞臺平面主龍骨在正常使用時，出現極端工況的情況下不沒入水面為原則，故通過加強構造措施來保證平臺面的平面穩定；因平臺活荷載計算中已根據荷載規范取值便宜保守的滿載取值，已能保證極端工況下平臺能安全穩定（通過與河岸邊鋼柱通過鋼絲繩固定控制平面穩定實現）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計要求。極端工況下整體穩定計算：演出時最多演員80人，單人按75kg計，并考慮1.2的放大系數，80*75*1.2=7.2噸；每個人占地面積按0.5*0.5=0.25m2計，80個人集中時占地面積0.25*80=20m2,按4m*5m的矩形面積（位移舞臺欄桿內側）考慮。計算傾覆點取平臺邊緣80個人位移舞臺一角是產生傾覆力矩為：M1=72*5=360KN.m平臺自身抗傾覆力

矩為：M2=1043*20=20860KN.mM2>M1故平臺在極端工況下，整體穩定。6調節浮筒的浮力計算說明當水舞臺處于平衡狀態時，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由以上表格參數可以看出，管內壓強變化范圍小，現場采用減壓閥為KPa級的，調節范圍要精密。（H2變化0-630mm）參考文獻1、《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）2、《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）3、《WHT36-2009》舞臺機械臺下設備安全要求4、《供配電系統設計規范》GB50052-2009。5、《低壓配電設計規范》GB50054-2011。作者：邱雙武（1982-），男，湖北棗陽人，機電工程師，機電一體化本科，主要從事舞臺機械技術工作