專利名稱：拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利工程中的拱壩，尤其是涉及拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
在常態(tài)混凝土拱壩中，為防止混凝土產(chǎn)生裂縫需要設(shè)置臨時(shí)性收縮縫即為橫縫，相鄰橫縫的間距應(yīng)根據(jù)混凝土的澆筑溫度、質(zhì)量、溫度控制及基礎(chǔ)要求等因素確定，一般在15-25m之間選擇。橫縫是為適應(yīng)拱圈切向收縮時(shí)防止徑向裂縫而設(shè)置，橫縫面一般與壩軸線垂直或接近垂直，但是，橫縫的方向若與各層拱圈徑向夾角過(guò)大時(shí)將造成縫面出現(xiàn)不利的應(yīng)カ狀態(tài)；因此，如何使橫縫面與頂層拱圈和底層拱圈的夾角均達(dá)到最小，是拱壩橫縫設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供ー種使拱壩分縫處應(yīng)力水平達(dá)到最優(yōu)的拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，按照下述步驟進(jìn)行
第一歩、按照拱壩規(guī)范要求確定分縫段數(shù)及分縫長(zhǎng)度，根據(jù)壩軸線曲線方程和分縫長(zhǎng)度，利用二分法計(jì)算每條縫與壩軸線的交點(diǎn)；
第二步、設(shè)定壩軸線上的某個(gè)分縫點(diǎn)為A1 ;首先計(jì)算出壩軸線上A1點(diǎn)位置的徑向線L1,徑向線L1與拱壩中心線的夾角設(shè)為β !;其次做徑向線L1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A2,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出A2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L2，徑向線L2與拱壩中心線的夾角設(shè)為β 2;然后在A1點(diǎn)位置作直線H1，使直線H1與拱壩中心線的夾角α 1= ( β ,β 2)/2，做直線H1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A3,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A3點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出A3交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L3，徑向線L3與拱壩中心線的夾角設(shè)為β3;若夾角01=(^31+@3)/2，則直線H1即為分縫線，此時(shí)分縫線與拱壩中心線的夾角為α1;若夾角Ci1デ(β1+β3)/2，則進(jìn)行下一歩；
第三步在A1點(diǎn)位置作直線H2，使直線H2與拱壩中心線的夾角為α 2= ( β i+β 3)/2，做直線H2的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A4,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A4點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面曲線方程，計(jì)算出A4交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L4，徑向線L4與拱壩中心線的夾角設(shè)為β4;若夾角α2=(β1+β4)/2，則直線H2即為分縫線，此時(shí)分縫線與拱壩中心線2的夾角α 2 ;若夾角α 2關(guān)(β 1+β 4) /2，則進(jìn)行下一歩；
第四步、按照第三步依次類推至第η歩在A1點(diǎn)位置作直線Hn，使Hn與拱壩中心線的夾角為Cin= (01+011+1)/2，做直線扎的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線3的交點(diǎn)411+2，根據(jù)拱壩體形插值方程求得Αη+2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出Αη+2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線Ln+2，徑向線Ln+2與拱壩中心線的夾角設(shè)為βη+2;當(dāng)夾角αη=(β1+βη+2)/2吋，循環(huán)結(jié)束，直線Hn即為所求的橫縫線，夾角Cin即為分縫線與拱壩中心線的夾角。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于讓拱壩橫縫面與頂層拱圈和底層拱圈的夾角均達(dá)到最小，達(dá)到使拱圈的受カ狀態(tài)接近偏心受壓、徑向面上的受カ條件好、施工立模方便之目的。


圖I是本發(fā)明設(shè)計(jì)步驟示意圖。圖2是圖I的I部放大圖。圖3是圖I的G部放大圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，(即拱壩的俯視圖；圖中3_建基面上游邊線；4_建基面下游邊線； 5-An+l點(diǎn)高程對(duì)應(yīng)的拱壩上游面拱圈；6-An+2點(diǎn)高程對(duì)應(yīng)的拱壩上游面拱圏。)本發(fā)明所述的拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，按照下述步驟進(jìn)行
第一歩、按照拱壩規(guī)范要求確定分縫段數(shù)及分縫長(zhǎng)度，根據(jù)壩軸線I的曲線方程和分縫長(zhǎng)度，利用二分法計(jì)算每條縫與壩軸線I的交點(diǎn)；
第二步、設(shè)定壩軸線I上的某個(gè)分縫點(diǎn)為A1 ;首先計(jì)算出壩軸線I上A1點(diǎn)位置的徑向線L1，徑向線L1與拱壩中心線2的夾角設(shè)為β !;其次做徑向線L1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線3的交點(diǎn)A2，根據(jù)拱壩體形插值方程求得A2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出A2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L2，徑向線L2與拱壩中心線2的夾角設(shè)為β 2 ;然后在壩軸線I上A1點(diǎn)位置作直線H1，使直線H1與拱壩中心線2的夾角α 1= ( β ^ β 2) /2，做直線H1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A3,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A3點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面曲線方程，計(jì)算出A3交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L3，徑向線L3與拱壩中心線2的夾角設(shè)為β 3 ;若夾角Ci1= (β1+β3)/2,則直線H1即為分縫線，該分縫線與拱壩中心線2的夾角為α1;若夾角Ci1デ(β1+β3)/2，則進(jìn)行下一歩；
第三步在壩軸線I上A1點(diǎn)位置作直線H2,使直線H2與拱壩中心線2的夾角為α 2ニ(β i+β 3) /2，做直線H2的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A4，根據(jù)拱壩體形插值方程求得A4點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面曲線方程，計(jì)算出A4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L4，徑向線L4與拱壩中心線2的夾角設(shè)為β4;若夾角Ci2=/2，則直線H2即為分縫線，該分縫線與拱壩
中心線2的夾角α2;若夾角a則進(jìn)行下一歩；
第四步、按照第三步依次類推至第η步在壩軸線I上A1點(diǎn)位置作直線Ηη，使Hn與拱壩中心線2的夾角為α η= ( β 1+ β η+1)/2，做直線Hn的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線3的交點(diǎn)Αη+2，根據(jù)拱壩體形插值方程求得Αη+2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面6曲線方程，計(jì)算出Αη+2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線Ln+2，徑向線Ln+2與拱壩中心線2的夾角設(shè)為βη+2;當(dāng)夾角an=(iVi3n+2)/2吋，循環(huán)結(jié)束，直線Hn即為所求的橫縫線，夾角Cin即為分縫線與拱壩中心線2的夾角。
權(quán)利要求
1.一種拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行第一歩、按照拱壩規(guī)范要求確定分縫段數(shù)及分縫長(zhǎng)度，根據(jù)壩軸線曲線方程和分縫長(zhǎng)度，利用二分法計(jì)算每條縫與壩軸線的交點(diǎn)；第二步、設(shè)定壩軸線上的某個(gè)分縫點(diǎn)為A1 ;首先計(jì)算出壩軸線上A1點(diǎn)位置的徑向線L1,徑向線L1與拱壩中心線的夾角設(shè)為β !;其次做徑向線L1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線交點(diǎn)A2，根據(jù)拱壩體形插值方程求得A2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出A2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L2，徑向線L2與拱壩中心線的夾角設(shè)為β 2;然后在A1點(diǎn)位置作直線H1，使直線H1與拱壩中心線的夾角Ci1= ( P1+β2)/2，做直線H1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A3,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A3交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)拱壩上游面的曲線方程，計(jì)算出A3交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L3，徑向線L3與拱壩中心線的夾角設(shè)為β3;若夾角Q1=W1M3)/^,則H1即為分縫線，此時(shí)分縫線與拱壩中心線的夾角為α1;若夾角Ci1デ(β1+β3)/2，則進(jìn)行下一I K少；第三歩在Al點(diǎn)位置作直線H2，使直線H2與拱壩中心線的夾角為a2=做直線H2的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A4,根據(jù)拱壩體形插值方程求得A4交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面曲線方程，計(jì)算出A4交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L4，徑向線L4與拱壩中心線的夾角設(shè)為β4;若夾角α2=(β1+β4)/2，則直線H2即為分縫線，此時(shí)分縫線與拱壩中心線的夾角α2;若夾角α2尹(β !+^4)/2,則進(jìn)行下一歩；第四步、按照第三步依次類推至第η歩在A1點(diǎn)位置作直線Ηη，使Hn與拱壩中心線的夾角為α η= ( β !+β η+1)/2，做直線Hn的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)Αη+2，，根據(jù)拱壩體形插值方程求得Αη+2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拱壩上游面曲線方程，計(jì)算出Αη+2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線Ln+2，徑向線Ln+2與拱壩中心線的夾角設(shè)為βη+2;當(dāng)夾角αη=(β1+βη+2)/2吋，循環(huán)結(jié)束，直線Hn即為所求的橫縫線，夾角Cin即為分縫線與拱壩中心線的夾角。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種拱壩橫縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，按照拱壩要求確定分縫段數(shù)及分縫長(zhǎng)度，設(shè)定壩軸線上某個(gè)分縫點(diǎn)為A1；計(jì)算A1點(diǎn)徑向線L1，徑向線L1與拱壩中心線的夾角為β1；做徑向線L1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線交點(diǎn)A2，求得A2交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的曲線方程，計(jì)算出A2交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L2，徑向線L2與拱壩中心線的夾角設(shè)為β2；在A1點(diǎn)位置作直線H1，使直線H1與拱壩中心線的夾角α1=(β1+β2)/2，做直線H1的鉛垂面與拱壩建基面上游邊線的交點(diǎn)A3，求得A3交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的曲線方程，計(jì)算A3交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的徑向線L3，徑向線L3與拱壩中心線的夾角設(shè)為β3；夾角α1=(β1+β3)/2，則H1即為分縫線。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于讓拱壩橫縫面與頂層拱圈和底層拱圈的夾角均達(dá)到最小。
文檔編號(hào)E02B3/16GK102828492SQ201210343388
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王惠芹, 王美齋, 董甲甲 申請(qǐng)人:黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司