[發(fā)明專利]拱壩澆筑塊施工控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910574895.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110284465A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙艷;牟高翔;張敬;陳麗萍;唐忠敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E02B7/12
• 分類號: E02B7/12;G06F17/50
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉揚

1.拱壩澆筑塊施工控制方法，其特征在于利用拱壩澆筑塊控制點進(jìn)行施工控制，包括以下步驟：

a、首先進(jìn)行拱壩體形參數(shù)曲線擬合，其中拱冠梁剖面的控制參數(shù)為拱冠梁上游壩面曲線及拱冠梁厚度Tc，水平拱圈的控制參數(shù)為拱端X、Y坐標(biāo)、拱圈曲率半徑R以及中心角：

(1)拱冠梁參數(shù)擬合：

沿高程任意一點的拱冠梁上游壩面曲線、拱冠梁厚度Tc采用三次曲線插值擬合，擬合公式為：

T_c(z)＝t₀+t₁*z+t₂*z²+t₃*z³

A_u(z)＝a₀+a₁*z+a₂*z²+a₃*z³

式中，A_u(z)－各計算高程拱冠剖面上游面點到壩軸線的距離；

T_c(z)－各計算高程拱冠拱厚；

(2)平面拱圈參數(shù)擬合

拱端上、下游任意一點的X坐標(biāo)，分段控制高程之間采用沿高程線性插值，擬合公式為：

x_i＝x₂+(z_i-z₂)*(x₁-x₂)/(z₁-z₂)

沿高程任意一點的拱圈曲率半徑R沿高程分段采用三次曲線插值擬合，擬合公式為：

R_i＝r₀+r₁*z+r₂*z²+r₃*z³；

b、其次進(jìn)行拱壩體形坐標(biāo)計算：

(1)平面拱圈上下游面點的坐標(biāo)計算

(a)平面拱圈拱端坐標(biāo)

已知兩個控制高程拱圈的拱端坐標(biāo)(x1,z1)，(x2,z2)，則兩控制高程之間的任意高程z拱圈的拱端坐標(biāo)為：

x＝x₂-(x₂-x₁)(z₂-z)/(z₂-z₁)

上、下游面點Y坐標(biāo)計算公式分別為：

y_u＝A_u(z)+d-x²/2R(z)

y_d＝A_u(z)+d-T_c(z)

式中，d－拱冠梁剖面拱冠點到x軸的距離；

(b)平面拱圈上的其它坐標(biāo)點：已知拱端坐標(biāo)，對非拱端坐標(biāo)，將拱端x坐標(biāo)N等分，利用拋物線方程y＝Y(jié)_A-x²/2R依次求出非拱端坐標(biāo)點；

(2)上游面切角后平面拱圈上游面拱端點的坐標(biāo)計算

(a)拱圈中心線點坐標(biāo)

拱圈中心線點坐標(biāo)(x_c,y_c)由上、下游面點的坐標(biāo)求得:

x_c＝(x_u+x_d)/2；y_c＝(y_u+y_d)/2

(b)上游切角線方程

已知兩高程z₁、z₂的拱端上游切角α₁、α₂,則兩高程間的任意高程z的拱端上游切角α為：

α＝α₁+(α₂-α₁)(z-z₁)/(z₂-z₁)

上游左、右岸切角線的斜率分別為：

k_l＝tg(α₁+(α₂-α₁)(z-z₁)/(z₂-z₁)+arctg((y_u-y_d)/(x_u-x_d)))

k_r＝-tg(α₁+(α₂-α₁)(z-z₁)/(z₂-z₁)+arctg((y_u-y_d)/(x_u-x_d)))

上游左、右岸切角線方程為：

y-y_c＝k(x-x_c)

(c)拱圈上游切角線與上游面曲線的交點坐標(biāo)

y＝y(tǒng)_c+k(x-x_c)

上式中,左岸(2)取“+”，右岸(1)取“－”；

c、鉛直面和拱圈上下游面交點坐標(biāo)公式：

利用拱圈拋物線方程和鉛直面的切線方程求面與面的交點，采用逼進(jìn)法求鉛直面和拱圈上下游面交點坐標(biāo)；

d、上游面切角后鉛直面上游面最低點坐標(biāo)計算：

先試算出交點最低高程的上下兩個高程點，再用逼進(jìn)法計算交點最低高程；

e、最后利用上述步驟得到的參數(shù)，通過DXF文件轉(zhuǎn)換為CAD圖形，得到拱壩澆筑塊點的平面圖、徑向剖面圖及拱壩三維體形圖，并通過所獲取的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行施工操作。