[发明专利]一种抛物线双曲拱坝拱圈编绘方法

权利要求书

1.一种抛物线双曲拱坝拱圈编绘方法，其特征在于：包括以下步骤：

①计算基础参数：根据方程计算构建抛物线双曲拱坝体型的拱坝基础参数、拱冠基础参数和拱圈基础参数值；

②编绘参照拱圈：根据步骤①得出的基础参数值编绘出参照高程拱圈；

③编绘左右岸面拱圈：参照步骤②得出的参照高程拱圈，编绘左岸面拱圈和右岸面拱圈；

④编绘其他任意拱圈：根据步骤③所得的左岸面拱圈和右岸面拱圈，绘出所需高程拱圈；

所述步骤③和步骤④中编绘所需高程拱圈的方法为：

(3.1)建立坐标系：根据所述参照高程拱圈生成空间直角坐标系，在空间直角坐标上有一AO点(1)且X、Y轴坐标值固定为(0，0)，Z坐标值则是根据所需高程值决定；

(3.2)建立平面PM1(4)：根据所述参照高程拱圈，创建该拱圈所在的高程平面PM1(4)，过A0点生成平面PM1(4)的垂线(3)，以A0点(1)为端点，在垂线(3)上绘制弦长端点(7)，得到弦长(8)；

(3.3)建立平面PM2(5)：过AO点(1)生成拱坝中心的中心线(2)，再生成一个与中心线(2)平行的平面PM2(5)，在平面PM2(5)上按照拱圈上游面法则曲线方程，生成曲线拱圈上游面Yu曲线(9)；

(3.4)建立平面PM3(6)：过中心线(2)和A0点(1)，生成一个与中心线(2)垂直面PM3(6)，在平面PM3(6)上按照拱圈下游面法则曲线方程，生成曲线拱圈下游面Xu曲线(10)；

(3.5)合成曲线ZHS(11)：将拱圈上游面Yu曲线(9)和拱圈下游面Xu曲线(10)合成曲线ZHS(11)；

(3.6)建立投影曲线：将合成曲线ZHS(11)投影在平面PM1(4)，得到投影曲线；

(3.7)根据步骤(3.2)～(3.6)，通过左岸所需参数，得到投影曲线ZS(12)，即该层左岸拱圈上游面曲线；投影曲线ZX(14)，即该层左岸拱圈下游面曲线；同理，通过右岸所需参数，得到投影曲线YS(13)，即该层右岸拱圈上游面曲线；投影曲线YX(15)，即该层右岸拱圈下游面曲线；

(3.8)绘出所需高程拱圈：将曲线ZS(12)和曲线YS(13)合并，得到拱圈上游面曲线，提取拱圈上游面曲线的两个端点A、端点B，将曲线投影曲线ZX(14)和曲线YX(15)合并，得到拱圈下游面曲线，

(3.9)提取拱圈下游面曲线的两个端点C、端点D；连接端点A、端点C得到右岸拱端线(17)，连接端点B、端点D得到左岸拱端线(16)；将拱圈上游面曲线、拱圈下游面曲线和拱端线左岸拱端线(16)、右岸拱端线(17)合并得到所需高程拱圈。

2.如权利要求1所述的抛物线双曲拱坝拱圈编绘方法，其特征在于：所述步骤①中计算基础参数包括拱坝基础参数、拱冠基础参数和拱圈基础参数，计算方式如下：

(1.1)计算拱坝基础参数：从数据库随机选取一拱坝作为参照拱坝，针对参照拱坝，根据方程计算该参照拱坝的拱冠梁剖面上下游曲线长度、左右拱圈拱冠处的曲率半径圆心线长度、左右拱圈中心线弦长长度的值，以及坝顶拱圈中心线与拱冠梁相交处的坐标值；

(1.2)计算拱冠基础参数：根据方程计算高程拱冠梁厚度、左右拱圈拱冠处曲率半径、左右拱端中心角和高程拱冠中心坐标的值；

(1.3)计算拱圈参数值：根据方程计算该拱圈上下游曲线长度、左拱圈轴线长度和右拱圈轴线长度的值。

3.如权利要求2所述的抛物线双曲拱坝拱圈编绘方法，其特征在于：所述左右拱圈拱冠处曲率半径方程为：

R₁＝|f₂(z)-f₃(z)+T/2|，

R_r＝|f₂(z)-f₄(z)+T/2|；

其中，R₁为左拱圈拱冠处曲率半径，R_r为右拱圈拱冠处曲率半径，f₂(z)为下游曲线方程，f₃(z)为左拱圈拱冠处曲率半径圆心线方程，f₄(z)为右拱圈拱冠处曲率半径圆心线方程，T为高程拱冠梁厚度。