[发明专利]一种管型涵洞截面的三连弧设计方法

权利要求书

1.一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，用以获取管型涵洞截面内轮廓线的几何参数，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)确定涵洞截面内轮廓线的设计基准；

2)确定涵洞截面内轮廓线的设计基本控制参数A和基本定形参数U；

3)确定参数A和U与涵洞截面内轮廓线的关联模式并建立管型涵洞截面的三连弧设计模型；

4)根据管型涵洞截面的三连弧设计模型对基本定形参数U进行循环修正，直至满足基本控制参数A的要求。

2.根据权利要求1所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的步骤2)中，基本控制参数A为已知参数，包括涵洞截面内轮廓线的内接基准矩形宽度B_k、涵洞内水流通行面积S_j、内轮廓线净高度控制值H_j和底线横坡i。

3.根据权利要求2所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的步骤2)中，基本定形参数U为待定参数，包括涵洞截面内轮廓线的内接基准矩形高度H_k、顶圆弧半径R₁和半圆心角α₁、侧上圆弧半径R₂和圆心角α₂、侧下圆弧半径R₃和半圆心角α₃、内轮廓线净高度计算值H_j＇以及净宽度计算值B_j。

4.根据权利要求1所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的参数A和U与涵洞截面内轮廓线的关联模式包括：

(1)涵洞截面内轮廓线的内接基准矩形尺度B_k×H_k的上角点和下角点分别为涵洞截面内轮廓线上顶圆弧端部和侧下圆弧下端；

(2)涵洞截面内轮廓线除在底线中点设理论折点外，其余均为连续曲直切线。

5.根据权利要求3所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的管型涵洞截面的三连弧设计模型为：

其中，b₃、b₄、a₄、a₅均为中间参量。

6.根据权利要求5所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的步骤4)具体包括以下步骤：

41)确定内接基准矩形宽度B_k、涵洞内水流通行面积S_j、内轮廓线净高度控制值H_j和底线横坡i的值，以及半圆心角α₁的初始值；

42)根据三连弧设计模型计算基本定形参数U的值；

43)判断内轮廓线净高度计算值H_j＇是否大于内轮廓线净高度控制值H_j，若是，则减小半圆心角α₁的值，并返回步骤42)，若否，则判断内轮廓线净高度计算值H_j＇是否小于内轮廓线净高度控制值H_j，若是，则增大半圆心角α₁的值，并返回步骤42)，若否，则进行步骤44)；

44)获取最终的基本定形参数U的设计值。

7.根据权利要求1所述的一种管型涵洞截面的三连弧设计方法，其特征在于，所述的步骤1)中，涵洞截面内轮廓线的设计基准统一为一个通道截面内轮廓线的内接基准矩形。