[发明专利]一种管型涵洞截面的三连弧设计方法

说明书

本发明涉及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，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。与现有技术相比，本发明具有设计精确、规范设计步骤、标准化等优点。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种管型涵洞截面的三连弧设计方法。

背景技术

涵洞是土木工程的重要组成结构，在国内外大量使用于路线两侧水系的连通。目前，涵洞建造普遍存在的问题如下：

1、结构构造尺寸设计不合理，建造用材较浪费，单体造价指标居高不下；

2、标准化、体系化存在缺陷，采用预制结构后，常常成为施工附加负担；

3、规模化、工业化效应不佳，常常落入技术高，但造价也高的尴尬处境；

4、设计不统一，结构形式多，发展实用准确的设计方法已成为当务之急。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种管型涵洞截面的三连弧设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

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，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。

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。

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。

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。

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。

所述的步骤4)具体包括以下步骤：