[发明专利]一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法

权利要求书

1.一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，其特征在于，所述快速自动分析方法包括以下步骤：

S1、对包含N个桥墩的桥梁所在河段的岸线及一定范围内水下地形进行预处理，生成地形三角网，设定阻水比分析水位Z，其中，所述一定范围指包含所有桥墩及可能的阻水分析断面的区域；

S2、确定桥墩所在河段的主流线及阻水比分析参考过流断面，计算过水断面面积S_总；

S3、将桥墩平面轮廓图及过水断面顶线段L_AB作为整体进行坐标转换；

S4、在转换后平面系统中，将每个桥墩的阻水端点投影至过水断面，得到桥墩有效阻水区域的投影段集合，过程如下：

S41、在转换后平面系统中，对每一个桥墩提取桥墩轮廓线节点x轴坐标X_LK(n,i)，n、i分别为桥墩和桥墩轮廓线节点编号，表示第n个桥墩的第i个节点，n∈[1,N]，i为大于3的任意整数，简便起见取最大值为1000；将轮廓线节点x轴坐标值X_LK(n,i)按大小排序，搜索出x轴坐标值最小和最大的两个节点，即为该桥墩的阻水端点，其x轴坐标值分别记录为X_nmin和X_nmax，将此二端点投影至过水断面，其垂足可表示为S_n(X_nmin,b₁)、E_n(X_nmax,b₁)；

S42、将各对垂足按S_n值大小排序，然后根据每个桥墩阻水端点的垂足S_n和E_n确定每个桥墩对应的阻水投影线段，即为S_n和E_n之间线段，N个桥墩合计得到N个投影线段L_S1E1～L_SNEN；

S43、对排序后的N个投影线段的端点,即N对垂足进行搜索对比，去除投影后重叠部分，得到过水断面上桥墩有效阻水区域的顶线段集合；

S5、计算桥墩在过水断面上的投影面积S_阻；

S6、计算分析Z水位下的桥墩有效阻水比R_有效，绘制阻水剖面图，其中，所述桥墩有效阻水比计算公式如下：R_有效＝S_阻/S_总×100％。

2.根据权利要求1中所述的一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，其特征在于，所述步骤S2中确定桥墩所在河段的主流线及阻水比分析参考过流断面，计算过水断面面积S_总的过程如下：

S21、确定河段主流线，其中，确定河段主流线的方法包括以下：(1)通过历史实测水流流速资料，(2)通过模型试验或计算成果，(3)根据滩槽格局，然后由主槽走向判定；

S22、将过桥轴线与主流线交点作主流线的垂线，由该垂线在河岸之间的线段向河床作切面，所得剖面即为参考过水断面，其中，该垂线在河岸之间的线段记作L_AB，即为过水断面顶线段；

S23、计算过水断面面积S_总：记L_AB两个端点坐标分别为A(a₁,b₁)、B(a₂,b₂)，对过水断面顶线段L_AB进行节点加密，采用距离D_{L_jm}控制加密幅度，取D_{L_jm}≤桥墩最小宽度；

S24、由地形三角网对加密所得各节点进行插值，求得各节点高程h_{L_jm}(m)，其中，各节点的坐标记为(X_L(m),Y_L(m))，m为节点编号，节点总数记为ML；结合分析水位Z，计算得各节点水深H_{L_jm}(m)，计算出过水断面面积：

H_{L_jm}(m)＝Z-h_{L_jm}(m)，