[发明专利]一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构设计方法及过渡结构

说明书

本发明公开了一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构设计方法及过渡结构，其中过渡结构具有顶部曲面、竖直曲面和底部平面。相比于现有技术，本发明通过顶部曲面、竖直曲面、底部平面组成主廊道和副廊道的过渡结构，将大坝廊道交叉部位用平滑曲面代替尖角，改善了大坝廊道在交叉段的应力状态，增大了相关设备在廊道交叉段的通过效率与安全性。

技术领域

本发明涉及大坝廊道技术领域，特别是涉及一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构设计方法及过渡结构。

背景技术

廊道在大坝中起灌浆、排水、检测、交通和运行维护等作用。在基础廊道与水平廊道衔接、廊道与电梯井衔接、廊道在大坝下游设置出口时，经常会涉及廊道交叉的情况。传统大坝廊道交叉段的设计方法采用直接交汇法，多为“丁”字形、“十”字形或“L”字形，一个廊道(副廊道)的两侧边墙以直线方式与另一个廊道(主廊道)的一侧边墙或两侧边墙对接，两条廊道交叉部位无过渡、呈尖角。这种大坝廊道交叉部位尖角的出现，一方面容易在该部位形成应力集中现象，是大坝廊道在交叉段需增加配筋的一个重要原因。另一方面给灌浆与检修设备在此处的通行和安全带来不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构设计方法及过渡结构，用以改善大坝廊道在交叉段的应力状态。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构设计方法，包括以下步骤：

S1、根据廊道轴线，确定主廊道俯视的外边线和副廊道俯视的外边线，并使其自然相交，设计椭圆弧，椭圆弧与主廊道俯视的外边线、副廊道俯视的外边线都相切，椭圆弧的长轴不大于1/2倍的主廊道宽度，短轴不大于1/2倍的副廊道宽度；

S2：椭圆弧竖向运动形成竖直曲面，竖直曲面与主廊道的顶拱面交于第一交点，竖直曲面与副廊道的顶拱面交于第二交点，副廊道与主廊道相交的最高点为第三交点，连接第一交点和第二交点，确定第一弧面曲线；连接第一交点与第三交点，确定第二弧面曲线；连接第二交点和第三交点，确定第三弧面曲线；

S3：封闭步骤S2确定的第一弧面曲线、第二弧面曲线、第三弧面曲线围成顶部曲面，顶部曲面正下方为底部平面，底部平面与主廊道、副廊道的底面共面，通过顶部曲面、竖直曲面、底部平面组成主廊道和副廊道的过渡结构。

优选地，所述主廊道与所述副廊道正交，所述椭圆弧为1/4椭圆弧。

优选地，所述主廊道与所述副廊道的宽度不相同，所述椭圆弧的长轴不大于所述主廊道宽度的一半，所述椭圆弧的短轴不大于所述副廊道宽度的一半。

优选地，所述主廊道与所述副廊道的宽度相同，所述椭圆弧为圆弧，所述圆弧的半径不大于所述主廊道宽度的一半。

本发明还公开了一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构，具有顶部曲面、竖直曲面和底部平面；所述竖直曲面为水平的椭圆弧竖向运动而成，所述椭圆弧与主廊道俯视的外边线、副廊道俯视的外边线都相切，所述椭圆弧的长轴不大于1/2倍的所述主廊道宽度，短轴不大于1/2倍的所述副廊道宽度；所述竖直曲面与所述主廊道的顶拱面交于第一交点，所述竖直曲面与所述副廊道的顶拱面交于第二交点，所述副廊道与所述主廊道相交的最高点为第三交点，连接所述第一交点和所述第二交点，确定第一弧面曲线；连接所述第一交点与所述第三交点，确定第二弧面曲线；连接所述第二交点和所述第三交点，确定第三弧面曲线，封闭所述第一弧面曲线、所述第二弧面曲线、所述第三弧面曲线围成所述顶部曲面；所述顶部曲面正下方为所述底部平面，所述底部平面与所述主廊道、所述副廊道的底面共面；通过所述顶部曲面、所述竖直曲面、所述底部平面组成所述主廊道和所述副廊道的过渡结构。

优选地，所述主廊道与所述副廊道正交，所述椭圆弧为1/4椭圆弧。