高双曲拱坝施工测量计及放样方法.doc

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1、中国葛洲坝集团股份有限公司锦屏一级水电站大坝右岸项目部高双曲拱坝施工测量计算及放样方法摘要：文章结合**水电站双曲拱坝实际情况，通过对双曲拱坝的抛物线方程以及参数方程的分析，了解双曲拱坝的计算基本原理，介绍了实际应用中架站点的选定原则和测设方法，以及拱坝坝面放样和验模步骤。关键词：双曲拱坝抛物线方程曲率半径测量计算放样1、概述***水电站，位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库。大坝为混凝土双曲拱坝，坝高305m，为目前世界最高混凝土双曲拱坝。由于拱坝坝体断面较小，几何形状复杂，在双曲

2、拱坝施工过程中，技术要求比较高，测量计算工作量大。对于300m级的大坝，坝体几何尺寸和外观体型的要求也比较严格，测量放样要求精度高，但因地势狭窄，高差大，如何选择架站点和放样验模方法保证测量精度，是测量工作的关键。2、计算原理　双曲拱坝曲线坐标系为:以O点为坐标原点，拱坝中心线为Y轴,Y轴正方向指向上游面,X轴正方向垂直向左。(见图1)　　坝面右岸上游面抛物线方程为：X=Ruri*tgαuri6中国葛洲坝集团股份有限公司锦屏一级水电站大坝右岸项目部Y=(Ruri+Ouri)-X2/(2*Ruri)　　坝面右岸下游面抛物线方程为：X=Rdri*tgαdriY=(Rdri+

3、Odri)-X2/(2*Rdri)拱圈曲率半径通用方程为：R(i)=a1+a2*z+a3*z2+a4*z3各系数取值见下表　点号EFGHRur1850～1885241.38960-0.-0.0.1790～1850225.41520-0.-0.0.1710～1790200.07050-0.0.-0.1650～1710179.10760-0.0.-0.1600～1650168.87990-0.-0.0.1600～1580161.065400.-0.0.Rdr1850～1885222.65900-1.0.-0.1790～1850180.26590-1.0.-0.1710～17

4、90127.98940-0.-0.0.1650～171098.22370-0.0.-0.1600～165084.39261-0.-0.0.1600～158066.19510-1.0.-0.参数方程为：Aui=0.*Zi-0.*10-3*Zi2-0.*10-6*Zi3Tci=16.00+0.*Zi-0.*10-2*Zi2+0.*10-5*Zi3Aui=Rui+Oui-300Ruli+Ouli=Ruri+OuriRdli+Odli=Rdri+OdriRuli+Ouli=Rdli+Odli+TciRuri+Ouri=Rdri+Odri+Tci上式中字符Rui和Rdi分别表示下

5、游坝面和上游坝面的拱冠曲率半径；字符Odi和Oui分别表示下游坝面和上游坝面的拱冠曲率中心的坐标；字符Z表示拱圈高度；Tc表示拱冠梁厚；脚标中l和r分别表示左半拱和右半拱。6中国葛洲坝集团股份有限公司锦屏一级水电站大坝右岸项目部按照设计提供的这些方程式,可推出某一高程的Aui和Tci及上、下游设计半径Rur、Rdr,再根据参数方程Aui=Rui+Oui-300可求出Oui，然后根据抛物线方程公式Y=(Rdri+Odri)-X2/(2*Rdri)，将实测坐标下x值代入，可求的设计曲线上y坐标。重复以上步骤，可求出每一x值对应y坐标，根据设计仓位高程可编制数据表在现场计算中

6、用。在现场的放样和验模计算中，光有正算还不行，有时需放样坝面曲线偏移一定距离的参考线和计算测点离坝面曲线的偏差值，这就是曲线反算，计算要复杂一些。曲线的反算采用迭代法，首先根据测点的X坐标和高程通过曲线正算，求出对应在曲线上的X和Y坐标，再对抛物线方程式Y=(Rdri+Odri)-X2/(2*Rdri)求导，得出切线方程，然后根据切线方程求出测点在此切线上垂足点坐标，再根据对应在曲线上的点和垂足点的坐标，反算得出两点间距离，若距离大于1mm，则将测点的X坐标加上距离重复上述步骤，只到求的两点间距离小于1mm为止，再根据测点坐标和垂足点的坐标，反算得出两点间距离即为测点到

7、曲线的偏差值。曲线计算可以采用轻巧方便的Casiofx4850/5800计算器编制施工测量放样和测量检测的计算程序，可使现场测量放样工作简便、灵活。3、现场应用3.1放样测站点点位选定的原则1．放样测站点选在测量中心提供的测量控制网点或大坝加密控制网点上，如上述点位无法直接用于仓面放样时，可利用上述测量控制网点直接测设测站点，测设的放样测站点可选择在仓面外或在仓面内。2．选择在仓面外时，尽量能观测到待放样仓面的所有部位，并能与2个或2个以上测量控制网点通视，且高差不应过大，以免因高程观测误差导致大坝形体产生偏差。3．选择在仓面内时，保证测