墩头圆弧曲线通用计算式
简介: 本文对溢洪道闸墩、抽水蓄能电站进(出)水口分流隔墩的头部圆弧曲线进行了综合分析,推导出了计算墩头圆弧曲线参数的通用计算式,为闸墩和分流隔墩头部圆弧曲线的设计提供了方便。 1 引言 溢洪道、泄水闸等泄水建筑物的闸墩形状对水流的侧收缩系数有较大的影响,因此在工程实际中,闸墩头部形状通常采用圆弧曲线(如:半圆型、尖圆型)。抽水蓄能电站进(出)水口分流隔墩头部的形状对流道内水流的流态、分流比也有直接的影响,分流隔墩头部形状也采用流线型圆弧曲线。为了便于闸墩和分流隔墩头部圆弧曲线的设计,有必要对圆弧曲线的参数进行分析计算。 2 圆弧曲线参数通用计算式的推导 闸墩和分流隔墩头部的标准形状如图1所示。当β=0、α=180°时,墩头形状为半圆型;当β=0、α=90°时,墩头形状为尖圆型(或称流线型)。闸墩或分流隔墩头部圆弧曲线参数如图2所示。
已知条件: (1)闸墩的边壁与中心线的夹角为β; (2)两段圆弧曲线交点处切线的夹角为α; (3)闸墩(或分流隔墩)头部宽度为d。 推导:与闸墩的边壁相切、满足已知条件的圆弧曲线参数通用计算式。 通用计算式推导如下(见图2): 设:圆弧曲线半径AO=R,圆弧曲线水平长度CB=L,∠AOD=θ1,∠ABC=θ2。 则:θ1= 根据三角函数关系有:AB= 又因为:AC= AO= 即:圆弧曲线半径R= 又因为:CB= 即:圆弧曲线水平长度L= 3 算例 利用式(1)和式(2),我们可以计算出各种不同闸墩宽度、不同切线夹角的墩头圆弧曲线半径R和墩头圆弧曲线的水平长度L,或者已知3个参数,求解第4个参数。表1列出了多种特征墩头体型的圆弧曲线参数。 表1 特征墩头体型的圆弧曲线参数 相关分类 |