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与流程

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。

技术实现要素：

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。

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。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在不等截面“丁”形交叉段的俯视图；

图2为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在不等截面“丁”形交叉段的轴测图；

图3为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在等截面“丁”形交叉段的俯视图；

图4为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在等截面“丁”形交叉段的轴测图；

图5为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在不等截面“十”形交叉段的轴测图；

图6为本实施例用于大坝廊道交叉段的过渡结构在不等截面“l”形交叉段的轴测图；

附图标记说明：1-主廊道；2-副廊道；l1-主廊道俯视的外边线；l2-副廊道俯视的外边线；l3-椭圆弧；p4-第一交点；p5-第二交点；p6-第三交点；a-顶部曲面；l5-第一弧面曲线；l6-第二弧面曲线；l7-第三弧面曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供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l1和副廊道俯视的外边线l2，并使其自然相交，设计椭圆弧l3，椭圆弧l3与主廊道俯视的外边线l1、副廊道俯视的外边线l2都相切，椭圆弧l3的长轴不大于1/2倍的主廊道1宽度，短轴不大于1/2倍的副廊道2宽度；

s2：椭圆弧l3竖向运动形成竖直曲面，竖直曲面与主廊道1的顶拱面交于第一交点p4，竖直曲面与副廊道2的顶拱面交于第二交点p5，副廊道2与主廊道1相交的最高点为第三交点p6，连接第一交点p4和第二交点p5，确定第一弧面曲线l5；连接第一交点p4与第三交点p6，确定第二弧面曲线l6；连接第二交点p5和第三交点p6，确定第三弧面曲线l7；

s3：封闭步骤s2确定的第一弧面曲线l5、第二弧面曲线l6、第三弧面曲线l7围成顶部曲面a，顶部曲面a正下方为底部平面，底部平面与主廊道1、副廊道2的底面共面，通过顶部曲面a、竖直曲面、底部平面组成主廊道1和副廊道2的过渡结构。

主廊道1与副廊道2有多种相交方式，本实施例中，主廊道1与副廊道2正交，此时椭圆弧l3为1/4椭圆弧l3。

如图1-2及图5-6所示，主廊道1与副廊道2的宽度不相同，椭圆弧l3的长轴不大于主廊道1宽度的一半，椭圆弧l3的短轴不大于副廊道2宽度的一半。

如图3-4所示，主廊道1与副廊道2的宽度相同，椭圆弧l3为圆弧，圆弧的半径不大于主廊道1宽度的一半。

本实施例还提供一种用于大坝廊道交叉段的过渡结构，具有顶部曲面a、竖直曲面和底部平面；竖直曲面为水平的椭圆弧l3竖向运动而成，椭圆弧l3与主廊道俯视的外边线l1、副廊道俯视的外边线l2都相切，椭圆弧l3的长轴不大于1/2倍的主廊道1宽度，短轴不大于1/2倍的副廊道2宽度；竖直曲面与主廊道1的顶拱面交于第一交点p4，竖直曲面与副廊道2的顶拱面交于第二交点p5，副廊道2与主廊道1相交的最高点为第三交点p6，连接第一交点p4和第二交点p5，确定第一弧面曲线l5；连接第一交点p4与第三交点p6，确定第二弧面曲线l6；连接第二交点p5和第三交点p6，确定第三弧面曲线l7，封闭第一弧面曲线l5、第二弧面曲线l6、第三弧面曲线l7围成顶部曲面a；顶部曲面a正下方为底部平面，底部平面与主廊道1、副廊道2的底面共面；通过顶部曲面a、竖直曲面、底部平面组成主廊道1和副廊道2的过渡结构。

主廊道1与副廊道2有多种相交方式，本实施例中，主廊道1与副廊道2正交，椭圆弧l3为1/4椭圆弧l3。

如图1-2及图5-6所示，主廊道1与副廊道2的宽度不相同，椭圆弧l3的长轴不大于主廊道1宽度的一半，椭圆弧l3的短轴不大于副廊道2宽度的一半。

如图3-4所示，主廊道1与副廊道2的宽度相同，椭圆弧l3为圆弧，圆弧的半径不大于主廊道1宽度的一半。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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