彎道在水利工程中較為常見,如河道、渠道、水庫溢洪道、水庫大壩等。彎道的施工放線對小型工程來說隨意性很大,大中型工程按規(guī)范推薦的方法較為繁瑣,有的很難實施。石店水庫除險加固工程是投資一千多萬元的中型工程,為滿足安全度汛要求,汛前完成20萬m3土方,主、副壩的彎道放線成了影響工程進度的難題。見圖一。

  壩軸線為防浪墻中心線,主副壩連接處弧線半徑27.5m,起止樁號為0+280~0+300,中心角40°,壩頂高程143m,施工起點高程113m,高差30m,因此通過圓心放線。對于此段的彎道放線爭議頗多,并提出將圓心下移到0+290后壩肩,然后通過經(jīng)緯儀放線。見圖二。

  這樣放線勢必推翻原設(shè)計,切點、半徑全部改變,大壩穩(wěn)定計算、工程量的增減須重新復(fù)核,工程進度要求不能容許。

  本人結(jié)合以往的工程實踐,根據(jù)本工程特點提出一種簡捷的施工放線方案,現(xiàn)綜述如下:

  圖中圓心角θ、半徑R均為已知,為使此方法有普遍意義,現(xiàn)用符號替代,見圖三。

  現(xiàn)將θn等份,取任意一等份角α,α對應(yīng)的弦長為L=2Rsin(α/2)。

  在ΔOAO'中,β=(180°-θ)/2

  在ΔO'BO中,γ=(180°-α)/2

  在ΔO'CB中,設(shè)∠CO‘B=μ

  μ=γ-β

  建立坐標(biāo)系

  因A、O'兩點均已確定,規(guī)定O'為原點,垂直O(jiān)'A為y軸,O'A為x軸,只要給定α值,便可得到一級坐標(biāo)。

  X=Lcosμ=2Rsin(α/2)cos[(180°-α)/2-(180°-θ)/2]

  X=Lsinμ=2Rsin(α/2)sin[(180°-α)/2-(180°-θ)/2]

  這樣只要有計算器、測繩、皮尺、拐尺,就可以放線。

  用經(jīng)緯儀或測線連接A、O'兩點,由任意的α計算出x、y,從O'起量出x點,從x點用拐尺、皮尺量出y值,依次類推,便可點出弧上任意份nx的點,這些點的連線便是圓弧線了。

  如果有可以編程的CSO計算器就更簡單了,只需輸入一個α便可得到x、y值。

  其程序如下:

  (按程序語言要求,將α、θ、β、γ分別改寫寫為A、T、B、C)

  10INPUTA

  20L=R×SIN(A/2)×2

  30B=(π-T)/2

  40C=(π-A)/2

  50D=C-B

  60X=L×COSD

  70Y=L*SIND

  80PRINT“X=”;X,“Y=”;Y

  85GOTO10

  90END

  因為R、θ均為已知,變量僅α一個,故此法簡便易行。

  此法不僅適用于本工程,且對其他彎道放線有普遍意義,像公路、河流、渠道的彎道,只要給出兩切點、圓心角半徑,有計算器、測繩皮尺、拐尺就可準(zhǔn)確無誤放線了。

  此法來自工程實踐,將具有推廣價值,特別是平原水庫的施工,對合理設(shè)置彎道、減少工程量、減輕施工人員的工作量、加快施工進度有一定意義