WES剖面堰面曲线由下列几段组成:堰顶上游曲线PO,为3段相接的圆弧曲线,堰顶曲线OA段,直线AB段,反弧BC段。刀山峪3#塘坝为曲线形实用堰,WES剖面,堰顶曲线方程为y=0.677x1.85,直线段坡比为1:0.7,反弧段半径为R=3m,下游堰高4.5m。如下图。
1.堰顶上游曲线PO段
PO段由三段相接的圆弧曲线组成,圆弧的半径及长度如下图所示。
2.堰顶曲线OA方程
选xoy直角坐标系,刀山峪3#砌石堰上游面垂直,WES堰顶曲线方程为
eoa
y/Hd=0.5(x/Hd)1.85
式中:Hd为设计水头。本实用堰Hd=0.7m,WES堰顶曲线方程为
y=0.677x1.85 (1)
3.直线AB的方程
堰顶曲线OA与直线AB的切点为A,由(1)式得
y’=1.253x0.85
直线AB的坡比为1:0.7,令y’=1/0.7,从上式解的切点A的坐标为(1.17,0.90)。
直线AB的点斜式方程为
即
y=1.429x-1.127 (2)
4.反弧圆心O’的坐标
令(2)式y=0,得直线AB的横截距xD=0.536m(直线AB与x轴交点为D点)。
(1)直线EO’方程
O’为反弧圆心,EO’//AB,EO’与AB的距离为3m。E点为EO’与x轴的交点,EO’的横截距为
m
直线EO’的方程(点斜式)为
即
y=1.429x-5.997 (3)
(2)直线GO’方程
直线GO’平行于x轴,则直线GO’的方程为
y=4.5-3=1.5 (4)
(3)反弧BC圆心O’的坐标
由(3)(4)式联立求解得,反弧BC圆心O’的坐标为(5.25,1.5)。
5 反弧BC的方程
反弧BC与直线AB的切点为B,与水平线CF的切点为C,反弧BC的方程为
(x-5.25)2+(y-1.5)2=32 (5)
反弧圆心角
α=tg-1=55.008°
(6)切点B的坐标
由(2)(5)式联立得,切点B的坐标为(2.79,3.22)。
(7)切点C的坐标
切点C的坐标为
xC=xo’=5.25m
yC=4.5m
当求出堰面各段曲线方程后,可根据需要加密曲线上点,即算得需要点坐标。
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