2014 No.2 0000 科技短文
水工泄水洞（孔)渐变段混凝土模板
计算展开法研究'
科技短文
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凝土模板进行展开计算，需要给定图1所示的尺寸D，A，L 及t，面放样尺寸为项方口径a，底圆直径d，变段长度1。
水工泄水润（孔）的润（孔）身剖面一般设计成圆形。但
在水工泄水洞（孔）的进（出）口处，为便于控制水流的开、闭，一般需设置矩形闸门。为使矩形闸门的安装和起闭方便，在泄水洞（孔）的阐门段常做成矩形剖面。于是，在泄水洞（孔）的矩形断面与圆形断面之间，常用渐变段进行连接过渡，使水流能从矩形断面平顺地连接到圆形断面，以避免负压和空蚀现象。随着西部水电项目建设开工，将会出现大量高坝工程，高水头、大流量水工泄水洞（孔）的水力学问题也会更加突出，给施工提出了更高的质量要求。如何提高混凝土模板制作技术，是提高混凝土外观质量的关键间题。
渐变段混凝土模板制作的传统方法是几何作图法，但因为过程复杂、效率低、精度不高等已逐步被计算展开法所替代。在患实于构件真实形状的基础上，系统研究渐变段混凝土模板的制作原理与方法，实现了模板准确、快速地展开、放
样。方法操作简单，使用方便，具有较强的实用性。模板制作计算展开法原理
模板制作是将混凝土构件的各个表面依次摊开在一个水平面上的展开过程，但并非所有的构件都可以完全展开。一般形体表面分可展表面和不可展表面两种。凡表面上相邻两条直线（素线）能构成一个平面时（即两条直线平行或相交），均可展开。属于这类表面的有平面立体、柱面、锥面等。凡母线是曲线或相邻两索线是交叉线的表面，都是不可展表面，如圆球、圆环、螺旋面及其他不规则的曲面等。对于不可展表面，只能作近似展开。形体展开方法大体分为两种：作图展开法、计算展开法。
对于形状筒单的构件，受放样台或场地的限制，不能方便地得到构件的展开图形时，可采用计算展开，先求展开图尺寸，后作放样图。计算展开比作图展开的准确性高，还能检验作图展开的结果。计算法可通过理论进行展开放样，也可通过计算机进行放样计算。计算放样法是经过理论计算进行放样展开的，比作图法所得到的展开精确度要准确。理论上只要能够作图展开的构件便可通过建立数学模型而计算得到。用计算法来展开放样不受场地等条件约束，待别是在大型构件上效率较为显著。计算展开法的步骤如下：①绘出必要的制件视图，甚至可以徒手面出；②将制作的断面作若干等分，等分点越多则展开图制作越准确；③由等分点向相关视图引素线至结合线上，如为相贯体还需大致求出相贯结合线：④绘制出放样草图，并标注以计算各线代号：③把等分点折算成角度，即可按计算公式依次计算，但计算完后需要进行校验；③把计算结果按照放样图直接展开在板材上。渐变段混凝土模板计算展开法
构件展开时，首先计算有关线段实长，然后再利用这些数据绘制出构件的展开图，这种方法为实长计算法。该法较多地适用于用三角形图解方法展开的构件。对于渐变段混
万方数据
a侧面
b平面
图1渐变段计算展开法模型
根据三角函数理论，由图1可得：
α = A 2tsinβ,d = D - tsinp
-7=1
cosB,tanβ
2L
A-D
/a - deina,)*+(a - dsina,)*+4f f.
/a-d+4f，m.d f=
式中：为圆周等分数，其余符号意义如图1所示。工程算例
已知某水工泄水洞（孔）底圆直径D=550cm，进方A= 700cm，渐变段长度L=2500cm，木板厚t=2cm，对该渐变段混额土模板进行展开计算得：a=1196.0cm，d=548.0cm，l
360°
=2 499.97cm,α,
16
=22.5°，α，=45°，设圆周等分数n
=16,据此得：f=2520.9cm,J。=2590.8cmf,=2571.4cm, f=2564.5cmf,=f,，=fo，m=106.6。根据以上计算各值即可作出渐变段混凝土模板的展开图，如图2所示。
+
图2某水工泄水凋(孔)浙变段
混凝土模板展开
若需要调整模板的制作精度改变圆周等分数示即可。
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结语
水工泄水洞（孔）渐变段作为水利水电工程常见的结
构，由于设计上水力学要求，需要混凝土模板制作达到的精度要求很高。采用计算展开法进行模板制作计算，通过调整圆周等分数，满足不同的设计精度要求，比用作图法所得到的展开精确度要准确，而且放样不受场地等条件约束，适合推广到由于场地限制的大型水工泄水润（孔）渐变段混凝土模板制作，有较强的工程应用价值。
（·潮北省水电工程施工与管理重点实验室开放基金资助（HEF200902）；陈晓华，中国葛洲集团国际工程有限
公司，北京
100022）