[发明专利]用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法

权利要求书

1.一种用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法，其特征在于：所述的评价方法以拱坝计算分析成果或运行期监测到的节点位移数据为基础，将各高程坝体最大径向位移的位置拟合为拱坝径向位移中心线，然后再以该拱坝径向位移中心线与铅垂线的夹角作为表征拱坝位移对称性的量化指标来评价拱坝体形设计的合理性以及运行期的工作状态。

2.根据权利要求1所述的用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法，其特征在于：在获取拱坝计算分析成果或运行监测位移成果时，是通过获取拱坝网格中各个节点的径向位移实现的，在获取拱坝网格中各个节点的径向位移时可以采用监测法、拱梁分载法计算或有限元法计算获得。

3.根据权利要求2所述的用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法，其特征在于：通过监测法获取拱坝网格中各个节点的径向位移时是按下述步骤进行的，先选定需要设置垂线的拱冠梁坝段、1/4拱弦长坝段以及其他选定的相应监测坝段，然后按照各测点部位的径向和切向安装布置垂线，并通过直接测量每条垂线各特征控制高程的径向位移δ_i，j和切向位移获得相应节点在拱坝网格中的径向位移。

4.根据权利要求2所述的用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法，其特征在于：在采用拱梁分载法计算获取拱坝网格中各个节点的径向位移时，直接使用拱梁分载法进行拱坝应力和位移计算获得的各计算网格节点的径向位移、切向位移以及扭转位移。

5.根据权利要求2所述的用于拱坝体形设计合理性及运行期工作状态的评价方法，其特征在于：通过有限元法计算获取拱坝网格中各个节点的径向位移时，遵循以下规则，

1)采用统一的坐标系，以横河向为X向，顺河向为Y向，铅垂线为Z向，

2)计算节点的位移分布图，处理为横河向位移、顺河向位移、铅垂线位移，

3)沿拱坝的厚度方向拱坝形体被剖分为多层单元，并以拱圈轴线上的节点为基础处理各节点的位移，

4)获取节点的径向位移时，通过节点位移根据其所在部位的径向和切向进行转换计算最终获得拱坝网格中各个节点的径向位移，

5)根据拱圈轴线为单心圆、多心圆、抛物线和/或椭圆线的不同种类线型分别按下述公开计算获得，

φ_Li＝arctan(XL_i,K/R_Li),

φ_Ri＝arctan(XR_i,K/R_Ri)，

δL_i,K＝DYL_i,K×cos(|φ_Li|)-DXL_i,K×sin(|φ_Li|)，

δR_i,K＝DYR_i,K×cos(|φ_Ri|)-DXR_i,K×sin(|φ_Ri|)，

式中，XL_i,K,YL_i,K为左岸拱圈轴线上任一点L_i,K的坐标,

XR_i,K,YR_i,K为右岸拱圈轴线上任一点L_i,K的坐标，

R_Li，R_Ri分别为左岸拱圈轴线、右岸拱圈轴线的曲率半径，

φ_Li、φ_Ri分别为L_i,K、R_i,K径向与拱坝中心线的夹角，

δL_i,K、δR_i,K分别为L_i,K、R_i,K的径向位移，

X方向和Y方向的位移可分别表示为DXL_i,K,DYL_i,K和DXR_i,K,DYR_i,K。