時(shí)永年

【摘要】拱壩放樣方法很多，但由于拱圈待放樣點(diǎn)數(shù)量多，手工計(jì)算不僅工程量大，而且容易出錯(cuò)，本文根據(jù)安徽省岳西縣天馬橋水庫(kù)拋物線雙曲拱壩實(shí)例，說(shuō)明利用VBA編程進(jìn)行拱壩施工放樣數(shù)據(jù)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，供從事此類工作的同仁們參考。

【關(guān)鍵詞】拱壩 放樣 VBA編程

1.前言

拱壩建設(shè)中，一般施工圖紙給定拱壩體形參數(shù)曲線方程，施工時(shí)需根據(jù)它將各放樣層拱圈上、下游輪廓曲線通過(guò)計(jì)算離散成若干點(diǎn)，求出兩個(gè)放樣基點(diǎn)（一個(gè)儀器點(diǎn)，一個(gè)后視點(diǎn)）與某一離散點(diǎn)所組成的三角形的邊角關(guān)系，即可用于儀器施放。

拱壩放樣方法很多，但實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算上述三角形的邊角關(guān)系，由于拱圈待放樣點(diǎn)數(shù)量多，手工計(jì)算不僅工程量大，而且容易出錯(cuò)。以往一些工程施工中，先由施工單位提供放樣基點(diǎn)坐標(biāo)，由設(shè)計(jì)院計(jì)算拱圈曲線離散點(diǎn)及與放樣基點(diǎn)組成的三角形邊角數(shù)據(jù)，裝訂成冊(cè)供施工放樣使用。

但因放樣基點(diǎn)需根據(jù)放樣方便需適時(shí)改變，如某放樣基點(diǎn)對(duì)下部拱圈通視較好，可以使用，當(dāng)對(duì)上部拱圈通視不好時(shí)，即需改變。且施工中待放樣的拱圈高程不一定與計(jì)算放樣數(shù)據(jù)時(shí)預(yù)估的拱圈高程吻合，當(dāng)有一個(gè)參數(shù)要改變時(shí)，整本放樣數(shù)據(jù)須重新計(jì)算，因而設(shè)計(jì)院計(jì)算的放樣成果實(shí)用性不強(qiáng)，往往事倍功半，甚至全功盡棄。

本文根據(jù)安徽省岳西縣天馬橋水庫(kù)拋物線雙曲拱壩實(shí)例，說(shuō)明利用VBA編程進(jìn)行拱壩施工放樣數(shù)據(jù)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，供從事此類工作的同仁們參考。

2.天馬橋水庫(kù)拋物線雙曲拱壩參數(shù)

天馬橋水庫(kù)拋物線雙曲拱壩最大壩高53m，拱圈形狀曲線如圖1，拱冠梁剖面及曲線如圖2。

圖1 拱圈形狀曲線

拱壩體形參數(shù)公式見下表。

從上圖及表中可見，拱圈中心線為拋物線，上下游輪廓線沒有顯式曲線方程，需根據(jù)其他公式計(jì)算出其點(diǎn)坐標(biāo)。

3.VBA編程

Microsoft VBA 是一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境， Microsoft Word、 Excel和AUTOCAD 均內(nèi)置 VBA，這就意味著利用VBA編程即可控制它們自身和它們之間的數(shù)據(jù)交換和通信。本工程即利用EXCEL—VBA，實(shí)際上是在EXCEL內(nèi)置一個(gè)計(jì)算程序，進(jìn)行拱圈上、下游面放樣點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算，以及放樣點(diǎn)與兩放樣基點(diǎn)所組成的三角形邊角關(guān)系計(jì)算。其數(shù)據(jù)輸入界面是大家非常熟悉的EXCEL工作表，如下所示。

表中陰影部分單元格是需要用戶輸入的，包括放樣基點(diǎn)坐標(biāo)（可方便更換）、左右岸、拱圈高程，以及拱圈上下游輪廓線放樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的拱圈中心線X坐標(biāo)，此坐標(biāo)可稀可密，可等間距也可不等間距。VBA據(jù)此計(jì)算出拱圈上游面輪廓線坐標(biāo)Xu，Yu， 下游面輪廓線坐標(biāo)Xd，Yd，及他們與放樣基點(diǎn)的三角形所胡邊角關(guān)系，供所有的放樣方法使用。

在上述基本數(shù)據(jù)輸入后，激發(fā)工作表Active事件（即從一個(gè)工作表跳轉(zhuǎn)到此工作表）、工作薄存盤事件、工作表打印事件中，數(shù)據(jù)即重新計(jì)算，得到使用者需要的計(jì)算成果。

要運(yùn)行VBA ，需在EXCEL菜單“工具”—“宏”—“安全性”設(shè)置為“中”，再打開“工具”—“宏”—“Visual Basic 編輯器”，插入模塊和過(guò)程，編寫相應(yīng)的過(guò)程中的程序段計(jì)算要求的數(shù)據(jù)，再將激發(fā)工作表Active事件、工作薄存盤事件、工作表打印事件與過(guò)程聯(lián)系即可。

在雙曲拱壩的放樣中，當(dāng)遇到倒懸層時(shí)，因其實(shí)際放樣點(diǎn)在已澆層外，懸空在外，無(wú)處立桿尺及標(biāo)志。在上述VBA工程中，對(duì)于倒懸層，將倒懸的輪廓線向內(nèi)縮進(jìn)，數(shù)字由放樣人員自定，將向內(nèi)縮進(jìn)后的輪廓線調(diào)至已澆層內(nèi)。立模時(shí)，外推回向內(nèi)縮進(jìn)值即還原實(shí)際輪廓線。

4.結(jié)語(yǔ)

利用VBA進(jìn)行編程計(jì)算放樣數(shù)據(jù)，拱圈高程、放樣基點(diǎn)、拱圈放樣點(diǎn)數(shù)據(jù)可根據(jù)施工需要由放樣人員隨時(shí)調(diào)整，即保證了計(jì)算精度，又提供許多方便，且利用EXCEL友好的界面，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，一切計(jì)算均在后臺(tái)完成，展示給用戶的是一EXCEL表。由于上述輸入?yún)?shù)均可在現(xiàn)場(chǎng)由放樣人員調(diào)整，計(jì)算成果又可在瞬間完成，使得拱壩放樣數(shù)據(jù)計(jì)算變得異常簡(jiǎn)單，每次放樣數(shù)據(jù)即為一張表格，簡(jiǎn)結(jié)實(shí)用，極大地解放了勞動(dòng)力。不需要放樣人員有拱壩專業(yè)知識(shí)，一切傻瓜式地完成。該方法在天馬橋電站拱壩放樣工作中取得了成功，又在其他十幾個(gè)工程中得到應(yīng)用，均得到了施工放樣人員一致贊許。

由于VBA為許多辦公及平面制圖軟件內(nèi)置，它們之間可以通信，上述數(shù)據(jù)算出后，可繪制AUTOCAD圖形。