张忠 李毅

（1、贺州学院，广西 贺州542889 2、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，陕西 西安710075）

双曲线冷却塔属于立体空间构筑物，人字柱[1]在空间双向倾斜，构造复杂，环梁底板也为双面倾斜，在施工中模板放样比较困难，有些数据计算复杂，本文把施工中常用的一些比较难以计算的参数进行推导总结，以供施工人员施工时作为参考。

1 图纸提供的几何参数

1.1 人字柱空间参数

人字柱空间关系详见图1。

图1 双曲线冷却塔人字柱空间参数图（自绘）

ε 为每对人字柱轴线所组成平面底角夹角的1/2；

β 为每对人字柱轴线所组成平面与铅垂面的夹角。

1.2 人字柱柱墩空间参数

人字柱柱墩参数关系详见图2 和图3。

图2 柱墩水平投影图（自绘）

图3 柱墩空间示意图（自绘）

图4 环梁立面图（自绘）

荦水池底板标高；

HC 柱墩C 点至底板面的垂直距离；

HD 柱墩D 点至底板面的垂直距离；

HB 柱墩B 点至底板面的垂直距离；

HA 柱墩A 点至底板面的垂直距离。

1.3 环梁空间参数

环梁参数关系详见图4。

环梁底面内壁半径R1，环梁底面外壁半径R2，环梁底板厚度d。

2 施工过程中所需要计算的参数

2.1 人字柱轴线与水池底板夹角α

θ 为人字柱轴线与铅垂线（面）的夹角，其空间关系详见图1。

L1-2为每对人字柱所在平面底角平分线从环梁底板到水池底板的长度；

L 为人字柱轴线从环梁底板到水池底板的长度；

H 为环梁底板所在水平面与水池底板所在平面的高度差。

COSε=L1-2/L

COSβ=H/L1-2

COSθ=H/L

则COSθ=COSβCOSε

α=90°-θ=90°-arccos(COSβCOSε)

2.2 人字柱在水池底板投影截面参数

人字柱与水池底板关系详见图5。

图5 人字柱在水池底板水平面的投影图（自绘）

人字柱截面与水池底板平面夹角θ′=90°-α

人字柱截面与水池底板平面交界面椭圆长半轴[2]:a=d/(2COSθ′)，d 为人字柱直径长度。

人字柱截面与水池底板平面交界面椭圆短半轴：b=d/2，焦距：

2.3 人字柱与环梁底面交界面参数

人字柱与环梁关系详见图6。

因两人字柱轴线所组成的平面中心线与筒壁走向一致（垂直环梁底）[3]，故仅考虑一个倾斜方向求解人字柱与环梁底面交界面椭圆。

图6 人字柱与环梁底板交界面示意图（自绘）

2.4 人字柱与柱墩顶面的交点中心标高

C 点标高荦C=荦底板标高+ HC；

D 点标高荦D=荦底板标高+ HD；

B 点标高荦B=荦底板标高+ HB；

A 点标高荦A=荦底板标高+ HA；

AB 连线中点E 标高荦E=(荦A+荦B)/2；

F 点标高荦F=荦D-(荦C-荦D)DF/DC；

人字柱与柱墩顶面的交点中心s 标高荦S=(荦E+荦F)/2。

2.5 环梁底板参数

环梁底板所在倒圆锥空间关系详见图7。

图7 环梁底板所在倒圆锥示意图（自绘）

2.5.1 环梁底板所在倒圆锥母线长度L

实际环梁是一个圆锥截面的一部分，环梁底板[4]所在倒圆锥的母线长度（即环梁底板放样扇形圆弧的半径）

R1为环梁底内半径，R2为环梁底外半径

2.5.2 整体环梁底板放样所在圆环平面

环梁底板模板整体放样图详见图8。

图8 环梁底板放样所在平面圆环示意图（自绘）

圆环内弧长度L′=2πR1；

圆环外弧长度L″=2πR2；

圆弧圆心角度ω=360°×L′/(2πL)。

2.5.3 环梁底板分段放样图

环梁模板分段放样详见图9。

图9 环梁底板每段放样示意图（自绘）

Ⅰ-Ⅱ段为一块模板，Ⅱ- Ⅲ段为一整块模板，实际模板安装时Ⅱ- Ⅲ从中间断开分为两段。

2.5.4 环梁底板Ⅱ- Ⅲ段安装时中间断开的落拱

环梁底板安装时落拱位置关系详见图10 和图11。

图10 Ⅱ-Ⅲ段环梁底板中间落拱示意图（自绘）

图11 环梁底板空间位置与平面位置落拱差示意图（自绘）

环梁底板展开面积为圆环的一部分，环梁底板实际是在一个空间倒圆锥的曲面上，而模板加工只能按平面进行加工，故实际模板支设中通过两端人字柱位置确定环梁底板模板标高及定位点，则模板中部位置和环梁底板实际位置存在一定误差[5]，此误差需要修正，即环梁每段人字柱之间的环梁模板需要从中间断开；该处误差度需要计算。

2.6 筒壁内外径控制方法的参数

筒壁施工过程中筒壁半径控制钢卷尺拉设详见图12。

2.6.1 内径控制方法

每段筒壁上口内径[6]为R，标高为H1，实际施工时通过沿筒壁四周用钢卷尺测量筒壁模板上口内壁到中心控制圆盘的斜长来控制其内径；卷尺中心盘的标高为H2，卷尺中心盘标高、中心位置通过经纬仪配合卷尺校正和测量

△H：为卷尺中心盘与每节筒壁上口高度差，△H=H1-H2

其中R 为筒壁模板上口所在部位的图纸半径，H1 为筒壁模板上口图纸标高，H2 为卷尺中心盘标高（需要根据吊盘提升进行每次测量）

卷尺修正长度：温度变化所引起的误差：ΔLα=L×αΔt，α 钢卷尺线温度膨胀系数，Δt 为实际测量环境温度与标准温度的差值；

图12 筒壁半径控制示意图（自绘）

筒壁外径通过筒壁内外模板之间对拉螺栓混凝土套筒的长度控制筒壁厚度，进一步控制筒壁外径的精度，对拉螺栓混凝土套筒的长度预制按所在筒壁位置筒壁厚度进行。施工时最后通过直尺测量筒壁模板上口内外模板之间厚度，来检测筒壁厚度及筒壁外径的准确度。

3 结论

随着科学技术的发展，施工应用设备越来越先进，比如标高及角度的测量可以直接使用红外线设备代替传统的经纬仪校正，模板放样可以直接通过计算机三位模拟代替人工计算，筒壁半径验收可以通过全站仪控制，但是作为一个施工人员对双曲线冷却塔施工放样及校正的基本原理一定要掌握，本文所列的参数都是作为施工人员必须掌握的推导参数，需要具有空间想象和实际施工操作经验，具有一定难度，故本人列出其公用参数的推导过程及原理以供施工人员进行参考。