14章水利工程图Word文件下载.docx
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8．分缝中的止水
为防止水流的渗漏，在水工建筑物的分缝处一般都设置有止水结构，其材料有金属止水片、油毛毡、沥青、麻丝和沥青芦席等。
图14.5所示为常见的几种止水结构的做法。
（d）（e）
图14.5分缝止水结构做法
14.1.3水工图的分类
水利工程的设计一般需要经过预可行性研究、可行性研究、招标设计和施工设计几个阶段。
各研究和设计阶段的要求和重点不同，因此各阶段的图样表达的详尽程度和重点不尽相同。
根据图样表达的侧重点和内容的区别，水工图一般可分为：
工程位置图（包括灌溉区规划图）、枢纽布置图（或总体布置图）、建筑物结构图和施工图等。
在工程完建后，按实际建造情况画出的图样称为竣工图（竣工图主要如实反映工程建造过程中的更改情况）。
1．工程位置图
工程位置图主要表示：
水利枢纽所在的地理位置、朝向；
与枢纽有关的河流、公路、铁路的走向；
重要建筑物和居民点的分布情况等。
其特点是：
（1）图示的范围大，绘图比例小，一般比例为1:
5000~1:
10000，甚至更小；
（2）建筑物采用图例表示。
图14.6所示是江苏省引江工程枢纽位置示意图。
从图中可以看出，该枢纽的主干河流南北走向，与东西向的支流构成河网。
枢纽布置以江都抽水站为中心，通过分布在各河流上的节制闸调节各干流的流量，船舶的通航经南北向的芒稻船闸或东西向的仙女庙船闸进入各干流。
2．枢纽布置图
枢纽布置图主要表示整个水利枢纽在平面和立面的布置情况，如图14.30、图14.35所示为枢纽布置图。
枢纽布置图一般包括以下的内容：
（1）水利枢纽所在地区的地形、河流及流向、地理方位（指北针）等；
（2）各建筑物的相互位置关系；
（3）建筑物与地面的交线、填挖方边坡线；
（4）铁路、公路、居民点及有关的重要建筑物；
（5）建筑物的主要高程、定位点（轴线）和主要轮廓尺寸。
枢纽布置图有以下特点：
（1）枢纽平面布置图必须画在地形图上。
在一般情况下，枢纽平面布置图画在立面图的下方，有时也可以画在立面图的上方或单独画在一张图纸上。
图14.6工程位置图
（2）为了突出建筑物主体，一般只画出建筑物的主要结构轮廓线，而次要轮廓线和细部构造省略不画或用示意图表示这些构造的位置、种类和作用。
（3）图中一般只标注建筑物的外形轮廓尺寸及定位尺寸、主要部位的高程、填挖方坡度等。
3．建筑物结构图
结构图以表达枢纽中个体建筑物的结构布置为主，一般包括结构布置图、分部和细部构造图以及钢筋混凝土结构（或钢结构）图等，这类图通常数量较多。
表达的内容如下：
（1）建筑物的结构形状、尺寸及材料；
（2）建筑物各构件的构造及分部、细部的构造、尺寸及材料；
（3）工程地质情况，地基处理方案及建筑物与地基的连接方式；
（4）相邻建筑物之间的连接方式；
（5）附属设备的位置；
（6）建筑物的工作条件，如上、下游各种设计水位、水面曲线等。
结构图必须把建筑物的结构形状、尺寸大小、材料及相邻结构的连接方式等等都表达清楚。
因此，视图所选用的绘图比例较大，一般为1:
5~1:
200（在表达清楚的前提下，应尽量选用比较小的比例，以减小图纸幅面）。
钢筋混凝土结构图、钢结构图的内容详见第15章。
4．施工图
施工图是表达水利工程施工组织和施工方法等的图样，例如：
反映施工场地布置的施工总平面布置图；
反映施工导流方法的施工导流布置图；
反映建筑物基础开挖和料场开挖的开挖图；
反映混凝土分期分块的浇筑图；
反映建筑物施工方法和流程的施工进程图等等。
14.2水工图的表达方法
14.2.1视图配置及名称
在水工图中，俯视图称为平面图，主视图和左（右）视图称为立面图。
人站在上游，面向建筑物作投射，所得的视图称为上游立面图；
站在下游，面向建筑物作投射，所得的视图称为下游立面图。
当面向下游站立时，人的左手侧称为左岸，右手侧称为右岸。
因此有时也用左右岸命名视图。
沿建筑物纵轴线方向称为纵向，垂直于纵轴线方向称为横向。
图14.7陡坡结构图
由于水工建筑物在工作状态时，许多结构被土层覆盖，而内部结构较复杂，所以应用剖视图、断面图表达较多。
图14.7所示为一陡坡结构图，采用了平面图和A—A、B—B两个剖视图才能表达清楚，A—A剖视图也称为纵剖视图。
视图应尽可能按投影关系配置，并且习惯上使水流方向由左向右或由后向前布置图形。
为了便于看图，每个视图都应标注图名，图名统一标注在视图的下方（或上方）中间，并且水平注写。
如图14.8中的平面图，前后对称，按局部视图规定可以只画一半，对称面以点画线表示，并在点画线两端标上对称符号（‖）。
有时为了图面布置合理和美观，也可将两个对称的视图各画一半合并在一起，对称面以点画线表示，标以对称符号，并分别标注相应的图名，如图14.8所示的上游立面图和下游立面图。
图14.8水闸结构布置图
图14.9闸墩结构大样图
14.2.2其它表达方式
1．详图
图14.10土坝结构图
当物体的局部结构由于图形的比例较小而表示不清楚或不便于注写尺寸时，将这些局部结构用较大的比例画出，所得的视图称为详图，如图14.9、图14.10所示。
详图需要标注，标注的方法是：
在原图形需要放大的部位用细实线圆圈出，用引出符号标注详图的编号（分子）和详图所在图纸的编号（分母），如图14.10中的
；
若详图画在本张图纸内，则分母用“—”表示，如图14.10中的
和
详图的下方（或上方）应标注图名和绘图比例，图名用粗实线圆（直径为14mm）和详图编号表示，如图14.10中的①1：
50、②1：
50。
有时也采用注写名称的方法标注，如图14.10中的详图①，也可标注为“上游坝脚详图”，这时原图形上不再需要标注。
2．展开视图
图14.11码头结构图
如图14.11所示，在码头平面图中，码头右侧前沿线与正立面倾斜，为了在正立面图上反映出这部分结构的真实形状，可以假想将倾斜部分展开到与正立面平行之后再作投射，画出视图，所得的视图称为展开视图。
标注时在图名后注写“（展开）”。
3．展开剖视图
如图14.12所示，当建筑物的轴线是曲线或折线时，可以沿轴线剖切并向剖切面投射，然后将所得的剖视图展开在一个平面上，所得的视图称为展开剖视图。
在图14.12中，因为干渠的中心线为圆弧，所以用沿中心线的圆柱面A—A作为剖切面。
作A—A剖视图时，剖面区域的图形按真实形状展开，未剖切到的结构按法线方向向剖切面投射后再展开。
如平面图中支渠闸墩中心线的点M，它向剖切面的投射位置是m；
岸墙上的点N，它向剖切面上的投射位置是n。
把mn展开，就可得到mn在展开剖视图中的投影m′n′，m′n′=mn>
MN。
但为了看图和画图的方便，支渠闸墩和闸孔的宽度仍按实际宽度画出。
4．复合剖视图
图14.12干渠布置图图14.13廊道结构图
用几个剖切面剖开物体所得的剖视图称为复合剖视图，如图14.13所示的2—2剖视图。
复合剖视图的剖切面的起讫和转折处都应进行标注。
5．分层画法
当建筑物的结构变化具有层次时，为了比较简洁地表达出各层的结构，可以采用分层画法，即在同一视图上按其结构层次分段绘制，如图14.14所示。
分层画法的相邻结构层用波
图14.14码头平面图
浪线分界，并用文字注写各层结构的名称。
6．拆卸画法
当所要表达的结构被装配式部件或附属设备遮挡时，可假想将其拆去，把其余部分作投射，这种画法称为拆卸画法。
如图14.15所示，水闸前后对称，平面图中闸室前半部采用拆卸画法，将工作桥和公路桥拆去，闸室岸墙的门槽成为可见。
岸墙背面、一字墙、下游翼墙背面被土层覆盖，为了清楚地表达这部分结构，可以假想将覆盖层掀开再作投射，使得这部分结构可见，这种画法也称为掀开画法。
7．假想画法
图14.15水闸平面图图14.16水电站厂房剖视图
为了表示活动部件的运动范围，或者为了表示相邻结构的轮廓，可以采用假想画法，即用双点画线表示假想结构物的投影。
如图14.16所示的水电站厂房剖视图中，发电机转子和水轮机的吊装位置采用了假想画法，以表示它们在安装时的可能位置。
图14.17连接画法
8．连接画法
当结构物比较长，但又必须画出全长而受图纸幅面的限制时，可以采用连接画法，即将图形分成两段绘制，并用连接符号（折断符和标注字母）表示图形的连接关系（详见第8.4节），如图14.17和图8.29所示。
14.2.3规定画法和简化画法
图14.18底板排水孔布置图
1．对于构造相同且均布的孔洞，如图14.18所示的消力池底板上的排水孔，在表达其分布位置的视图中，可以仅画出少数孔洞，其余用符号“+”表示它们的中心位置。
2．当视图的比例较小，使得某些细部构造无法在图中表示清楚，或者某些附属设施（如闸门、启闭机、吊车等）另有专门的视图表达，不需在图上详细画出时，可以在图中相应位置画出图例。
以表示出结构物的类型、位置和作用。
常用的图例如表14.1所示。
3．建筑物中的各种缝线，如沉陷缝、伸缩缝、施工缝和材料分界线等。
画图时都按可见轮廓线处理，用一条粗实线表示，如图14.19所示。
图14.19缝线的画法
图14.20图线
4．当图样中的视图较复杂时，实线、虚线和点画线的线宽可分为粗、中粗、细三个等级，如图14.20，并要求在同一张图纸上，同一等级的图线，其线宽应一致。
并按建筑物中结构的重要性用不同粗细的图线表达，将建筑物的主要结构线如：
主体外轮廓线、剖视图的断面轮廓线等用粗实线画出；
将次要结构线如：
廊道断面轮廓、闸门、工作桥板、楼梯板断面等用中粗线画出；
将辅助设施结构线如：
桥栏杆等用细线画出。
使得图样内容重点突出，主次分明。
图14.21曲面表示
5．为了增强图样的直观性，水工图中的曲面应用细实线画出若干素线，斜坡面应画出示坡线，其画法如图14.21所示。
表14.1常用图例
序号
名称
图例
备注
1
水流方向
10
堤
2
指北针
11
挡土墙
3
水电站
圆的数量为水轮机台数
12
散货对场
4
船闸
13
公路桥
5
码头
14
平板闸门
（a）（c）
（b）（d）
（a）下游立面图
（b）平面图
（c）侧面图
（d）上游立面图
6
水闸
7
土石坝
15
弧形闸门
（a）侧面图
（c）上游立面图
（d）下游立面图
8
溢洪道
9
涵洞（管）
16
桥式吊车
注：
1．序号1～13的图例主要使用在绘图比例较小的平面布置图中；
2．序号14～16的图例主要使用在结构图中。
14.3水工图的尺寸标注
水工图的尺寸标注，除了应符合第1、6章所述的相关规定和要求外，还应充分考虑水工建筑物的本身形体构造特征的需要；
考虑实际设计、施工过程对尺寸度量、定位方法和测量精度的要求。
14.3.1基准面和基准点
水工建筑物是建造在地面上的，通常是根据测量坐标系所建立的施工坐标系来确定各个建筑物在地面上的位置。
施工坐标系一般是由三个互相垂直的平面构成的一个三维空间坐标体系。
第一个坐标面是水准零点的水平面，称为高程基准面，它由国家测量标准规定为黄海零点，图上不需说明。
若沿用历史上各地区水准零点，如吴淞零点、废黄河零点、塘沽零点、珠江零点、青海零点等时。
图样中应说明所采用的水准零点名称。
第二个坐标面是垂直于水平面的平面，称为设计基准面。
大坝一般以通过坝轴线的铅垂面为设计基准面，水闸和船闸一般以通过闸中心线的铅垂面为设计基准面，码头工程一般以通过码头前沿的铅垂面为设计基准面。
第三个坐标面是垂直于设计基准面的铅垂面。
图14.22水电站平面布置图
三个坐标面的交线是三条相互垂直的直线，构成单个建筑物的定位坐标系。
在图样中通常只需用两个基准点确定设计基准面的位置，其余两个基准面即隐含在其中。
图14.22所示为水库大坝及水电站的平面布置图，其基准点M（x=253252.48，y=68085.95）、N（x=253328.06，y=68126.70）即确定了坝轴线和设计基准面的位置。
x、y坐标值由测量坐标系测定，一般以米为单位。
有时也用施工坐标标识基准点，施工坐标系是为方便施工测量，经测量坐标换算后的工程区域坐标系，坐标值用A、B标识，见表14.2中点的标注。
14.3.2点、线、面的尺寸标注
工程图样中不仅需要标注形体的尺寸，而且还需要对点、线、面进行尺寸标注，如在平面布置图中对基准点、斜桩、开挖坡面的尺寸标注等，其标注方法见表14.2。
表14.2常见点线面的尺寸标注
几何元素
举例
图示及尺寸标注
说明
点
基准点
x、y值为测量坐标值，单位为米
A、B值为施工坐标值，单位为米
高程基准点：
基1—基准点编号
20.400—基准点高程
直线
斜桩
表示斜桩的方位及坡度，桩顶点定位尺寸另注
平面
开挖坡面
斜面用一条轮廓线及坡度线确定
14.3.3长度尺寸的标注
图14.23高程标注法
对于坝、隧洞、渠道等较长的水工建筑物，沿轴线的长度尺寸一般采用“桩号”的注法，标注形式为k+m，k为公里数，m为米数，如图14.22所示。
起点桩号注成0+000，起点桩号之后，k、m为正值，起点桩号之前，k、m为负值。
桩号数字一般沿垂直于轴线方向注写，且标注在同一侧。
当同一图中几种建筑物采用“桩号”标注时，可在桩号数字之前加注文字以示区别，如坝0+021.000，洞0+018.300等。
14.3.4高度尺寸的标注
水工建筑物的高度尺寸与水位、地面高程密切相关，且由于尺寸较大，多采用水准仪测量，因此常以高程来标注其主要高度尺寸，如图14.23所示。
高程符号的画法见第1章所述。
14.3.5规则变化图形的尺寸标注
为使水流平顺或结构受力状态合理，水工结构物常做成规则变化的形体。
对这种形体的尺寸一般采用特殊的标注方法，使得图示简练，表达清晰，便于施工放样。
常用的有下面几种：
1．列表法
图14.24为一梯形坝的典型坝段的尺寸注法，该坝段不同高程的水平断面尺寸呈规则变化。
这里采用了两个有代表性的断面图表示坝段的形状，坝体标准断面图表达沿高度方向的控制高程，断面图A—A表达大坝沿高度方向的水平向尺寸变化，尺寸中呈规则变化者用字母T、a、c、B1、B2、B3表示，用列表法列出不同高程时的尺寸大小。
A——A断面尺寸表单位：
cm
高程
T
a
c
B1
B2
B3
200
190
180
170
160
150
140
130
120
118
3520
4400
5280
6160
7040
7920
8800
9680
10560
10736
1148
1228
1308
1388
1468
1548
1628
1708
1788
1804
326
311
296
281
266
251
236
221
206
203
1221
1250
1278
1305
1331
1357
1383
1409
1435
1440
682
790
875
944
1004
1056
1105
1114
656
733
801
814
图14.24列表法标注尺寸
2．数学表达式与列表结合标注曲线尺寸
水工建筑物的过水表面常做成柱面，柱面的横断面轮廓一般呈曲线型，如溢流坝的坝面、隧洞的进口表面等。
标注这类曲线的尺寸时，一般采用数学表达式描述，曲线上的控制点用列表形式标注尺寸，如图14.25所示。
溢流坝面曲线坐标（m）（y=0.0205761x2）
X
0.00
1.00
2.00
3.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
y
0.000
0.021
0.082
0.185
0.514
2.058
4.629
8.230
12.860
18.518
25.206
32.922
图14.25列表法标注尺寸
3．坐标法标注曲线尺寸
图14.26a为用极坐标法标注蜗壳曲线的尺寸；
图14.26b为用直角坐标法标注一般曲线
涡形曲线坐标尺寸表
点号
…
极角θ
180°
165°
150°
135°
0°
极径ρ
18864
18400
17910
17420
8500
（a）极坐标法（b）直角坐标法
图14.26坐标法标注尺寸
的尺寸。
这是两种常见的运用坐标标注曲线尺寸的方法。
这两种注法可避免引出大量的尺寸界线和尺寸线，而使图形简洁、清晰。
14.3.6不同类型的水工图的尺寸标注
水工建筑物的图示，一般分为总体布置图、分部结构图、细部构造图等若干层次。
因此各类型的水工图之间形成一定表述上的层次关系，其表达的范围和深度以及对尺寸的标注要求是不相同。
1．枢纽布置图
一般应标注出枢纽中主要基准点的测量（或施工）坐标以及高程，必要时也画出测量（或施工）网格。
标注出各建筑物的设计基准面、主要控制面高程，枢纽中各建筑物的相对位置以及其它主要轮廓尺寸，以确定各建筑物的平面位置。
2．结构图
一般应标注出建筑物的总体尺寸、结构物的定形和定位尺寸、分部结构之间的位置尺寸、可以标注清晰的细部结构尺寸等。
3．详图
一般应标注出在各细部构造之间的定位尺寸、结构图中未标注的详细尺寸。
14.3.7水工图中线性尺寸标注特点
1．封闭尺寸
若一建筑物在长度方向分为x段，则只需注出其中x-1段的分段尺寸和总长尺寸就可以确定其大小，但是在水工图样中常将各分段尺寸都注出，形成封闭尺寸链，如图14.26b中的10×
500、450、5450。
这是因为水利工程图不同于机械图（机械图中不允许出现封闭尺寸链），其尺寸不直接反映建筑物的施工精度要求，施工精度按相应规范来控制，为了便于施工测量，往往要求标注封闭尺寸。
2．重复尺寸
由于图纸幅面所限，建筑物的各视图难以按投影关系布置，或者不能画在同一张图纸上，或者采用了不同的绘制比例，致使看图时不易找到对应的投影关系时，通常需要在不同视图上重复标注同一尺寸，以便于看图和查找尺寸。
按投影关系布置的视图，对应关系又容易查找的尺寸，应尽量减少和不重复标注尺寸。
3．对称结构的尺寸标注
（a）（b）（c）
图14.27对称形体尺寸标注
具有对称面的建筑形体，图中对称线两边的尺寸可以标注全长，如图14.27a中尺寸600，有时也可以标注成两个半长，如图14.27a中尺寸300。
按局部视图绘制一半时允许按图14.27b、c形式标注。
4．分形体标注尺寸
（a）不合理尺寸标注（b）对称形体尺寸标注（c）不对称形体尺寸标注
图14.28分形体标注尺寸
尺寸标注应充分考虑其形体构造的个体特点，除必要的定位尺寸外，应避免标注不同个体之间尺寸的交叉。
如图14.28a中的尺寸b、e，施工时不能度量放样，标注不合理，一般应按图14.28b、c形式标注。
另外，开挖线和坡脚线是坡面与地形面的交线，设计图样中只需画出交线并标注坡面的坡度，不需要标注交线上控制点的尺寸，一般在施工放样时再进行作图和计算。
14．4水工图的绘制
绘制水工图样比阅读需要更多、更宽的基础和专业知识，因此对于初学者而言，一般可以从抄绘图样和补绘视图起步，了解水工结构的特点，熟悉常见水工建筑物的表达方法，并在初步掌握水工建筑物设计原理的基础上，达到设计绘图能力的逐步提高。
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