利用VBA编程进行拱坝施工放样数据计算

时永年

【摘要】拱坝放样方法很多，但由于拱圈待放样点数量多，手工计算不仅工程量大，而且容易出错，本文根据安徽省岳西县天马桥水库抛物线双曲拱坝实例，说明利用VBA编程进行拱坝施工放样数据计算的优点，供从事此类工作的同仁们参考。

【关键词】拱坝 放样 VBA编程

1.前言

拱坝建设中，一般施工图纸给定拱坝体形参数曲线方程，施工时需根据它将各放样层拱圈上、下游轮廓曲线通过计算离散成若干点，求出两个放样基点（一个仪器点，一个后视点）与某一离散点所组成的三角形的边角关系，即可用于仪器施放。

拱坝放样方法很多，但实质上就是计算上述三角形的边角关系，由于拱圈待放样点数量多，手工计算不仅工程量大，而且容易出错。以往一些工程施工中，先由施工单位提供放样基点坐标，由设计院计算拱圈曲线离散点及与放样基点组成的三角形边角数据，装订成册供施工放样使用。

但因放样基点需根据放样方便需适时改变，如某放样基点对下部拱圈通视较好，可以使用，当对上部拱圈通视不好时，即需改变。且施工中待放样的拱圈高程不一定与计算放样数据时预估的拱圈高程吻合，当有一个参数要改变时，整本放样数据须重新计算，因而设计院计算的放样成果实用性不强，往往事倍功半，甚至全功尽弃。

本文根据安徽省岳西县天马桥水库抛物线双曲拱坝实例，说明利用VBA编程进行拱坝施工放样数据计算的优点，供从事此类工作的同仁们参考。

2.天马桥水库抛物线双曲拱坝参数

天马桥水库抛物线双曲拱坝最大坝高53m，拱圈形状曲线如图1，拱冠梁剖面及曲线如图2。

图1 拱圈形状曲线

拱坝体形参数公式见下表。

从上图及表中可见，拱圈中心线为抛物线，上下游轮廓线没有显式曲线方程，需根据其他公式计算出其点坐标。

3.VBA编程

Microsoft VBA 是一个面向对象的编程环境， Microsoft Word、 Excel和AUTOCAD 均内置 VBA，这就意味着利用VBA编程即可控制它们自身和它们之间的数据交换和通信。本工程即利用EXCEL—VBA，实际上是在EXCEL内置一个计算程序，进行拱圈上、下游面放样点坐标计算，以及放样点与两放样基点所组成的三角形边角关系计算。其数据输入界面是大家非常熟悉的EXCEL工作表，如下所示。

表中阴影部分单元格是需要用户输入的，包括放样基点坐标（可方便更换）、左右岸、拱圈高程，以及拱圈上下游轮廓线放样点对应的拱圈中心线X坐标，此坐标可稀可密，可等间距也可不等间距。VBA据此计算出拱圈上游面轮廓线坐标Xu，Yu， 下游面轮廓线坐标Xd，Yd，及他们与放样基点的三角形所胡边角关系，供所有的放样方法使用。

在上述基本数据输入后，激发工作表Active事件（即从一个工作表跳转到此工作表）、工作薄存盘事件、工作表打印事件中，数据即重新计算，得到使用者需要的计算成果。

要运行VBA ，需在EXCEL菜单“工具”—“宏”—“安全性”设置为“中”，再打开“工具”—“宏”—“Visual Basic 编辑器”，插入模块和过程，编写相应的过程中的程序段计算要求的数据，再将激发工作表Active事件、工作薄存盘事件、工作表打印事件與过程联系即可。

在双曲拱坝的放样中，当遇到倒悬层时，因其实际放样点在已浇层外，悬空在外，无处立杆尺及标志。在上述VBA工程中，对于倒悬层，将倒悬的轮廓线向内缩进，数字由放样人员自定，将向内缩进后的轮廓线调至已浇层内。立模时，外推回向内缩进值即还原实际轮廓线。

4.结语

利用VBA进行编程计算放样数据，拱圈高程、放样基点、拱圈放样点数据可根据施工需要由放样人员随时调整，即保证了计算精度，又提供许多方便，且利用EXCEL友好的界面，只需轻点鼠标，一切计算均在后台完成，展示给用户的是一EXCEL表。由于上述输入参数均可在现场由放样人员调整，计算成果又可在瞬间完成，使得拱坝放样数据计算变得异常简单，每次放样数据即为一张表格，简结实用，极大地解放了劳动力。不需要放样人员有拱坝专业知识，一切傻瓜式地完成。该方法在天马桥电站拱坝放样工作中取得了成功，又在其他十几个工程中得到应用，均得到了施工放样人员一致赞许。

由于VBA为许多办公及平面制图软件内置，它们之间可以通信，上述数据算出后，可绘制AUTOCAD图形。