第七章：水利工程图

1、工程计算机制图工程计算机制图 Computer Drawing in Engineering 第七章第七章 水利工程图水利工程图 清华大学土木工程系清华大学土木工程系 张建平张建平 第七章 水利工程图 (Drawing in Hydraulic Engineering) 7-7-1 1水工结构图水工结构图 7-7-2 2地形图地形图 7-7-3 3开挖图开挖图 7-7-1 1水工结构图水工结构图 H Hydraulic Structure Drawing 水利工程图的定义水利工程图的定义 表达水利工程建筑物的图表达水利工程建筑物的图样样，简称水工简称水工图图。 是反映设计思想、指导施工的重要技

2、术资料。是反映设计思想、指导施工的重要技术资料。 水工图的分类及特点水工图的分类及特点 工程位置图工程位置图（流域图）：水利枢纽的地理位置（流域图）：水利枢纽的地理位置。 与枢纽有关的河流、公路、铁路、重要的建筑物和与枢纽有关的河流、公路、铁路、重要的建筑物和 居民点等居民点等。 特点：特点： 表示范围大，图形比例小，一般为表示范围大，图形比例小，一般为 1:50001:10000； 建筑物一般采用示意法表示。建筑物一般采用示意法表示。 枢纽布置图枢纽布置图（总体布置总体布置图）：表示整个水利枢纽图）：表示整个水利枢纽 在平面和立面的布置情况，包括在平面和立面的布置情况，包括 所在地区的地形所

3、在地区的地形、河流及流向、地理方位等、河流及流向、地理方位等； 各建筑物的相互位置关系；各建筑物的相互位置关系； 建筑物与地面的交建筑物与地面的交线线、填挖方边坡线、填挖方边坡线； 铁路、公路、居民点及有关的重要建筑物；铁路、公路、居民点及有关的重要建筑物； 建筑物的主要高程和主要轮廓线。建筑物的主要高程和主要轮廓线。 特点特点： 枢纽平面布置图必须画在地形图上；枢纽平面布置图必须画在地形图上； 一一般省略不画，般省略不画，或或结构的次要轮廓线和细部构造结构的次要轮廓线和细部构造 采用示意图表示；采用示意图表示； 图中尺寸只标注建筑物外形轮廓尺寸及定位尺寸图中尺寸只标注建筑物外形轮廓尺寸及定位

4、尺寸、 主要部位的高程、填挖方坡主要部位的高程、填挖方坡度度; 比例一比例一般为般为1:5001:1000。 建筑物结构建筑物结构图图：以枢纽中某一建筑物为对象的以枢纽中某一建筑物为对象的 工程图，包括：工程图，包括： 结构布置图；结构布置图； 结构分部和细部构造图；结构分部和细部构造图； 钢筋混凝土结构图钢筋混凝土结构图等等。 特点：特点： 表示建筑物整体、各分部及细部的形状、构造表示建筑物整体、各分部及细部的形状、构造、 尺寸及材料；尺寸及材料； 工程地质情况及建筑物与地基的连接方式工程地质情况及建筑物与地基的连接方式； 相邻建筑物之间的连接方式；相邻建筑物之间的连接方式； 附属设备的位置

5、附属设备的位置； 建筑物的工作条件，如上、下游各种设计水位、建筑物的工作条件，如上、下游各种设计水位、 水面曲线水面曲线等等； 比例一般比例一般为为1:51:200 水工建筑结构图的表达方式与建筑结构图基本水工建筑结构图的表达方式与建筑结构图基本 一致，配筋图允许采用简化画法。一致，配筋图允许采用简化画法。 施工施工图：图：表达水利表达水利工工程施程施工工组织和组织和施施工工方法的方法的 图样。包括图样。包括 施工总平面布置图；施工总平面布置图； 施工导流布置图施工导流布置图； 基础和料场开挖土；基础和料场开挖土； 混凝土分期分块浇筑图混凝土分期分块浇筑图； 施工方法图（包括方法和流程）。施工

6、方法图（包括方法和流程）。 水工图的表达方式水工图的表达方式 视图配置视图配置 平面图（俯视图）平面图（俯视图） 立面图立面图（正视图和侧视图（正视图和侧视图） 上游立面图：人站在上游，面向建筑物投影，所上游立面图：人站在上游，面向建筑物投影，所 得的视图得的视图 下游立面图：人站在下游，面向建筑物投影，所下游立面图：人站在下游，面向建筑物投影，所 得的视图得的视图 展开视图展开视图：为了在立面图上反映倾斜部分的形状，：为了在立面图上反映倾斜部分的形状， 可假想将倾斜部分展开到与立面图平行后，再画可假想将倾斜部分展开到与立面图平行后，再画 出视图，出视图，图名后应标注图名后应标注“展展开开”二

7、字二字。 剖面图：需作多个剖面，以多种方式进行剖视：剖面图：需作多个剖面，以多种方式进行剖视： 沿不同方向沿不同方向剖剖； 沿折线或曲线剖；沿折线或曲线剖； 展开剖视展开剖视：沿剖切线切开并向剖切面投影，然后：沿剖切线切开并向剖切面投影，然后 将所得到的剖视图展开在一个平面上，图名后应将所得到的剖视图展开在一个平面上，图名后应 标注标注“展开展开”二字。二字。 局部放大图（详图）局部放大图（详图） bLb n m A-A展开图 A B D 岸墙 Lb 支渠 b C N M A 干渠 D B 平面图 C 规定画法规定画法 对于构造相同且均布的孔对于构造相同且均布的孔洞洞，可按其外形画出少数孔，可

8、按其外形画出少数孔 洞，其余用符号洞，其余用符号“+”表示其中心位置；表示其中心位置； 当图形比例较小，某些细部构造无法表示清楚，可用当图形比例较小，某些细部构造无法表示清楚，可用 示意图示意图表示其位置、类型和作用，详图另用专门图纸表示其位置、类型和作用，详图另用专门图纸 表示；表示； 水工建水工建筑中各种缝线，如沉降缝、伸缩缝、施工缝、筑中各种缝线，如沉降缝、伸缩缝、施工缝、 材料分界线等，按轮廓线处理，用粗实线表示；材料分界线等，按轮廓线处理，用粗实线表示； 水工图上的曲面水工图上的曲面用细实线画出若干素线，注意疏密方用细实线画出若干素线，注意疏密方 向；向； 斜坡面斜坡面应画出示坡线，

9、并标注坡度应画出示坡线，并标注坡度； 注意扭面和方圆过渡面的表示；注意扭面和方圆过渡面的表示； 按按“水工制图标准水工制图标准”规定，线型分粗、中、细三个等规定，线型分粗、中、细三个等 级，使所表达的图示内容重点突出，主次分明。级，使所表达的图示内容重点突出，主次分明。 不同材料和土质图例填充不同材料和土质图例填充。 河流方向和指北针。河流方向和指北针。 虚线虚线 尺寸标注尺寸标注 结构尺寸结构尺寸 钢钢结构以毫米为单位结构以毫米为单位 其其他结构以厘米为单位他结构以厘米为单位 高程高程 以米为单位以米为单位 “桩号桩号”标注法：用于坝、隧道、渠道等较长水标注法：用于坝、隧道、渠道等较长水 工

10、建筑，工建筑，沿轴线长度尺寸的标注沿轴线长度尺寸的标注： 标注形式标注形式：k+m，k为公里数，为公里数，m为米数；为米数； 起点桩号标注为起点桩号标注为0+000，起点桩号之后起点桩号之后， k、 m为正值；起点桩号之前，为正值；起点桩号之前， k、m为负值；为负值； 同一同一图中几种建筑物均采用图中几种建筑物均采用“桩号桩号”标注法标注法， 可在桩号数字前加注文字加以注明，如坝可在桩号数字前加注文字加以注明，如坝 0+021.00。 控制点控制点 用测量坐标系确定用测量坐标系确定，以米为单位，以米为单位。 7-7-2 2地形图地形图 Topographical Map 在工程设计和施工中，

11、常需要绘在工程设计和施工中，常需要绘制制地形图地形图， 表示地形以及地形与建筑物的相对关系。表示地形以及地形与建筑物的相对关系。 标高投影法标高投影法 (Topographical projection)：表表 示地形图和复杂曲面的投影方法示地形图和复杂曲面的投影方法 用水平投影加注高度数值表示物体形用水平投影加注高度数值表示物体形状状； 高度数值称为高程或标高，以米为单位；高度数值称为高程或标高，以米为单位； 一般采用与测量一致的标准海平面作为基准面一般采用与测量一致的标准海平面作为基准面； 必须注明绘图比例或画出图示比例尺；必须注明绘图比例或画出图示比例尺； 需画出相关剖面图，以清晰、完整

12、表示地形特需画出相关剖面图，以清晰、完整表示地形特 征征。 点的标高投影点的标高投影 设水平设水平面面H为基准面，为基准面， 点点A在在H面上面上方方4m， 点点B在在H面下方面下方3m； 在在A、B两点水平投影两点水平投影 a、b的右下角注明的右下角注明4、 -3，即为点，即为点A、B的标的标 高投影。高投影。 直线的标高投影直线的标高投影 直线的位置是由直线上的两点或由直线上直线的位置是由直线上的两点或由直线上一一点点以以及及 该直线的方向确定；该直线的方向确定； 直线的水平投影和线上两点的高程直线的水平投影和线上两点的高程 直线的方向和线上一点的高程直线的方向和线上一点的高程 直线的方向

13、用坡度和箭头表示直线的方向用坡度和箭头表示 箭头指向下坡箭头指向下坡 坡度与平距坡度与平距 坡度坡度 i ：直线上两点的水平距离：直线上两点的水平距离为为1m时的高度差时的高度差 坡度坡度 i = 高度差高度差H/水平距离水平距离L=tga 平距平距 l ：直线上两点的高度差直线上两点的高度差为为1m时的水平距离时的水平距离 平平 距距 l = 水平距离水平距离L / 高度差高度差H =ctga=1/ tga=1/i 平距是坡度的倒数平距是坡度的倒数：平平距距 l = 1/i 已知直线上两点的高度差已知直线上两点的高度差H和平距和平距l，可求出两点间的水，可求出两点间的水 平距离平距离L L=

14、l/H H=4-(-3)=7m 用比例尺量得用比例尺量得L=5.67m i= 7/5.67=1/0.81 平面的标高投影平面的标高投影 等高等高线线： 某个平面或曲面某个平面或曲面上的等高线是该面上高程相等的点的上的等高线是该面上高程相等的点的 集合，即水平面与该面的交线。集合，即水平面与该面的交线。 平面上等高线是平面上一组互相平行的水平线，其投平面上等高线是平面上一组互相平行的水平线，其投 影也互相平行；当相邻等高线的高差相等时，其水平影也互相平行；当相邻等高线的高差相等时，其水平 距离也相等。即距离也相等。即平面上等高线是一组间距相等的平行平面上等高线是一组间距相等的平行 线线。 坡度坡

15、度线线： 是平面上对是平面上对H面的最大斜度线，与等高线垂直，它们面的最大斜度线，与等高线垂直，它们 的投影也互相垂直。的投影也互相垂直。 坡度线代表该平面的坡度。坡度线代表该平面的坡度。 平面表示方法平面表示方法 平面标高投影通常用平面上的一条等高线和一条坡度平面标高投影通常用平面上的一条等高线和一条坡度 线表示。线表示。 由于它们是两条相交的直线，故可以确定平面位置，由于它们是两条相交的直线，故可以确定平面位置， 并根据它们作出平面上任意高程的等高线。并根据它们作出平面上任意高程的等高线。 直线直线BC、I、 II是平面是平面P上上 AB为坡度线，为坡度线， 与等高线与等高线BC 垂直垂直

16、 一组平行线，其一组平行线，其 水平水平 投投影影0、1、 2也互相也互相平平行行 P 相邻等高线的相邻等高线的 高差为高差为1m，其，其 水平距离即为水平距离即为 平距平距 两平面的交线两平面的交线 在标高投影中在标高投影中，求两平求两平面面（或曲面）或曲面）的交线的交线时时，通常用水平，通常用水平 面作为辅助平面，水平面与两个相交平面的截交线是两条高程面作为辅助平面，水平面与两个相交平面的截交线是两条高程 相等的等高线。相等的等高线。 两平面（或曲面）上相同高程等高线的交线就是两平面（或曲两平面（或曲面）上相同高程等高线的交线就是两平面（或曲 面）的共有点。面）的共有点。 实际工程实际工程

17、中中，相邻两坡面的交线称为坡面交线相邻两坡面的交线称为坡面交线；坡面与地面；坡面与地面 的交线称为坡脚线（填方）或开挖线（挖方）。的交线称为坡脚线（填方）或开挖线（挖方）。 曲面的标高投影曲面的标高投影 正圆锥面正圆锥面 正圆锥面的等高线都是圆，当高差相等时，其水平投影是半径正圆锥面的等高线都是圆，当高差相等时，其水平投影是半径 相等的同心圆；相等的同心圆； 在同心圆上注明高程值在同心圆上注明高程值，就是锥面的标高投影就是锥面的标高投影。 同坡曲面同坡曲面 曲面上任何地方的坡度都相同曲面上任何地方的坡度都相同 同坡曲面上的等高线与相关顶点所作圆锥面上的等高线相切，同坡曲面上的等高线与相关顶点所

18、作圆锥面上的等高线相切， 切点在同坡曲面和这些圆锥面的切线切点在同坡曲面和这些圆锥面的切线上上； 利用这种关系可画出同坡曲面上的等高线。利用这种关系可画出同坡曲面上的等高线。 地形图地形图 地形等高线地形等高线 用假想水平面用假想水平面H截割山丘，可得到一条不规则的曲截割山丘，可得到一条不规则的曲 线，该曲线上每个点的高程都相线，该曲线上每个点的高程都相等等，称之为等高线，称之为等高线。 地形面的标高投影地形面的标高投影 用一用一组高差相等的水平面截割地形面，可得到一组高差相等的水平面截割地形面，可得到一组组 高程不同的等高线，这些等高线的水平投影，并注高程不同的等高线，这些等高线的水平投影，

19、并注 明每条等高线的高程和画图比明每条等高线的高程和画图比例，得到地形面的标例，得到地形面的标 高投影。高投影。 地形面的标高投影图地形面的标高投影图，称为地形图，称为地形图。 地形图上等高线高程数字的字头按规定指向上坡方地形图上等高线高程数字的字头按规定指向上坡方 向向。 相邻等高线之间的高差称为等高距：相邻等高线之间的高差称为等高距：1m、2m、 5m、10m。 地形特征：陡坡、缓坡、高峰、低谷等。地形特征：陡坡、缓坡、高峰、低谷等。 坡向：坡向：与多数等高线大致正交的方向与多数等高线大致正交的方向 地形剖面图地形剖面图 用铅垂面剖切地形面，所得到的剖面形状。用铅垂面剖切地形面，所得到的剖

20、面形状。 地形剖面图的横坐标为沿剖切面的桩号，纵坐地形剖面图的横坐标为沿剖切面的桩号，纵坐 标为高程；标为高程； 标明纵、横坐标的比例尺；标明纵、横坐标的比例尺； 地形剖面按地形趋势连成曲地形剖面按地形趋势连成曲线线。 7 7- -3 3开挖图开挖图 开挖图实际上求场地（或工程建筑物）坡开挖图实际上求场地（或工程建筑物）坡 面间的交线以及坡面与地面的交线，即坡面间的交线以及坡面与地面的交线，即坡 脚线和开挖脚线和开挖线线。 基本方法基本方法 用水平面作辅助面求两个相交面的共同点；用水平面作辅助面求两个相交面的共同点； 两平面（或曲面）上相同高程等高线的交线就是两两平面（或曲面）上相同高程等高线

21、的交线就是两 平面（或曲面）的共有点。平面（或曲面）的共有点。 实际工程中，相邻两坡面的交线称为坡面交线；坡实际工程中，相邻两坡面的交线称为坡面交线；坡 面与地面的交线称为坡脚线（填方）或开挖线（挖面与地面的交线称为坡脚线（填方）或开挖线（挖 方）。方）。 如果交线是直线，只需求两个共同点并连直线；如果交线是直线，只需求两个共同点并连直线； 如果交线是曲线，则应求出一系列共同点，然如果交线是曲线，则应求出一系列共同点，然 后依后依次相连次相连。 例题例题 已知：在高程为已知：在高程为2m的地面上挖一基坑，坑底的地面上挖一基坑，坑底 高程为高程为-2m；各坡面的坡度如图所示。各坡面的坡度如图所示。 求：开挖线和坡面交线求：开挖线和坡面交线 解解： 开挖线：开挖线： 地面高程为地面高程为2m，故开挖线就是各坡面上高程为故开挖线就是各坡面上高程为2m的等的等 高线，它们分