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本書(shū)是原電力工業(yè)部“八五”計(jì)劃重點(diǎn)科技開(kāi)發(fā)項(xiàng)目——《拱壩CADC》研究成果的理論總結(jié)與技術(shù)總結(jié)。全收依據(jù)拱壩設(shè)計(jì)與施工的基本原理與要求，對(duì)各種壩型之壩體與壩內(nèi)廊道、壩身泄洪，以及電站各種類型尾水管和蝸殼等的數(shù)值計(jì)算機(jī)技術(shù)、曲線擬合技術(shù)施工放樣技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)等，作了全面深入地論述。書(shū)中所有的理論，觀點(diǎn)，算法和成果都已通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)，并彩國(guó)內(nèi)已建和擬建相關(guān)壩型工程實(shí)例上機(jī)論證，提供了比較充分的各種設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算數(shù)據(jù)；同時(shí)對(duì)拱壩的新壩型和拱壩計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的一體化問(wèn)題亦作了嘗試與探討。

序
    潘家錚
    （中國(guó)工程院副院長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士
    中國(guó)工程院院士、中國(guó)國(guó)家電力公司顧問(wèn)）
    為了興修水利、開(kāi)發(fā)水電，中國(guó)在新世紀(jì)里還將修建更多更巨大的水壩，這一點(diǎn)是無(wú)可置疑的。
    水壩的類型很多。拱壩、重力壩和土石壩是最常用的壩型，不同壩型的性能大相徑庭。譬如說(shuō)，在施工一座粘土『心墻堆石壩時(shí)，如果壩體尺寸與設(shè)計(jì)稍有出入，還不致影響安全，而如果這種誤差發(fā)生在一座雙曲薄拱壩上，其后果可能是災(zāi)難性的。
    于此，我不禁回憶起45年前的往事。那時(shí)我們正在設(shè)計(jì)中國(guó)第一座雙曲拱壩——流溪河拱壩。由于這是開(kāi)中國(guó)修建雙曲拱壩之先河，上級(jí)要求我們對(duì)拱壩的應(yīng)力和變位作盡可能精確的分析。我們只有幾臺(tái)手搖計(jì)算機(jī)和一些數(shù)學(xué)用表，不得不集中全組之力，夜以繼日地奮戰(zhàn)來(lái)完成任務(wù)。但未想到還會(huì)遇到其他困難：為了解決泄洪問(wèn)題，我們?cè)趬雾斣O(shè)置了溢洪道和挑流坎。這雖然給工程帶來(lái)節(jié)約，但給繪制詳圖和具體施工帶來(lái)意想不到的困難。所以當(dāng)流溪河拱壩在峽谷中冉冉升起時(shí)，我腦海中浮起一個(gè)想法：雙曲拱壩雖好，但設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工實(shí)在太復(fù)雜，耗人0血。總得有個(gè)解決的辦法把人解放出來(lái)才好。
    我的愿望——或可說(shuō)是夢(mèng)想，在十多年后就逐步地也是迅速地得到實(shí)現(xiàn)。隨著計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，首先是拱壩應(yīng)力分析程序得到開(kāi)發(fā)，從試載（拱梁）法到有限元法，從線性分析到非線性分析，相應(yīng)地發(fā)展創(chuàng)立了許多有特色的分析方法。以往令人望而生畏的拱壩分析工作，乃至不可想像的拱壩地震分析，都已能在很短時(shí)間內(nèi)完成。接著就搞體型的優(yōu)化、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，等等，使拱壩設(shè)計(jì)一步步走向高速、優(yōu)化和自動(dòng)化的目標(biāo)。開(kāi)發(fā)過(guò)程是曲折和艱苦的，凝聚了無(wú)數(shù)學(xué)者的。血與汗水，作為曾組織和推動(dòng)這一工作的當(dāng)事人，我是深知其中甘苦的。
    在開(kāi)發(fā)初期，人們較重視應(yīng)力分析、穩(wěn)定分析、體型優(yōu)化等內(nèi)容。而我從切身體會(huì)中卻感到另一部分工作同樣重要，即根據(jù)計(jì)算成果和設(shè)計(jì)確定的參數(shù)，繪制施工詳圖。包括：拱壩體型、開(kāi)挖削坡、分縫分塊、廊道管洞、配筋灌漿以及工程量計(jì)算，等等，進(jìn)而組織施工、優(yōu)化澆筑、控制質(zhì)量、保證進(jìn)度、降低造價(jià)等，實(shí)現(xiàn)拱壩建設(shè)的計(jì)算機(jī)化。也許有的同志認(rèn)為這類開(kāi)發(fā)的理論層次并不高，其實(shí)，這要全面掌握拱壩設(shè)計(jì)和施工的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，利用計(jì)算機(jī)圖形處理、信息處理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件管理技術(shù)等才能實(shí)現(xiàn)。這是一種結(jié)合實(shí)際的高層次的綜合開(kāi)發(fā)�？赡苡捎谶@些特點(diǎn)，這一類開(kāi)發(fā)成果就不及應(yīng)力分析和體型優(yōu)化那么多了。
    武漢大學(xué)歐陽(yáng)建國(guó)教授（原武漢水利電力大學(xué)教授）是個(gè)有心人。他在40年前進(jìn)大學(xué)時(shí)，看到《青年魯班》的電影，深受啟發(fā)，立志要在工程建設(shè)中的先進(jìn)與落后、革新與保守間的斗爭(zhēng)中作出貢獻(xiàn)，從此開(kāi)始了數(shù)十年如一日的教學(xué)與研究工作，將畢生精力投入了拱壩計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與施工（CADC）軟件的開(kāi)發(fā)中，鍥而不舍，作出了重要貢獻(xiàn)。在他的帶領(lǐng)下并已形成梯隊(duì)。他們?cè)诠皦斡?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的基礎(chǔ)上成功地開(kāi)發(fā)了施工方面的內(nèi)容，真正滿足了CADC的要求�，F(xiàn)在歐陽(yáng)教授將畢生研究成果著成《拱壩cADC的理論與實(shí)踐》一書(shū)，作為武漢大學(xué)學(xué)術(shù)叢書(shū)之一出版。我讀書(shū)甚少，尚未看到國(guó)內(nèi)外類似專著，為之感到十分興奮。當(dāng)然，現(xiàn)在拱壩技術(shù)的發(fā)展方興未艾，新的體型、理論和施工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，今后可能尚需根據(jù)發(fā)展情況予以補(bǔ)充。但我深信這種具有首創(chuàng)意義的、結(jié)合實(shí)際需要的學(xué)術(shù)著作的出版，必將大大有助于新世紀(jì)中我國(guó)拱壩建設(shè)的騰飛與發(fā)展。在本書(shū)出版前夕，著者問(wèn)序于我，我欣然同意。為寫(xiě)數(shù)語(yǔ)如上，是為序。
    潘家錚
    2002年元月22日

歐陽(yáng)建國(guó)，湖南省雙峰縣人，1939年12月生，少年時(shí)期求學(xué)于湖南雙峰二中，湖南黔陽(yáng)一中，1964年6月畢業(yè)于原武漢水利電力學(xué)院水利水電工程施工系。現(xiàn)為武漢大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院教授，中國(guó)工程圖學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)專業(yè)委員會(huì)副主任委員，中國(guó)工程圖學(xué)會(huì)、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、中國(guó)土木水利工程學(xué)會(huì)會(huì)員。數(shù)十年來(lái)，主要從事工程圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖學(xué)，水工曲分析與計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等教學(xué)與研究工作，計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)碩士研究生指導(dǎo)工作等。曾任原武漢水利電力大學(xué)工程及計(jì)算機(jī)圖學(xué)教研室主任、工程CAD研究室主任。主要學(xué)術(shù)成就是從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始有系統(tǒng)地對(duì)水利水電工程之各種大型水工曲面建筑物，如：雙曲拱壩、溢流壩及泄洪洞、壩內(nèi)廊道、壩身進(jìn)水口、水工漸變段，發(fā)電引水管道，空間彎管、分岔管、水輪機(jī)蝸殼和尾水管等的設(shè)計(jì)計(jì)算、施工放樣、計(jì)算機(jī)圖形處理、計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)，進(jìn)行其理論與實(shí)踐研究，在這些領(lǐng)域中先后為若干水電工程解決其技術(shù)問(wèn)題。出版著作一部，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文50多篇，其中有的論文被國(guó)際EI索引，多篇論文獲原武漢水利電力大學(xué)科學(xué)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、湖北省自然科學(xué)優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)、國(guó)家電力公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

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