高速铁路竖曲线高程计算软件设计
竖曲线高程计算及程序设计
竖曲线高程计算及程序设计高永刚(中港一航局四公司云南嵩待项目部 ,云南 昆明 651700)[ 摘 要 ] 本文对道路施工中竖曲线中几种构成方式进行讨论并给出其计算公式 ,并结合 PC - 进行了程序设计 。
[ 关键词 ] 竖曲线 ;高程E500S[ 文章编号 ] 1007 - 3000 (2002) 01 - 0029 - 03[ 中图分类号 ] P258[ 文献标识码 ] A概述随着高等级公 路 建 设 中 路 面 高 程 测 量 精 度 求越来越高 ,原有的设计高程己无法满足施工 量的需要 ,从而使测量人员必须对路面点高程 行加密计算 。
对于纵断面中 未 设 竖 曲 线 部 分 的 高 程 计 算 对简单 , 而对竖曲线部分则 计 算 量 大 , 并 且 往 由于考虑不周而算错 ,随着 E 500S 、微机等在测 中应用 , 通过程序设计可方 便 快 捷 、准 确 的 实 路面点高程计算 。
竖曲线1 高程改正值 y 及曲线要素如图 1 ,两相邻纵坡的坡度为 i 1 、i 2 ,竖曲线半 为 R 。
(1) 竖曲线转角 :α= i 1 - i 2 (2) 曲线长 : L = R α= R ( i 1 - i 2 ) (3) 切线长 : T = Rtan (α/ 2)(4) 由于α很小 ,故可以认为曲线上各点 y 坐标方向与半径方向一致 ,也可认为它是切线上与 曲线上高程差 ,故( R + y ) 2 = R 2 + x 2又 y 2 与 x 2 相比较 ,其值甚微 ,可略去不计 2y ≈X从而 2Rx —坚曲线上任一点 P 至竖曲线起点或终点的水平距离2 . 2 高程计算 坚曲线的形式 通 常 由 两 相 邻 纵坡 的 大 小 所决定 ,其可分凹形和凸形 。
( 通 常 设 计 中 变 坡 点 高程 H b 、ZH b ,半径 R 及 i 1 、i 2 为已知)2 . 2 . 1 凸形竖曲线 凸形竖曲线设 计 是 沿 路 线 前进 方 向 连 接 两纵坡中 i 1 > i 2 的情形而设计的 ,具体构成及曲线 上任意高程计算如下 :图 1图 2Ξ [ 收稿日期 ] 2001 - 10 - 18(1) i 1 > 0 ,i 2 < 0 ,如图 2a :当 ZHb - T Φ ZH i Φ ZH b 时 , P i1 相对变坡点为下坡点 :H i 1 = H b - y - i 1 ×( ZH b - Z H i )b :当 ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时 , Pi2 相对变坡点为下坡点 :下 :(1) i 1 Φ0 ,i 2 > 0 ,如图 5H i 2 = H b - y - i 2 ×( ZH i - (2) i 2 < i 1 , Φ0 ,如图 3ZH b ) 图 5Pi1 、Pi2 在变坡点任一侧相对变坡点都是上 坡a :当 ZHb - T ΦZH i ΦZH b 时 ,H i 1 = H b + y + i 1 ×( ZH b - b :当 ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时 ,H i 2 = H b + y + i 2 ×( ZH i - (2) i 1 < i 2 Φ0 ,如图 6Z H i ) ZH b )图 3a :当 ZHb - T ΦZH i ΦZH b 时 , Pi1 相对变坡点为上坡点 :H i 1 = H b - y + i 1 ×( ZH b - b :当 ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时 , Pi2 相对变坡点为下坡点 :H i 2 = H b - y - i 2 ×( ZH i - (3) i 1 > i 2 Ε 0 ,如图 4Z H i ) 图 6a :当 ZHb - T ΦZH i ΦZH b 时 , Pi1 相对变坡点为上坡点 :H i 1 = H b + y + i 1 ×( ZH b - b :当 ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时 , Pi2 相对变坡点为下坡点 :H i 2 = H b + y - i 2 ×( ZH i - (3) i 2 > i 1 Ε 0 ,如图 7ZH b ) Z H i ) ZH b ) 图 4a :当 ZHb - T ΦZH i ΦZH b 时 , Pi1 相对变坡点为下坡点 :H i 1 = H b - y - i 1 ×( ZH b - b :当 ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时 , Pi2 相对变坡点为下坡点 :H i 2 = H b - y + i 2 ×( ZH i - 2 . 2 . 2 凹形竖曲线Z H i ) ZH b )a :当ZHb - T ΦZH i ΦZH b 时, Pi1 相对变坡点为下坡点:H i 1 = H b + y - i1 ×( ZH b -b :当ZH b ΦZH i ΦZH b + T 时, Pi2 相对变坡点为下坡点:H i 2 = H b + y + i2 ×( ZH i -源程序:1000 : RE M 竖园曲线标高计算程序1005 :C LS :WA IT : PRINT“竖园曲线标高计算程序!”:WAIT(0)1010 :C LS : I NPUT“请输入变坡点桩号及高Z H i )程!BPDZH = ”:BPDZH“, BPD G C = ”:BPD G C1015 :C LS : INPUT“请输入竖园曲线的半径! ZH b)S QXB J = ”: S QXB J1020 :C LS : INPUT“请按路线前进方向输入变程序设计在竖曲线程序编辑中,要对其构成方进行全考虑,通过各种判断确定其形式和计算公式。
高等级道路竖曲线的精确计算方法
程序使用说明Fx9750、9860系列程序包含内容介绍：程序共有25个，分别是：1、0XZJSCX2、1QXJSFY3、2GCJSFY4、3ZDJSFY5、4ZDGCJS6、5SPJSFY7、5ZDSPFY8、5ZXSPFY9、6ZPJSFY 10、7ZBZFS 11、8JLHFJH 12、9DBXMJJS13、9DXPCJS 14、9SZPCJS 15、GC-PQX 16、GC-SQX17、PQX-FS 18、PQX-ZS 19、ZD-FS 20、ZD-PQX21、ZD-SQX 22、ZD-ZS 23、ZDSP-SJK 24、ZXSP-SJK 25.XGBYCX其中，程序2-14为主程序，程序15-24为子程序，程序25为线性超高与三次抛物线超高修改互换备用程序。
每个主程序都可以单独运行并得到结果，子程序不能单独运行，它是配合主程序运行所必需的程序。
刷坡数据库未采用串列，因为知道了窍门，数据库看起很多，其实很少。
程序1为调度2-8程序；程序2为交点法主线路(含不对称曲线)中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序；程序3为主线路中边桩高程计算及路基抄平程序；程序4为线元法匝道中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序；程序5为匝道线路中边桩高程计算及路基抄平程序；程序6为任意线型开口线及填筑边线计算放样程序；程序7专为主线路开口线及填筑边线计算放样程序，只需测量任意一点三维数据，即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量；程序8专为匝道线路开口线及填筑边线计算放样程序，只需测量任意一点三维数据，即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量；程序9为桥台锥坡计算放样程序；程序10为计算两点间的坐标正反算程序；程序11为距离后方交会计算测站坐标程序；程序12为任意多边形面积周长计算程序；程序13为导线近似平差计算程序；程序14为水准近似平差计算程序；程序2-8所用数据库采用的串列，匝道用的File 1；主线用的 File 2。
谢奎泽 EXCEL VBA在高速铁路桥梁曲线计算中的应用
EXCEL VBA在高速铁路桥梁曲线计算中的应用谢奎泽一、引言随着国民经济的快速发展，高速铁路的不断建设为我国经济注入了新的活力，同时也带来了巨大的城市变革。
高速铁路要求尽可能少的占用土地资源以节约用地，这就使得高铁建设中桥梁所占的比例很大，在已经投入运营的高铁中桥梁所占比例一般都在50%以上甚至更高。
桥梁的曲线类型一般均为基本对称性，且曲线半径大，一般都在4000 m以上。
大量的桥梁施工测量就需要有高效准确的曲线计算，这里的曲线计算中的坐标点不仅包括曲线中桩点和边桩点，还应该包括施工过程中的细部控制点，有基础桩中心点、承台控制点、墩身控制点、垫石控制点以及箱梁控制点等大量的细部控制点，且这些点位相对较为确定。
倘若使用编程计算器既耗时，又易发生错误。
桥梁施工有分部工程、分项工程等，根据这一特点，可以首先在室内把事先需要放样的点坐标计算整理好，然后输入到仪器中保存，到现场可以直接进行放样，无需再计算和手工输入。
二、Excel VBA的特点Excel 具有强大的计算和表格处理功能，但是有时常规方式对于某些大型数据运算显得比较繁琐，用户需要学习复杂的函数知识，设置长长的公式才可以解决某些运算。
而VBA可以使公式简化、易懂，甚至根本不需要公式即可完成一些专业性较强的计算，Excel VBA具有以下特点：（一）移动数据方便可以录制，用户如果需要处理一些重复性的操作，有时只需要录制一次宏就可以方便以后一步解决问题。
（二）自动生成表格调用现成对象无需自己设计窗体、对象，只需要对Excel中现成的工作簿、工作表、图表等对象或者数据进行操作即可，而不必开发一个报表程序及对各种数据的存放介质。
（（三）应用广泛目前Excel、Word、Access、 PowerPoint、 FrontPage、AutoCAD等都支持VBA,各程序间的代码可以相互移植。
三、测量计算运用Excel VBA的优点对测量计算来说，应用计算器编程具有现场计算的特点，很适合道路曲线计算，这是因为道路放样的点位带有不确定性。
竖曲线标高的计算及其程序应用
竖曲线标高的计算及其程序应用摘要根据竖曲线的原理，用CASIO-4500P袖珍计算机编制计算竖曲线标高的程序，在日常的计算工作中，取得了较好的效果。
介绍了竖曲线的理论参数和E=T／2R (1-3)Q=D-T，Z=D+T (1-4)竖曲线上的任一点距切线的纵距(亦称高程改正值)y为：y=x2／(2R) (1-5)上式中x为竖曲线上任一点至竖曲线起点或终点的水平距离。
y值在凹形竖曲线中为正值，在凸形竖曲线中为负值。
第二节竖曲线的手控计算设竖曲线半径R=20606．061，相邻坡段的坡度i1=2.55％、i2=4．2％，变坡点的里程桩号D为：K89+700，其高程G为936.335m，试求竖曲线的其它要素和K89+650、K89+730点的标高。
—、计算竖曲线的元素按1-1式得：T=0.5(2.55％-4.2%)×20606.061按1-2式得：L=2×170=340170按1-3式得：E=T2/2R=1702／(2×20606.061)：0.701按1-4式得：Q=89700—170=89530，E=89700+170=89870二、计算K89+650和K89+730点的标高由于两坡道的坡度均为正值，i1< i2，故此竖曲线为凹形竖曲线，y取正值。
两点标高计算经过分别为：1、K89+650的标高计算过程：(1)此点距起点K89+530的平距：X=89650-89530=120(2)此点在切线上的坡道高程为：G·(D-89650) ×i1=936.335-(89700-89650) ×2.55％=935.06(3)此点的高差改正值为：y=x2/2R=1202/（2×20606.06）=0.349(4)此点的标高为：935.06+0.349=935.4092、K89+730点的标高计算经过：(1)此点距终点K89+870的平距：X=89870-89730=140(2)此点在切线上的坡道高程为：G+(89730-D) ×i2=936.335+(89730-89700) ×4.2％三937.595(3)此点的高差改正值：y=x2／(2R)=1402／(2×20606.061)：0.476(4)此点的标高为：937.595+0.476=938.071第三节竖曲标高的计算程序及其应用一、程序的编制：(CASIO-4500P袖珍计算机程序)F1 SQL1 “MNRGDEF”L2 1--AbS(M—N)：T--0．51R▲L=2T▲L3 Q=D-T▲Z=D+T▲L4 Lbl 1：{k}：K≤D ProgQJ：K>D ProgQH △△H▲GOTO 1F2 QJL1 H=G+E(D-K)M+F(K-Q)2/（2R）▲F3 QHL1 H=G-E(K-D)×N+F(Z-K)2/(2R) ▲二、程序说明1、程序输入M，N———分别为相邻纵坡的坡度，上坡为正值，下坡为负值；R———竖曲线的半径；D——竖曲线变坡点的里程；K——要求标高的里程；G———变坡点的高程；E——竖曲线为上坡时E=-I，竖曲线为下坡时，E=+1，当竖曲线由上坡变下坡，或由下坡变上坡时，E值应按曲线前后半部分视具体情况决定正负号。
CASIO5800计算器公路竖曲线全线高程计算程序
CASIO5800计算器公路竖曲线全线高程计算程序(2009-01-19 13:51:46)“SQXJSCX”↙Lb1 1↙CLs:Fix 3↙“K=”?k◢ (计算点里程输入)If k<67549.755 AND K≥66894.3 :Then -0.00052→A : 0→B : 67394.3→S : 67.37→G : 600000→R : Goto 2 : IfEnd↙If k<68708.391 AND K≥67549.755 :Then -0.0048→A : -0.00052→B : 68494.3→S :66.8→G : 100000→R : Goto 2 : IfEnd↙If k<本段竖曲线终点里程 AND K≥前一竖曲线终点里程 :Then -0.0048→前坡（大里程向）A : -0.00052→后坡（小里程向）B : 68494.3→竖曲线交点里程S :66.8→交点高程G : 100000→曲率半径R : Goto 2 : IfEnd↙………依次类推，计算原始数据完成输入，坡度换算成小数。
Lb1 2↙S-K→L ： A-B→W : Abs（R*W/2）→T : S-T→C : S+T→D ↙If K≤C : Then G-L*B →H : Goto 5 : Else If K≤S : Then Goto3 :Else If K≤D : Then Goto4 : IfEnd : IfEnd : IfEnd↙Lb1 3↙If W>0 : Then G+(C-K)^ 2/2/R-L*B→H : Goto 5 : Else If W<0 : Then G-(C-K) ^2/2/R-L*B→H : Goto 5 : IfEnd : IfEnd↙Lb1 4↙If W>0 : Then G+(K-D) ^2/2/R-L*A→H : Goto 5 : Else If W<0 : Then G-(K-D)^ 2/2/R-L*A→H : Goto 5 : IfEnd : IfEnd↙1 5↙H-0.304→H↙ (0.304为中心~路肩高差)“H=”：H◢Goto 1↙No rm 1:50→C:12345→J"RESET PW"?I:I=J=>500→DimZ为数据库增加额外变量500个，在SET、SETPFDYS 程序根据实际再增减变量50→Z[C+22]"PASSWORDS"?I:I→Z[C+39]重设要素保护密码Cls:StopFileName:DA TLOCK 要素保护密码确定认程序Cls:Norm 1:50→C"PASSWORDS"?J:Cls:J≠Z[C+39]=>Stop 2008-08-07修改FileName:SHELL(外壳程序)50→C;在扩充变量预留前50个给别的程序用。
高速公路竖曲线及超高渐变段高程计算研究
在高速公路纵断面设计中 ， 需要计算 出中心点以 及两边线点设计高程 ， 在现场施工 中， 也需要计算许 多点 的纵断面设计高程。用手工逐一计算 ， 工作量极
大 ， 用 Ｅｃｌ 大 的编 辑 、 算 功能 ， 利 ｘｅ强 计 将变 坡 点里 程 、
参数 ， 参数输入完成即可计算 。
变坡点高程、 凸竖曲线和凹竖曲线半径输入设计好 的 公式中， 计算各个设计 中心 点设计 高程 、 两边 线超高 高程等则能节省时间和资金 ， 提高工作效率 。 。
Ｍ１ ５
纵 坡竖 直 角 ｔ （ ） Ｍ１ ＝Ａ Ａ ２。， ５ Ｔ Ｎ（￥ ￥ ／０ ） Ｍ ９ １０
１ ０ Ｐ （ ８／ Ｉ ）
ｔ ａｎ
１３ 竖 曲线主点桩号与设计高程计算 ．
竖 曲线 主点 桩号 与 设计 高 程计 算 见 表 ３ 。
表 ３ 竖 曲线主点桩 号与设计 高程计算表
（￥Ｇ￥ ２一 ｛Ｃ￥２ ）￥１０ ｝ ） ０
△ １一 ｒ ２ １
（ 直圆点高程 ）
ｚ 圆直点桩号 ） （
Ｍ１ ９
Ｍ２Ｏ
Ｈ 圆直点 高程 ） （
Ｊ ：ｔ ～１ 『 ａ ｉ １ ｎ Ｉ
，＝ ｔｎ ， ａ ～ｉＪ
：
Ｍ１ ７＝ ￥Ｃ ￥２— ３Ｍ ￥１ Ｃ Ｓ（￥Ｍ ￥１ ：Ｐ ５ ０ Ｏ ４ｌ Ｉ ：
Байду номын сангаас
￥Ｆ￥２ Ｔ Ｎ（ Ｂ Ａ Ａ Ｓ（￥Ｍ ￥１ Ｐ （） （ ２） Ｉ ／２ 反 之 Ｔ＝ ￥Ｅ￥２ Ｔ ＡＮ（ Ｂ Ａ Ｓ（￥Ｍ ￥１ Ｐ ２） Ｉ
（／８ ） ） １０
Ｍ２ ０＝ ３Ｄ ８２＋ ３Ｍ ￥１ ：ＳＮ（￥Ｍ ￥１ Ｐ ５ ５ ０Ｉ Ｉ ： ５ Ｉ
１ ０ ） ８） ， （ ／ ２￥１ ０ ） ）（ ８ ） Ｍ１ ０＝Ｉ Ｆ（￥Ｅ ￥２＝” ”，￥Ｆ ￥２ ￥Ｔ ＡＮ（ Ｓ ＡＢ
高速铁路竖曲线高程计算软件设计
生 的 冲 击 作 用 ， 保 道 路 纵 向行 车 视 距 ； 确 将 竖 曲 线 与 平 曲 线 恰 当 地 组 合 ， 利 于 有
感 。 如 图 示 １ （ ）
制 离 心 力 不 要 过 大 ， 保 证 行 车 的 平 顺 以
相邻 纵坡 线的 交点 ， 称 为 变坡 点 。 了 被 为
较 差 ， 选 择 适 当 的 半 径 以 保 证 安 全 行 应
视 保证 行车 安全 、 适以 及视 距的 需要 ， 舒 在 车 的 需 要 。凹 形 的 竖 曲 线 ， 距 一 般 能 得
根 据 道 路 的 性 质 和 等 级 ， 车 类 型 和 行 变 坡 处 设 置 竖 曲 线 。 曲 线 的 主 要 作 用 到 保 证 ， 由 于 在 离 心 力 作 用 下 汽 车 要 汽 竖 但 驶 性 能 ， 线 地 形 、 物 的 状 况 ， 地 气 是 ： 和 纵 向 变 坡 处 行 车 动 量 变 化 而 产 产 生 增 重 ， 此 应 选 择 适 当 的 半 径 来 控 沿 地 当 缓 因 候 、 文 、 质 的 条 件以 及 排 水 的要 求 ， 水 土 具 体 确 定 纵 坡 的 大 小 和 各 点 的标 高 。 曲 竖 坡 点 为 交 点 ， 接 两 相 邻 坡 段 的 曲 线 称 连 为 竖 曲 线 。 曲 线 有 凸 形 和 凹形 两 种 。 竖 道 路 纵 断 面 线 形 常 采 用 直 线 （ 叫直 坡 段 ） 又 、
！ ！
：
Ｓｃｉ ｎｃｅ ｅ ｅｎ ｄ Ｔｅｃ ｈｎｏ ｏｇ Ｉ ｏｖａｔｏｎ ｌ ｙ ｎｎ ｉ Ｈｅ ａｌ ｒ ｄ
ＩＴ 技 术
高速铁路 竖曲线高程计算软件设计 ①
CASIO5800计算器公路竖曲线全线高程计算程序
“SQXJSCX”↙Lb1 1↙CLs:Fix 3↙（这句可以不要）“K=”?k◢ (计算点里程输入)If k<67549.755 AND K≥66894.3 :Then -0.00052→A : 0→B : 67394.3→S : 67.37→G : 600000→R : Goto 2 : IfEnd↙If k<68708.391 AND K≥67549.755 :Then -0.004 8→A : -0.00052→B : 68494.3→S :66.8→G : 100000→R : Goto 2 : IfEnd↙If k<本段竖曲线终点里程 AND K≥前一竖曲线终点里程:Then -0.0048→前坡（大里程向）A : -0.00052→后坡（小里程向）B : 68494.3→竖曲线交点里程S :66.8→交点高程G : 100000→曲率半径R : Goto 2 : IfEnd↙………依次类推，计算原始数据完成输入，坡度换算成小数。
Lb1 2↙S-K→L ：A-B→W : Abs（R*W/2）→T : S-T→C : S+T→D ↙If K≤C : Then G-L*B →H : Goto 5 : Else If K≤S : Then Goto3 : Else If K≤D : Then Goto4 : IfEnd : IfEnd : IfEnd↙Lb1 3↙If W>0 : Then G+(C-K)^ 2/2/R-L*B→H : Goto 5 : Else If W<0 : Then G-(C-K) ^2/2/R-L*B→H : Goto 5 : IfEnd : IfEnd↙Lb1 4↙If W>0 : Then G+(K-D) ^2/2/R-L*A→H : Goto 5 : Else If W<0 : Then G-(K-D)^ 2/2/R-L*A→H : Goto 5 : IfEnd : IfEnd↙Lb1 5↙H-0.304→H↙ (0.304为中心~路肩高差) （H-0→H↙则计算出的为中桩设计高程）“H=”：H◢Goto 1↙If k<本段竖曲线终点里程《指的是本段圆曲线终点》 AND K≥前一竖曲线终点里程《指前一段圆曲线终点》:Then -0.0048→前坡（大里程向）A : -0.00052→后坡（小里程向）B : 68494.3→竖曲线交点里程S :66.8→交点高程G : 100000→曲率半径R : Goto 2 : IfEnd↙。
公路竖曲线高程计算程序
fx-4800P计算器公路竖曲线高程计算程序（程序名：GAO CHENG-HP）Lb1 0︰｛CDAB｝︰C“K1=”︰D“H1=”︰A“PV-K0=”︰B “PV-H0=”↙Lb1 1 ︰｛REF ｝︰R“R=”︰E“K2=”︰F“H2=”↙Lb1 2︰U =（B－D）÷（A－C）︰V =（F－B）÷（E－A）︰U ＞V =＞N = 0︰T = R ( U－V ) ÷2︰≠＞N = 1︰T = R ( V－U ) ÷2 ︰⊿G = A －T ︰Q = A ＋T ︰W = T 2÷（2 R）↙Lb1 3︰｛K｝︰K “I.T.E.ZY-K.YZ-K=0,1”︰K =0 =＞Goto 4 ︰⊿U “I 1”= U ▲V “I 2”= V ▲T = T ▲W “E”= W ▲G “ZY-K”= G ▲Q “YZ-K”= Q▲↙Lb1 4︰｛M｝︰M“PK=”︰M ≤A =＞Goto 5︰⊿Goto 6 ↙Lb1 5︰M ≤G =＞H = B－U ( A－M ) ︰Goto 7 ︰≠＞Prog “H1 ”︰N = 1 =＞H = B＋X－Y ︰Goto 7︰≠＞N = 0 =＞H = B－X －Y ︰Goto 7↙Lb1 6︰M ≥Q =＞H = B＋V ( M－A ) ︰Goto 7 ︰≠＞Prog “H2 ”︰N = 1 =＞H = B＋X＋Y ︰Goto 7︰≠＞N = 0 =＞H = B－X ＋Y ↙Lb1 7︰H “HP”= H ▲｛L｝︰L“BZ-T=0,L”︰L = 0 =＞Goto 8 ︰⊿｛S｝︰S “IL=”︰H “HL”= H ＋S L ▲↙Lb1 8︰｛Z ｝︰Z “NEXT-PV=0,1”︰Z = 0 =＞Goto 4 ︰⊿C= A ︰D= B ︰A =E ︰B= F ︰Goto 1↙子程序:H1:X = ( M－G ) 2÷( 2 R ) ︰Y = U ( A－M ) ↙H2:X = ( Q－M ) 2÷( 2 R ) ︰Y = V ( M－A ) ↙二00二年元月二十三日公路竖曲线高程计算程序（程序名：GAO CHENG-HP）使用说明1、按“ON”-“FILE”-“GAO CHEHG-HP”-“EXE”2、输入竖曲线后方直线段任一点桩号、高程（K1=？，H1=？），变坡点桩号、高程（PV-K0=？，PV-H0=？）-“EXE”3、输入竖曲线半径（R=？）, 竖曲线前方直线段任一点桩号、高程（K2=？，H2=？） -“EXE”4、是否显示重要参数（后坡度%I1、前坡度%I2、以及竖曲线切线长T、外距E、曲线起点桩号ZY-K、曲线终点桩号YZ-K？，显示：输入1；不显示：输入0。
CASTO5800全线竖曲线计算程序
子程序：SJKif H≦第二竖曲线起点桩号（158497.5）：Then第一竖曲线交点高程（380.738）→A：第一竖曲线交点桩号（157150）→B：第一竖曲线前坡比（-0.0115）→C：第一竖曲线后坡比（0.0155）→D：第一竖曲线半径（30000）→R：Goto 1： IfEnd ↙if H≦第三竖曲线起点桩号（159375）:Then第二竖曲线交点高程（404.763）→A：第二竖曲线交点桩号（158700）→B：第二竖曲线前坡比（0.0155）→C：第二竖曲线后坡比（0.002）→D：第二竖曲线半径（30000）→R: Goto 1： IfEnd ↙继续添加要素主程序 ZBJSLbl6："1.SZ→ XY"："2.XY→ SZ"：？S：？N：﹖C:Prog“SUB0”Lbl0:( P-R)÷(2HPR) →D：180÷π→E:IF N=1: Then Goto 1:Else Goto 2Lbl 1:?Z: Abs(S-O)→W: Prog"SUB1":"XS=":X◢"YS=":Y◢"FS=":F-C ►DMS◢Prog”GC”0→O：？O:O=0=>Goto 6“JL=”?L“JIAO DU=”?AX+LCOS((F)+A)→O:Y+LSIN((F)+A)→V:Cls:”X1=”:Locate4,1,O:”Y1=”:Loc ate4,2,V:Return:IFend“XC” ?C：“YC” ? E：0→I：0→J：Pol（X-C，Y-E）:“I=”：I◢If J∠0: Then “J=”: J+360►DMS◢IfEndIf J >0：The n “J=” ：J►DMS◢IfEnd：Goto 6Lbl 2?X:?Y:X→I:Y→J:Prog"SUB2":O+W→S:Cls:"S=":S◢"Z=":Z◢Prog”GC”空格0→O：？O:O=0=>Goto 67→Dimz:”SCG=”? →Z〔2〕:”JU Z=”? →Z〔3〕:”GAO CA=” ? →Z〔4〕:“BAN JING=” ? →Z〔5〕:IF Z≤30(左线大于等于-30)：Then”T=”:Abs(Z〔3〕±Z)- Z〔5〕→Z〔6〕◢（分离式路基左为正，右为负)“P=”：Z±Z〔3〕→Z〔1〕◢（分离式路基左为正，右为负)“W=”：( Z〔2〕-G- Z〔4〕)→Z〔7〕◢“CQW=”：√（ Z〔7〕∧2+ Z〔1〕∧2）)- Z〔5〕◢Goto 6：Retunr:IFend正算子程序SUB10.1739274226→A：0.3260725774→B：0.0694318442→K：0.3300094782→L：1-L→F：1-K→M：U+W(Acos(G+QEKW(1/P+KWD))+Bcos(G+QELW(1/P+LW D))+Bcos(G+QEFW(1/P+FWD))+Acos(G+QEMW(1/p+MWD)))→X：V+W(Asin (G+QEKW(1/P+KWD))+Bsin(G+QELW(1/P+LWD))+Bsin(G+QEFW(1/P+FWD)) +Asin(G+QEMW(1/P+MWD))) →Y：G+QEW(1/P+WD)+90→F：X+Zcos（F）→X：Y+Zsin（F）→Y反算子程序 SUB2G-C→TAbs (Y-V)cosT-(X-U)sin(T) →W:0→Z:Lbl0：Prog "SUB1"T+QEW(1/P+WD) →L：(J-Y)cos（L）-(I-X)sin（L）→ZIF Abs（Z）<1E-6：Then Goto1:Else W+Z→W：Goto0:IfEndLbl1:0→Z:Prog "SUB1":(J-Y)÷sin（F）→Z子程序：SJKIf S≦第二竖曲线起点桩号（158497.5）：Then第一竖曲线交点高程（380.738）→A：第一竖曲线交点桩号（157150）→B：第一竖曲线前坡比（-0.0115）→I：第一竖曲线后坡比（0.0155）→D：第一竖曲线半径（30000）→R：Goto 1： IfEnd ↙If S≦第三竖曲线起点桩号（159375）:Then第二竖曲线交点高程（404.763）→A：第二竖曲线交点桩号（158700）→B：第二竖曲线前坡比（0.0155）→I：第二竖曲线后坡比（0.002）→D：第二竖曲线半径（30000）→R: Goto 1： IfEnd ↙继续添加要素数据库子程序SUB0Goto 1(线元可输入多条，分离式可在前多加一位，匝道一样。
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高速铁路竖曲线高程计算软件设计
摘要:为了精确计算高速铁路任意里程对应的竖曲线的设计高程值,开发了道路竖曲线高程计算软件。
分析高速铁路竖曲线的几种构成方式,针对不同的竖曲线类型设计程序的计算公式。
竖曲线计算软件可以准确、批量的计算竖曲线的高程值,避免了因计算器手工计算考虑不周,引起的计算误差。
关键词:高速铁路竖曲线程序设计高程
道路的纵断面是沿道路中心线纵向垂直剖切的一个立面。
它表达了道路沿线起伏变化的状况。
道路纵断面设计主要是根据道路的性质和等级,汽车类型和行驶性能,沿线地形、地物的状况,当地气候、水文、土质的条件以及排水的要求,具体确定纵坡的大小和各点的标高。
竖曲线(vertical curve)在线路纵断面上,以变坡点为交点,连接两相邻坡段的曲线称为竖曲线。
竖曲线有凸形和凹形两种。
道路纵断面线形常采用直线(又叫直坡段)、竖曲线两种线形,二者是纵断面线形的基本要素。
竖曲线常采用圆曲线,可以分为凸形和凹形两种。
在道路纵断面上两个相邻纵坡线的交点,被称为变坡点。
为了保证行车安全、舒适以及视距的需要,在变坡处设置竖曲线。
竖曲线的主要作用是:缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用,确保道路纵向行车视距;将竖曲线与平曲线恰当地组合,有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
(如图示1)
相邻坡度为i1,i2,曲线半径R,切线长度T,变坡点高程为HZ,曲线上高程偏移量改正为Y。
竖曲线技术指标主要有竖曲线半径和竖曲线长度。
凸形的竖曲线的视距条件较差,应选择适当的半径以保证安全行车的需要。
凹形的竖曲线,视距一般能得到保证,但由于在离心力作用下汽车要产生增重,因此应选择适当的半径来控制离心力不要过大,以保证行车的平顺和舒适。
1 方法
在城市轨道交通盾构的过程中,根据线路的纵断面计算任意里程的设计标高是十分必要的。
根据计算的设计标高,指导盾构的开挖量。
在大量的工程实践中,计算线路的纵断面设计标高都是通过计算器手工计算,大量的计算工作量影响了施工的进度,繁琐的计算过程使得计算结果容易出现错误,进而造成严重的工程质量问题。
通过分析高速铁路竖曲线设计要求及线路特征要素。
线路纵断面归纳为两大类,及凸形竖曲线与凹形竖曲线。
又把根据竖曲线形状细分为三小类竖曲线。
本程序可以批量生成任意里程的纵断面标高,通过反复的实验证明,此方法具有普遍性规律。
竖曲线的坡度分类
线路的纵断面图里可以查询计算软件需要的所有要素,线路的纵断面示意图如下所示。
根据相邻坡度的变化情况,可以把竖曲线分为两大类即,凸形、凹形。
每一类又进步细分为三小类,详细情况如下所示:
1)凸形竖曲线:沿线路前进方向相连两纵坡中i1>i2的情况设计的,具体构成形状和任意点高程计算细分为以下三种:
i1>0,i2<0;i2<i1<0;i1>i2>0.
2)凹形竖曲线:沿线路前进方向相连两纵坡中i1<i2的情况设计的,具体构成形状和任意点高程计算细分为以下三种:
i1<0,i2<0;i2>i1>0;i1<i2<0.
2 实验与分析
竖曲线计算软件可以批量的计算任意里程的断面标高。
竖曲线计算软件主要包含两部分:曲线类型、曲线要素。
(如图1)
竖曲线计算软件使用的主要步骤
1)选择曲线类型
曲线类型是单选框,根据相邻纵坡的大小或者变坡点的高程确定
竖曲线的形式。
2)填写曲线要素
a)起点里程与终点里程是此段竖曲线的起始与终点里程,可以选择性的输入冠号。
如,在示例中输入“DK16+720”或者直接输入“16720”。
b)切线长度是竖曲线对应的切线的长,通常用T表示。
c)曲线半径是竖曲线对应的曲线的半径R,目前国内设计的纵断面竖曲线用半径较大的圆表示。
d)变坡点高度及里程是指竖曲线上对应坡度变化点的高程与对应的里程。
e)第一坡度与第二坡度是指变坡的起始于结束坡度。
f)待求点里程对话框是打开待求点的里程,此里程可以选择是否有里程上的平面坐标。
g)点击计算按钮计算结果如图2所示。
3 结论
高速铁路竖曲线计算软件操作简单,界面友好,可以批量的自动计
算任意里程对应的高程。
软件计算的高程值精度高,避免使用计算器手工计算的繁琐与易错等缺点,可以广泛应用于道路施工中的纵断面高程计算中。
参考文献
[1] 王荣权.轨道交通工程隧道结构断面测量技术与方法.铁道勘察,2008[J].
[2] GB 50308 2008城市轨道交通工程测量规范[S].
[3] TB 10101 2009铁路工程测量规范[S].。