竖曲线任意点标高计算方法
竖曲线任意一点的高程计算
竖曲线任意一点的高程计算竖曲线任意一点的高程计算竖曲线是公路设计中常见的一种曲线，其特点是沿竖直方向变化，可以有效地调节路段高度差。
在公路建设工程中，如果要进行竖曲线的施工，需要进行竖曲线任意一点的高程计算。
竖曲线任意一点的高程计算是公路设计的重要环节，其准确度直接关系到公路的安全性和通行效率。
本文将介绍竖曲线任意一点的高程计算方法，以及需要考虑的相关因素。
一、竖曲线高程计算方法竖曲线的高程计算是向下估算和向上估算的综合计算。
在竖曲线中，设置了一些控制点，可以通过这些控制点进行高程计算。
竖曲线任意一点的高程计算公式如下：①高程估算公式向下估算点的高程：H=Ha-S*S/(2L)+F+S/2向上估算点的高程：H=Hb-S*S/(2L)+F-S/2其中，H为估算点高程；Ha、Hb为起点和终点的高程；L为竖曲线长度；S为竖曲线下垂量；F为对应点的垂线距离。
②竖曲线长度L=S*360/ (2 π R)其中，R为竖曲线半径。
③竖曲线下垂量计算设置竖曲线的下垂量为1m时，竖曲线的半径R=(5730*(1000-1))/1.5^2≈33.633公里二、竖曲线应考虑的因素1. 竖曲线的长短在进行竖曲线高程计算时，需要根据竖曲线的长度进行计算。
竖曲线的长度对于高程计算有着重要的影响，长短不一的竖曲线需要采取不同的高程计算方法。
2. 竖曲线的变化竖曲线的变化对于高程计算的准确性有着严重影响。
在竖曲线变化过程中，需要对竖曲线进行多个控制点的设置，以实现高程计算的准确性。
3. 竖曲线的斜度竖曲线的斜度对高程计算也有着直接的影响。
斜度过大会导致竖曲线下垂量变小，从而使高程计算不准确。
因此，在进行竖曲线施工时，需要严格控制斜度的大小。
4. 竖曲线的半径竖曲线半径也是进行竖曲线高程计算的关键因素之一。
半径过大或过小都会对高程计算的准确性产生影响。
结论本文介绍了竖曲线任意一点的高程计算方法，以及需要考虑的相关因素。
在进行竖曲线设计时，需要综合考虑以上因素，以确保竖曲线的高程计算准确无误。
竖曲线高程计算
其中： y——竖曲线上任一点竖距； 直坡段上，y=0。
x2 y
2R
x——竖曲线上任一点离开起（终）点距离；
以变坡点为分界计算： 上半支曲线 x = Lcz - QD 下半支曲线 x = ZD - Lcz 以竖曲线终点为分界计算： 全部曲线 x = Lcz - QD
[例4-3]：某山岭区一般二级公路，变坡点桩 号为k5+030.00，高程H1=427.68m， i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径R=2000m。
B
A
4.3.4 逐桩设计高程计算
（1）纵断面设计成果
变坡点桩号 BPD 变坡点设计高程 H 竖曲线半径 R
（2）竖曲线要素的计算公式
变坡角ω= i2- i1
曲线长：L=Rω
切线长：T=L/2= Rω/2
外距：
T2
E
2R
竖曲线上任意点：
y x2 2R
竖曲线起点桩号: QD=BPD - T 竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T
竖曲线上任意点设计标高计算
计算切线高程：H1=H0-(T-X)i1 式中：H0----变坡点标高，m。 H1----- 计算点切线高程，m。 I1----纵坡度 利用该式子可以计算直坡段上任意点的设计标高。
计算设计标高： H = H1 ± y
H---设计标高。
当为 凹曲线时取“+”，当为凸曲线时取“-”。
ω >0：凹型竖曲线
竖曲线的作用
（1）缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击。 （2）保证公路纵向的行车视距：
凸形：纵坡变化大时，盲区较大。 凹形：下穿式立体交叉的下线。 （3）将竖曲线与平曲线恰当的组合，有利于路面排水和改善行车的视 线诱导和舒适感。 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。 竖曲线的线形：可采用圆曲线或二次抛物线。 《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。 特点：抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。
竖曲线高程计算
ω >0：凹型竖曲线
竖曲线的作用
（1）缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击。 （2）保证公路纵向的行车视距：
凸形：纵坡变化大时，盲区较大。 凹形：下穿式立体交叉的下线。 （3）将竖曲线与平曲线恰当的组合，有利于路面排水和改善行车的视 线诱导和舒适感。 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。 竖曲线的线形：可采用圆曲线或二次抛物线。 《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。 特点：抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。
其中： y——竖曲线上任一点竖距； 直坡段上，y=0。
x2 y
2R
x——竖曲线上任一点离开起（终）点距离；
以变坡点为分界计算： 上半支曲线 x = Lcz - QD 下半支曲线 x = ZD - Lcz 以竖曲线终点为分界计算： 全部曲线 x = Lcz - QD
[例4-3]：某山岭区一般二级公路，变坡点桩 号为k5+030.00，高程H1=427.68m， i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径R=2000m。
试计算竖曲线诸要素以及桩号为k5+000.00 和k5+100.00处的设计高程。
解：1．计算竖曲线要素 ω=i2- i1= - 0.04-0.05= - 0.09<0，为凸形。 曲线长 L = Rω=2000×0.09=180m
X-----计算点桩号与竖曲线起 点的桩号差
说明： 相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为ω=i2 -i1 ω为正时，是凹曲线；ω为负，是凸曲线。 2.竖曲线诸要素计算公式 竖曲线长度L或竖曲线半径R: （前提：ω
竖曲线高程计算方法(一)
竖曲线高程计算方法(一)竖曲线高程计算在道路、桥梁、隧道等工程中，竖曲线是公路线形设计中的重要元素，而竖曲线高程计算则是道路设计过程中必不可少的一项工作。
本文将详细介绍竖曲线高程计算的各种方法。
直接法直接法是最简单的竖曲线高程计算方法，公式如下：H=R+L2 2R其中，H为竖曲线起点和终点高程差，R为竖曲线半径，L为竖曲线长度。
坡度法坡度法是一种常用的竖曲线高程计算方法，公式如下：H=∑(l i+l i+1)2d i24R ini=1其中，n为竖曲线段数，l i和l i+1分别为第i段和第i+1段的长度，d i为第i段的坡度，R i为第i段的半径。
求解法求解法是一种基于数值解的竖曲线高程计算方法，公式如下：H i=H i−1+l2(k i+k i−1)+l3240(k i−k i−1)2其中，H i为第i个点的高程，H i−1为第i−1个点的高程，l为第i个点和第i−1个点之间的水平距离，k i和k i−1分别为第i个点和第i−1个点的曲率。
分段求解法分段求解法是一种将竖曲线按照不同的半径等级分段求解的高程计算方法，公式如下：s iH i=H i−1+∫k(ρ(s))dss i−1其中，H i为第i个点的高程，H i−1为第i−1个点的高程，s i−1和s i分别为第i−1个点和第i个点之间的弧长，k(ρ(s))为曲率半径为ρ(s)时的曲率。
以上就是竖曲线高程计算的各种方法，根据不同的情况和要求，可以选择不同的方法进行计算。
混合法混合法是将直接法、坡度法、求解法和分段求解法结合起来的一种综合性高程计算方法，可以根据需要选择不同的计算方法进行竖曲线高程的计算。
混合法的具体过程如下：1.根据竖曲线长度和曲率要求选择直接法或坡度法计算竖曲线起点和终点的高程差。
2.确定分段长度和半径等级，使用分段求解法计算竖曲线半径变化较为平缓的区间的高程，并将计算结果与直接法或坡度法的计算结果进行校核。
3.使用求解法计算竖曲线半径变化较为显著的区间的高程，将计算结果与分段求解法和直接法或坡度法的计算结果进行校核。
竖曲线的计算方法
竖曲线铁路线路的纵断面最理想的当然是平道，然而事实上是不可能的，为了适应地形的起伏，以减少工程量，纵断面必须用各种不同的坡面连接而成。
两相邻坡段的连续点谓之变坡点。
相邻坡段的坡度差是两相邻坡段的坡度代数差。
当相邻坡段的坡度差超过允许值时，为了保证行车平顺和安全，应在变坡点处用竖曲线连接起来。
允许不设竖曲线的坡度差允许值是根据车轮不脱轨、车钩不脱钩、列车不撞车和行车平稳等要求进行分析确定的。
一般情况下，竖曲线采用圆曲线，也可以采用抛物线，个别情况下，还可以采用连续短坡曲线。
竖曲线的计算一、圆曲线形竖曲线圆曲线形竖曲线的几何要素和各点设计标高，可按下列公式计算，如图。
R α x T TyRCα/2 BAi1i21、竖曲线的切线长度TT=R·tan(α/2)=R/2·tanα=R/2·△i‰=R/2000·△i(m) (5-1)式中 R-竖曲线半径(m)；α-竖曲线转角(度)；△i-相邻坡段的坡度代数差(‰)。
R=5000m时， T=2.5△i(m)R=10000m时，T=5.0△i(m)R=15000m时，T=7.5△i(m)R=20000m时，T=10.0△i(m)R=25000m时，T=12.5△i(m)2、竖曲线长度CC≈2T=R/1000·△i(m) (5-2)3、竖曲线纵距yy=x2/2R (m) (5-3)式中 x-竖曲线上计算点至竖曲线起(终)点的横距(m)。
当x=T时，变坡点的纵距Y即为竖曲线的外矢距E。
Y=E=T2/2R=1/2R(C/2)2=C2/8R (5-3.1)4、竖曲线上各点的设计标高H设h为计算点的坡度标高，则H=h±y (5-4)式中的y值，凹形取“+”，凸形取“-”。
【算例一】一凹形竖曲线i1=-4‰，i2=+2‰，△i=6‰，变坡点的里程为K235+165，标高为54.60m，R=15000m，计算竖曲线上各20m点的设计标高。
竖曲线高程计算讲义.
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X-----计算点桩号与竖曲线起 点的桩号差
说明：
相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为ω=i2
-i1 ω为正时，是凹曲线；ω为负，是凸曲线。 2.竖曲线诸要素计算公式 竖曲线长度L或竖曲线半径R: （前提：ω 很小） L=Rω 竖曲线切线长：T=L/2=Rω/2 竖曲线上任一点竖距h：
公路工程竖曲线高程计算
福永项目部
1.竖曲线的作用及线性
竖曲线的作用
（1）缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击。 （2）保证公路纵向的行车视距：
凸形：纵坡变化大时，盲区较大。
凹形：下穿式立体交叉的下线。 （3）将竖曲线与平曲线恰当的组合，有利于路面排水和改善行车的视 线诱导和舒适感。
1．竖曲线的基本方程式： （1）包含抛物线底（顶）部；
y
1 2 x 2R
式中：R——抛物线顶点处的曲率半径
A
B
（2）不含抛物线底（顶）部。
1 2 y x i1 x 2R
式中：R——抛物线顶点处的曲率半径 ； i1——竖曲线顶（底）点处切线 的坡度。
B
A
4.3.4 逐桩设计高程计算
凸形竖曲线主要控制因素：行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素：缓和冲击力。
竖曲线的线形：可采用圆曲线或二次抛物线。
《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。
特点：抛物线的纵轴保持直立，且与两相邻纵坡线相切。
竖曲线在变坡点两侧一般是不对称的，但两切线保持相等。
4.3.2 竖曲线要素的计算公式
竖曲线上任意点设计标高计算
计算切线高程：H1=H0-(T-X)i1 式中：H0----变坡点标高，m。 H1----计算点切线高程，m。 I1----纵坡度 利用该式子可以计算直坡段上任意点的设计标高。
《竖曲线高程计算》PPT课件
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4.3.2 竖曲线要素的计算公式
1．竖曲线的基本方程式： （1）包含抛物线底（顶）部；
y 1 x2 2R
式中：R——抛物线顶点处的曲率半径
A
B
4
（2）不含抛物线底（顶）部。
y
1 2R
x2
i1x
式中：R——抛物线顶点处的曲率半径 ； i1——竖曲线顶（底）点处切线 的坡度。
❖
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❖ 计算设计标高： H = H1 ± y
❖ H---设计标高。
❖ 当为 凹曲线时取“+”，当为凸曲线时取“-”。
其中： y——竖曲线上任一点竖距； 直坡段上，y=0。
y x2 2R
x——竖曲线上任一点离开起（终）点距离；
11
❖ 以变坡点为分界计算： ❖ 上半支曲线 x = Lcz - QD ❖ 下半支曲线 x = ZD - Lcz ❖ 以竖曲线终点为分界计算： ❖ 全部曲线 x = Lcz - QD
2R
竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T
ห้องสมุดไป่ตู้
X----- 计 算 点 桩 号 与 竖 曲 线 起 点的桩号差
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❖ 说明： ❖ 相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为ω=i2 -i1 ❖ ω为正时，是凹曲线；ω为负，是凸曲线。 ❖ 2.竖曲线诸要素计算公式 ❖ 竖曲线长度L或竖曲线半径R: （前提：ω很
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动pcba上的开关按键来实现功能的一种设计方式
公路工程竖曲线高程计算
福永项目部
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❖ 1.竖曲线的作用及线性
2
竖曲线的作用
（1）缓冲作用：以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击。 （2）保证公路纵向的行车视距：
竖曲线高程计算公式
竖曲线高程计算公式
竖曲线高程计算公式可以使用以下两个公式之一：
1. 高斯-沙伦公式（Gauss-Chordan Formula）：
H = (L/2) * (tan(A) + tan(B))
其中，
H为竖曲线的高程差（垂直偏移量）；
L为竖曲线的水平长度；
A为起点切线与水平线的夹角；
B为终点切线与水平线的夹角。
2. 巴布松公式（Babson Formula）：
H = (L/2) * (cot(A/2) - cot(B/2))
其中，
H为竖曲线的高程差（垂直偏移量）；
L为竖曲线的水平长度；
A为起点切线与水平线的夹角；
B为终点切线与水平线的夹角。
这些公式用于计算竖曲线的高程差，其中起点和终点的切线与水平线的夹角是关键参数。
使用这些公式可以帮助工程师在设计道路、铁路等工程时进行竖曲线的高程计算。
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竖曲线任意点标高计算方法
一、曲线要素的计算
1、转坡角ω=（i1－i2）（上坡取正、下坡取负）
2、竖曲线曲线长L = ω×R （R为曲线半径）
3、切线长T = L ÷2
4、外矢距 E = T2÷2R
二、任意点起始桩号、切线标高、改正值的计算
1、竖曲线起点桩号= 变坡点里程－切线长
竖曲线终点桩号= 变坡点里程＋切线长
2、切线标高= 变坡点标高（不考虑竖曲线标高）－（变坡点里程－
待求点里程）×i1（所求点位于变坡点后乘i2）
3、改正值= （待求点里程－起点里程）2÷（2R）（所求点位于变坡点前）= （待求点里程－终点里程）2÷（2R）（所求点位于变坡点后）
4、待求点设计标高= （切线点标高－改正值）
三、例：
某高速公路变坡点里程为DK555+550，高程为，前为上坡i1＝‰，后为上坡i2＝‰，设计曲线半径R=30000m，试算竖曲线曲线要素及桩号为DK555+450及DK555+680处的设计标高
1、计算曲线要素
转坡角ω=（i1－i2）=（－）‰＝
竖曲线曲线长L = ω×R = ×30000 =(m)
切线长T = L ÷2= ÷2 =(m)
外矢距 E = T2÷2R =÷（2×30000）=(m) 2、竖曲线起、始桩号计算
起点桩号：（DK555+550）－= DK555+
终点桩号：（DK555+550）＋= DK555+
3、DK555＋450、DK555＋680的切线标高和改正值计算
DK555+450切线标高= （DK555+550-DK555+450)׉=(m)
DK555+450改正值=（DK555+450-DK555+2÷（30000×2）=(m) DK555+680切线标高= （DK555+680-DK555+550)׉=(m)
DK555+680改正值=（DK555+680-DK555+2÷（30000×2）=(m) 4、DK555＋450、DK555＋680设计标高计算
DK555+450设计标高= - =(m)
DK555+680设计标高= =(m)。