道路曲线计算公式
道路工程测量(圆曲线、缓和曲线、竖曲线计算公式)
第九章道路工程测量 (road engineering survey)内容：理解线路勘测设计阶段的主要测量工作（初测控制测量、带状地形图测绘、中线测设和纵横断面测量）；掌握路线交点、转点、转角、里程桩的概念和测设方法；掌握圆曲线的要素计算和主点测设方法；掌握圆曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法；了解虚交的概念和处理方法；掌握缓和曲线的要素计算和主点测设方法；理解缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法；掌握路线纵断面的基平、中平测量和横断面测量方；了解全站仪中线测设和断面测量方法。
重点：圆曲线、缓和曲线的要素计算和主点测设方法；切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法；路线纵断面的基平、中平测量和横断面测量方法难点：缓和曲线的要素计算和主点测设方法；缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法。
§ 9.1 交点转点转角及里程桩的测设一、道路工程测量概述分为：路线勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 和道路施工测量 (road construction survey) 。
（一）勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey)分为：初测 (preliminary survey) 和定测 (location survey)1、初测内容：控制测量 (control survey) 、测带状地形图 (topographical map of a zone) 和纵断面图 (profile) 、收集沿线地质水文资料、作纸上定线或现场定线，编制比较方案，为初步设计提供依据。
2、定测内容：在选定设计方案的路线上进行路线中线测量 (center line survey) 、测纵断面图 (profile) 、横断面图 (cross-section profile) 及桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查，为施工图设计提供资料。
道路缓和曲线
缓和曲线定义在土木工程中使用多种缓和曲线，以在切线和圆形曲线之间以及两条具有不同曲率的圆形曲线之间逐渐引入曲率和超高。
在与其他切线和曲线的关系中，每条缓和曲线要么为内曲要么为外曲。
工程师在设计和布局缓和曲线时最常用的两个参数为L（缓和曲线长度）和R（圆形曲线的半径）。
下图显示了缓和曲线的各种参数：缓和曲线参数描述i1 缓和曲线曲线L1 的圆心角，此圆心角为螺旋角。
i2 缓和曲线曲线L2 的圆心角，此圆心角为螺旋角。
T1 从交点到TS 的总切线距离。
T2 从交点到ST 的总切线距离。
X1 SC 处自TS 的切线距离。
X2 CS 处自ST 的切线距离。
Y1 SC 处自TS 的切线偏移距离。
Y2 CS 处自ST 的切线偏移距离。
P1 初始切线进入移动曲线的PC 的偏移。
P2 初始切线出来到移动曲线PT 的偏移。
K1 参照TS 的移动PC 的横坐标。
K2 参照ST 的移动PT 的横坐标。
LT1 长切线前缓和曲线。
LT2 长切线后缓和曲线。
ST1 短切线前缓和曲线。
ST2 短切线后缓和曲线。
其他缓和曲线参数A1 A 值等于缓和曲线长度乘以半径的平方根。
缓和曲线平面度的测量值。
A2 A 值等于缓和曲线长度乘以半径的平方根。
缓和曲线平面度的测量值。
公式复合缓和曲线复合缓和曲线提供两条具有不同半径的圆形曲线之间的过渡。
与简单缓和曲线一样，复合缓和曲线也考虑曲率函数的连续性，并提供在超高中引入平滑过渡的方法。
回旋线尽管AutoCAD Civil 3D 支持若干类型的缓和曲线，回旋线是最常用的缓和曲线类型。
回旋线广泛用于公路和铁路铁轨设计。
由瑞士数学家Leonard Euler 最先研究，回旋曲线的曲率函数是所选择的线性函数，从而缓和曲线与切线相交处的长度函数曲率为零(0)。
然后，曲率将线性增加直到其等于缓和曲线和曲线交点处相邻曲线的曲率。
此种路线提供了位置函数及其第一个衍生对象（局部方位角）的连续性，如同切线和缓和曲线在曲率点(PC) 处所起的作用。
竖曲线高程计算公式(一)
竖曲线高程计算公式(一)竖曲线高程计算公式在土木工程和道路设计中，竖曲线是指公路或铁路沿纵向发生变化的曲线。
通过计算竖曲线的高程，我们可以确定道路或铁路的纵向轮廓，确保车辆或列车在垂直方向上的安全行驶。
本文将介绍竖曲线高程计算公式的相关内容，并提供示例说明。
标准竖曲线要素在计算竖曲线高程之前，我们需要了解一些标准竖曲线的要素，包括以下几个参数：1.起点高程（E1）：竖曲线的起点高程，通常为已知值。
2.终点高程（E2）：竖曲线的终点高程，也为已知值。
3.起点纵坡比（G1）：起点的纵向坡度，表示每单位水平距离对应的竖向高度变化。
4.终点纵坡比（G2）：终点的纵向坡度，同样表示每单位水平距离对应的竖向高度变化。
5.曲线长度（L）：竖曲线的水平长度，即起点到终点之间的距离。
6.曲线中点（P）：竖曲线的中点，即起点和终点之间的一半距离。
通常情况下的竖曲线高程计算公式在绝大多数情况下，我们可以使用以下公式来计算竖曲线的高程：E = E1 + G1 * P + (4 * (E2 - E1) - (G1 + G2) * L) *(P / L) * (1 - (P / L))其中，E为竖曲线的任意点的高程。
示例说明我们来通过一个具体的示例来解释竖曲线高程计算公式的应用。
假设一条道路的起点高程为100米，终点高程为150米，起点纵坡比为，终点纵坡比为，曲线长度为200米。
现在我们需要计算该曲线上距离起点100米处的高程。
根据上述公式，我们可以依次计算：•起点到终点的水平距离为200米，因此曲线中点P为100米。
•根据公式，可得到：E = 100 + * 100 + (4 * (150 - 100) - ( + ) * 200)* (100 / 200) * (1 - (100 / 200))化简后计算得到：E = 100 + 3 + (4 * 50 - * 200) * *= 100 + 3 + (200 - 10) *= 100 + 3 +=因此，在距离起点100米处的位置，竖曲线的高程为米。
公路路线的交点曲线计算方法_secret
公路路线的交点曲线计算方法1．前言传统的公路平面敷设计算方法是以交点（JD）转角（α）为基础，以外距（E）为控制，通过求算切线长（T）来计算平曲线要素及各主点桩号的，与此相应的平面设计表达便是路线“直线、曲线及转角表”。
这种表达方式除了具有直观、方便的特点以外，更为重要的是它体现出公路路线设计的两个面，一是与之相适应直线加弯道的设计思路、定线方式、中线敷设和施工放样方法，另一个则是与汽车动力学相关的各项道路几何指标，因而应该说是十分经典并为大家所习惯采用的。
现在随着光电测距仪、全站仪、GPS等先进的测量仪器的出现，公路中线敷设及施工放线广泛采用极坐标法，从而摆脱了对特定计算方法的依赖，但对于较长距离的公路主线，传统的交点转角设计定线方法和“直线、曲线及转角表”的表达方式，却仍是其他方法和方式所不能取代的。
然而，当路线因为受到限制而不得不采用，诸如不对称曲线、卵形曲线、复曲线、凸曲线、双卵形曲线等复杂曲线，特别是需要曲线反算的情况下，采用传统的交点转角计算方法是很困难的。
对于复杂曲线的计算，一般采用了在传统方法的基础上，按曲线类型分别推导计算公式，并编写功能单一的计算程序进行计算的方法。
显然这种方法局限性大、程序功能单一，即使编写了针对不同类型曲线的许多模块，也不能涵盖任意的线形组合和曲线类型等情况。
笔者通过设计实践和纬地道路辅助设计系统的研究开发，在许多技术人员熟知的传统交点转角法布设平曲线的基础上，提出一种利用计算机进行平曲线计算的新交点转角法，该方法适用于任意复杂线形的设计计算。
2．交点曲线计算法该方法以适用于任意线元组合的复杂线形设计计算为目标，是以三种基本线元的统一参数模型为基础约定，以三线元捆绑式结构为通用的单交点曲线模型的交点可组合的计算方法，有别于传统的交点转角计算方法，暂称之为交点曲线计算法。
2.a 基本线元统一参数模型的建立我们知道，公路线形的曲线分为直线、圆曲线和缓和曲线（回旋曲线）三种线元，缓和曲线线元则又分为完全缓和曲线（R->∞）、（∞-> R）和部分缓和曲线（R1->R2）。
平曲线计算公式及符号说明
平曲线计算公式及符号说明平曲线是一种常见的曲线形状，其在工程、数学和物理学中都有广泛的应用。
在工程中，平曲线常用于道路、铁路和管道的设计和施工中。
在数学中，平曲线是一种特殊的曲线形式，具有特定的数学性质和计算方法。
本文将介绍平曲线的计算公式及符号说明，帮助读者更好地理解和应用平曲线。
一、平曲线的定义。
平曲线是指曲线上任意一点的曲率半径都相等的曲线。
在平曲线上，任意一点的曲率半径都等于常数R，这个常数R称为平曲线的曲率半径。
平曲线的曲率半径是一个常数，因此平曲线具有特定的曲线形状，可以用一定的数学公式来描述。
二、平曲线的计算公式。
平曲线的数学表达式通常采用参数方程的形式来描述。
平曲线的参数方程可以表示为：x = R cos(t)。
y = R sin(t)。
其中，x和y分别表示平曲线上任意一点的坐标，t表示参数，R表示平曲线的曲率半径。
通过这个参数方程，我们可以计算出平曲线上任意一点的坐标，从而描绘出整条平曲线的形状。
三、平曲线的符号说明。
在平曲线的计算公式中，有一些符号需要特别说明，以便读者更好地理解和应用平曲线的计算方法。
1. x和y，这两个符号分别表示平曲线上任意一点的横坐标和纵坐标。
通过这两个符号，我们可以确定平曲线上任意一点的坐标位置。
2. t，这个符号表示参数，是描述平曲线形状的关键。
通过改变参数t的取值范围，我们可以描绘出整条平曲线的形状。
3. R，这个符号表示平曲线的曲率半径，是描述平曲线形状的重要参数。
曲率半径R的取值决定了平曲线的大小和形状。
通过以上符号的说明，读者可以更好地理解平曲线的计算公式及其含义，从而更好地应用平曲线的计算方法。
四、平曲线的应用。
平曲线在工程、数学和物理学中都有广泛的应用。
在工程中，平曲线常用于道路、铁路和管道的设计和施工中。
通过合理设计平曲线的曲率半径和参数取值，可以使道路、铁路和管道的线形更加平滑和合理，提高工程的安全性和舒适性。
在数学中，平曲线是一种特殊的曲线形式，具有特定的数学性质和计算方法。
公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式
程序使用说明Fx9750、9860系列程序包含内容介绍:程序共有24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其中，程序2-14为主程序，程序15-24为子程序。
每个主程序都可以单独运算并得到结果，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。
第一步：先用Excel按照文字说明输入完整条线路对应数据；第二步：保存为CSV格式，然后设置单元格格式、数字格式、科学计数、小数位数设置10位以上并保存；第三步：用FA-124导入，匝道数据列表文件选择“File 1”，主线数据列表文件选择“File 2”。
回旋曲线参数计算公式
回旋曲线参数计算公式
回旋曲线是一种常用于道路、桥梁等工程中的曲线，其参数计算方法直接影响到曲线的设计和施工。
以下是一些常见的回旋曲线参数计算公式:
1. 回旋曲线终点角度计算公式：
角度 = (2n-1) × 90°,其中 n 为回旋曲线的圈数。
2. 回旋曲线起点距离计算公式：
距离 = πr × (180°/360°) × n，其中 r 为回旋曲线的曲率半径，n 为回旋曲线的圈数。
3. 回旋曲线长度计算公式：
长度 = 2πr × (180°/360°) × n，其中 r 为回旋曲线的曲率半径，n 为回旋曲线的圈数。
4. 回旋曲线切线长度计算公式：
切线长度 = πr × (180°/360°) × n，其中 r 为回旋曲线的曲率半径，n 为回旋曲线的圈数。
5. 回旋曲线离心率计算公式：
离心率 = (回旋曲线长度/起点到终点的距离) × 100%。
以上是一些常见的回旋曲线参数计算公式，根据实际情况可以根据实际情况适当调整和修改。
同时，在设计和使用回旋曲线时，还需要考虑一些因素，如曲线半径、曲率变化、长度等，以确保曲线的可行性和稳定性。
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。
道路纵断设计高程计算公式
道路纵断设计高程计算公式道路纵断设计是指在道路纵向剖面上确定道路的纵向坡度和高程，以保证车辆在行驶过程中的安全和舒适性。
在道路设计中，计算道路纵断的高程是非常重要的一部分，它直接影响着道路的通行能力和安全性。
本文将介绍道路纵断设计高程计算的公式和计算方法。
一、道路纵断设计高程计算公式。
在道路纵断设计中，常用的计算公式包括，水平曲线高程计算公式、竖曲线高程计算公式和坡度计算公式。
下面将分别介绍这些计算公式。
1. 水平曲线高程计算公式。
在道路设计中，水平曲线是指道路在平面上的曲线，它用来连接两个不同的道路线。
水平曲线的高程计算公式如下：E = E1 + (L/2) tan(θ)。
其中，E为水平曲线的高程，E1为起点高程，L为水平曲线的长度，θ为水平曲线的转角。
2. 竖曲线高程计算公式。
竖曲线是指道路在纵断面上的曲线，它用来调整道路的纵向坡度，以适应地形的变化。
竖曲线的高程计算公式如下：E = E1 + (L/2) tan(α)。
其中，E为竖曲线的高程，E1为起点高程，L为竖曲线的长度，α为竖曲线的坡度。
3. 坡度计算公式。
在道路设计中，坡度是指道路纵向的倾斜程度，它影响着车辆的行驶速度和燃油消耗。
坡度的计算公式如下：G = (E2 E1) / L。
其中，G为坡度，E1为起点高程，E2为终点高程，L为两点之间的水平距离。
二、道路纵断设计高程计算方法。
在实际的道路设计中，我们可以通过以下步骤来计算道路纵断的高程：1. 确定水平曲线和竖曲线的位置和长度。
2. 根据水平曲线和竖曲线的位置和长度，使用上述的计算公式来计算曲线的高程。
3. 根据计算得到的高程，绘制道路的纵断图。
4. 对纵断图进行检查和修正，以保证道路的安全和舒适性。
在实际的道路设计中，我们还需要考虑地形的变化、交通量、车辆类型等因素，来确定道路的纵断高程。
因此，在计算道路纵断高程时，需要综合考虑各种因素，以保证道路的安全和通行能力。
三、道路纵断设计高程计算的重要性。
竖曲线计算
竖曲线计算竖曲线定义:纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车用一段曲线缓与,这条连接两个纵坡线的曲线称为竖曲线。
竖曲线作用:1)以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点处冲击,2)确保道路纵向行车视距;3)将竖曲线与平曲线恰当地组合,有利于路面排水与改善行车的视线诱导以及舒适感。
变坡点:在道路纵断面上两个相邻纵坡线的交点。
竖曲线分类:竖曲线常采用圆曲线,可以分为凸形与凹形两种。
凹凸竖曲线判断:如上图,当前坡段坡度大于后坡段坡度时为凸型曲线;当前坡段坡度小于后坡段坡度时为凹曲线;坡度:通常把坡面的垂直高度h与水平宽度l的比叫做坡度。
(注:判断就是凹凸竖曲线时,坡度含正负号,例如,前坡段坡度为－2、3%,后坡段坡度为－1、4%,因为－2、3%<－1、4%,故此竖曲线为凹形竖曲线,我们习惯把上坡段用“＋”表示,下坡段用“－”表示)道路纵断面线形常采用直线、竖曲线两种线形,二者就是纵断面线形的基本要素。
竖曲线技术指标主要有竖曲线半径与竖曲线长度。
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,以保证行车的平顺与舒适。
竖曲线基本要素:竖曲线长:L 切线长:T 外距:E半径:R竖曲线起终点桩号计算:竖曲线起点桩号:变坡点桩号－T竖曲线终点桩号:变坡点桩号＋T如右图所示,两个相邻的纵坡为i1与i2,竖曲线半径为R,则测设元素为:曲线长L=R ×α由于竖曲线的转角α很小,故可以认为:α=i1-i2;所以L=R(i1-i2)切线长T=Rtan 2α 因为α很小,tan2α=2α;所以可以推出: T=R ·2α=2L =21R(i1-i2) 又因为α很小,可以认为:ＤＦ=Ｅ;ＡＦ=Ｔ根据三角形ＡＣＯ与三角形ＡＣＦ相似,根据相似三角形“边角边”定理得出:Ｒ:Ｔ=Ｔ:２Ｅ; 于就是如上图外距Ｅ＝RT 22, 同理可导出竖曲线上任意一点Ｐ距切线纵距的计算公式:y ＝Rx 22式中:x —竖曲线上任意一点P 到竖曲线起点或终点的水平距离Y —值在凹形竖曲线中为正号,在凸形竖曲线中为负号。
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高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式
时间:2009-12-27 21:40:34 来源:本站作者:未知我要投稿我要收藏投稿指南
高速公路的一些线路坐标、高程计算公式(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)
一、缓和曲线上的点坐标计算
已知：①缓和曲线上任一点离ZH点的长度：l
②圆曲线的半径：R
③缓和曲线的长度：l0
④转向角系数：K(1或－1)
⑤过ZH点的切线方位角：α
⑥点ZH的坐标：x Z，y Z
计算过程：
说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，
公式中n的取值如下：
当计算第二缓和曲线上的点坐标时，则：
l为到点HZ的长度
α为过点HZ的切线方位角再加上180°
K值与计算第一缓和曲线时相反
x Z，y Z为点HZ的坐标
切线角计算公式：
二、圆曲线上的点坐标计算
已知：①圆曲线上任一点离ZH点的长度：l
②圆曲线的半径：R
③缓和曲线的长度：l0
④转向角系数：K(1或－1)
⑤过ZH点的切线方位角：α
⑥点ZH的坐标：x Z，y Z
计算过程：
说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下：
当只知道HZ点的坐标时，则：
l为到点HZ的长度
α为过点HZ的切线方位角再加上180°
K值与知道ZH点坐标时相反
x Z，y Z为点HZ的坐标
三、曲线要素计算公式
公式中各符号说明：
l——任意点到起点的曲线长度（或缓曲上任意点到缓曲起点的长度）l1——第一缓和曲线长度
l2——第二缓和曲线长度
l0——对应的缓和曲线长度
R——圆曲线半径
R1——曲线起点处的半径
R2——曲线终点处的半径
P1——曲线起点处的曲率
P2——曲线终点处的曲率
α——曲线转角值
四、竖曲线上高程计算
已知：①第一坡度：i1(上坡为“＋”，下坡为“－”)
②第二坡度：i2(上坡为“＋”，下坡为“－”)
③变坡点桩号：S Z
④变坡点高程：H Z
⑤竖曲线的切线长度：T
⑥待求点桩号：S
计算过程：
五、超高缓和过渡段的横坡计算
已知：如图，
第一横坡：i1
第二横坡：i2
过渡段长度：L
待求处离第二横坡点（过渡段终点）的距离：x
求：待求处的横坡：i
解：d=x/L
i=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1
六、匝道坐标计算
已知：①待求点桩号：K
②曲线起点桩号：K0
③曲线终点桩号：K1
④曲线起点坐标：x0，y0
⑤曲线起点切线方位角：α0
⑥曲线起点处曲率：P0(左转为“－”，右转为“＋”)
⑦曲线终点处曲率：P1(左转为“－”，右转为“＋”)
求：①线路匝道上点的坐标：x,y
②待求点的切线方位角：αT
计算过程：
注：sgn(x)函数是取符号函数，当x<0时sgn(x)=-1，当x>0时sgn(x)=1，当x=0时sgn(x)=0。
在计算器中若无此函数可编一个小子程序代替。