道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算)

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各种曲线类型的缓和曲线的判断及起点、终点曲率半径的计算方法

各种曲线类型的缓和曲线的判断及起点、终点曲率半径的计算方法

各种曲线类型的缓和曲线的判断及起点、终点曲率半径的计算方法看到这个标题是有点绕口啊!总结任何曲线类型都是由自然段组合而成,所谓自然段统指直线、缓和曲线、圆曲线。

圆曲线又分单圆曲线和复曲线。

单圆曲线就是单一半径的曲线。

具有两个半径或以上不同半径的曲线称复曲线。

在此一般平曲线不在说了,第一缓和曲线、圆曲线、第二缓和曲线。

目前在坐标计算中经常遇到缓和曲线,实际中相信有很多测友选择用积木法或叫线元法正反算程序进行线路坐标计算,这就牵涉到线元的起点终点曲率半径判断的问题,一般的直线元,圆曲线元的起点终点半径判断,比较容易,可能令大家感觉麻烦的就是缓和曲线起点终点半径判断问题,缓和曲线有时候判断算对了,有时候却坐标算不对,究其原因,问题就出于该缓和曲线是否是完整缓和曲线。

目前公路线性有非对称线性的设计,特别是在互通立交匝道和山区高速公路线性设计中。

非对称线性又分为完全非对称线性和非对称非完整线性两种。

所谓“完全非对称曲线”的含义就是第一缓和曲线长和第二缓和曲线长不等,而第一缓和曲线和第二缓和曲线起点处的半径为无穷大。

所谓“非完整”的含义就是第一缓和曲线和第二缓和曲线的半径不是无穷大,而是有半径的。

关于这点,一般课本教材上没有明确的讲述,查找网上对此问题的解释也是散见于不同的论文著作中,对于测量新手来说,线元法程序是非常适用上手的,但却往往因为遇到不完整缓和曲线的起点或终点的半径判断计算不出来导致坐标计算错误,的确是件令人恼火的事情,在此我就把自己的判断经验做一论述,给用线元法程序的测友们一同分享,当然高手们请一笑而过,也可留下你的经验与大家一起分享交流学习。

先说说完整缓和曲线和不完整缓和曲线以及不对称缓和曲线与对称缓和曲线的概念问题,以免混为一谈.当对于单独一段缓和曲线从其完整与否来讲是分为完整与不完整两类;当对于一个单交点内的两段缓和曲线(即常说的第一缓和曲线和第二缓和曲线而言)又有对称缓和曲线与不对称缓和曲线之分。

公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式

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”。

高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式

高速公路线路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式

高速公正路路(缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道)坐标计算公式未知2021-12-27 21:40:34 本站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:①缓和曲线上任一点离ZH点的长度:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l0④转向角系数:K(1或-1)⑤过ZH点的切线方位角:α⑥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,那么: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:①圆曲线上任一点离ZH点的长度:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l0④转向角系数:K(1或-1)⑤过ZH点的切线方位角:α⑥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,那么: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: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 Z④变坡点高程:H Z⑤竖曲线的切线长度:T⑥待求点桩号:S计算过程:五、超高缓和过渡段的横坡计算: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〕的间隔:x求:待求处的横坡:i解:d=x/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算:①待求点桩号:K②曲线起点桩号:K0③曲线终点桩号:K1④曲线起点坐标:x0,y0⑤曲线起点切线方位角:α0⑥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,y②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。

缓和曲线计算公式

缓和曲线计算公式
1、测设元素的计算
(1)内移距p 和切线增长q的计算:
p
l
2 s
24R
q ls
l
3 s
2 240R2
2、主点的测设
(1)里程的计算
ZH=JD-TH;HY=ZH+ls; QZ=ZH+LH/2;HZ=ZH+LH;YH=HZ-ls
(2)测设方法。(见例题)
例题:如图,设某公路的交点桩号为K0+518.66,右转 角αy=180018'36",圆曲线半径R=100m,缓和曲线长 ls=10m,试测设主点桩。(作为实习课内容)
b0

2 0

Hale Waihona Puke ls 3R此外还有极坐标法、弦线支距法、长弦偏角 法。
41.96m
EH
(R
p) sec
2
R 1.33m
(二)计算里程
ZH=K0+497.54;HY=K0+507.54;QZ=K0+518.52; HZ=K0+539.50;YH=K0+529.50
(三)主点测设
1.架仪JDi,后视JDi-1,量取TH,得ZH点;后视JDi+1, 量取TH,得HZ点;在分角线上量取EH,得QZ点。
2.分别在ZH、HZ点架仪,后视JDi方向,量取x0,再在 此方向垂直方向上量取y0,得HY和YH点。
课间休息
音乐欣赏:
1、痴心绝对 2、给我新鲜
三、带有缓和曲线的圆曲线详细测设
1、切线支距法 (tangent off-set method)
要注意:点是位于缓和曲线上,还是位于圆曲线上。
位于缓和曲线
解:(一)计算测设元素

公路缓和曲线计算公式讲解

公路缓和曲线计算公式讲解

公路缓和曲线计算公式讲解公路缓和曲线是指在设计公路线形时为了使车辆在曲线上能够顺利转弯而采用的一种曲线形式。

在公路设计中,缓和曲线的设计是非常重要的,因为它直接关系到车辆在曲线上的安全行驶和舒适性。

在本文中,我们将对公路缓和曲线的计算公式进行详细的讲解,希望能够帮助大家更好地理解和应用这一知识。

一、缓和曲线的类型。

在公路设计中,常见的缓和曲线类型有三种,分别是圆曲线、过渡曲线和螺旋曲线。

圆曲线是一种由圆弧组成的曲线形式,它的曲率是恒定的。

过渡曲线是一种由直线段和圆弧段组成的曲线形式,它的曲率是逐渐变化的。

螺旋曲线是一种由圆弧和直线段交替组成的曲线形式,它的曲率也是逐渐变化的。

在实际的公路设计中,我们需要根据具体的情况选择合适的缓和曲线类型,以确保车辆在曲线上的安全行驶和舒适性。

二、缓和曲线的计算公式。

1. 圆曲线的计算公式。

在公路设计中,圆曲线的计算是非常常见的。

圆曲线的计算公式如下:L = (V^2) / (127R)。

其中,L表示圆曲线的长度(单位,米),V表示车辆的设计速度(单位,公里/小时),R表示圆曲线的半径(单位,米)。

根据这个公式,我们可以计算出圆曲线的长度,从而确定圆曲线的位置和形状。

2. 过渡曲线的计算公式。

过渡曲线是一种由直线段和圆弧段组成的曲线形式,它的计算公式如下:L = (V^2) / (a)。

其中,L表示过渡曲线的长度(单位,米),V表示车辆的设计速度(单位,公里/小时),a表示过渡曲线的加速度(单位,米/秒^2)。

根据这个公式,我们可以计算出过渡曲线的长度,从而确定过渡曲线的位置和形状。

3. 螺旋曲线的计算公式。

螺旋曲线是一种由圆弧和直线段交替组成的曲线形式,它的计算公式比较复杂。

螺旋曲线的计算需要考虑曲线的曲率变化和车辆的行驶轨迹,因此通常需要借助计算机软件来进行精确计算。

三、缓和曲线的设计原则。

在公路设计中,缓和曲线的设计需要遵循一些基本原则,以确保车辆在曲线上的安全行驶和舒适性。

圆曲线、缓和曲线、竖曲线、非完整缓和曲线计算程序

圆曲线、缓和曲线、竖曲线、非完整缓和曲线计算程序

圆曲线、缓和曲线、竖曲线、非完整缓和曲线计算培训1、圆曲线计算程序:“X0”?P 曲线起点X坐标“Y0”?Q 曲线起点Y坐标“X1”?X 曲线交点X坐标“Y1”?Y 曲线交点Y坐标“QDLC”?Z 曲线起点桩号“R”?R 曲线半径“L1R2”?O 曲线前进方向:左为1、右为2Lbl 0“1N-X,2X-N”?S 1为大转小、2为小转大Pol(P-X,Q-Y):ClsJ+180→K 曲线切线方位角计算If S=1:Then Goto 1:Else Goto 2:IfEndLbl 1“N”?U:“E”?V 测量的大坐标(U-P)cos(K)+(V-Q)sin(K)+Z→Z[1]:(V-Q)cos(K)-(U-P)sin(K)→Z[2] If O=1:Then -R→D:Else R→D:IfEndtan-1((Z[1]-Z)/Abs(D-Z[2]))→Z[3]Abs(D)sin(Z[3])+Z →Z[4]:Abs(D)(1-cos(Z[3])) →Z[5]If O=1:Then –Z[5]→Z[5]:Else Z[5]→Z[5]:IfEndPol(Z[4]-Z,Z[5]-D):ClsJ+180 →Z[6]Z+Z[3](Abs(D)π)/180→Z[7](Z[1]-Z[4])cos(Z[6])+(Z[2]-Z[5])sin(Z[6]) →Z[8]If O=1:Then –Z[8]→Z[8]:Else Z[8]→Z[8]:IfEnd“X=”:Z[7]◢计算后的X小坐标“Y=”:Z[8]◢计算后的X小坐标Goto 0Lbl 2“X”?U:“Y”?V 测量的小坐标180(U-Z)/(Rπ)→Z[1]:Rsin(Z[1])+Z→Z[2]:R(1-cos(Z[1]))→Z[3]If O=1:Then –Z[3]→Z[3]:–V→C:–R→D:Else Z[3]→Z[3]:V→C:R→D:IfEnd Pol(Z[2]-Z,Z[3]-D):ClsJ+180→Z[4]Z[2]+Ccos(Z[4])→Z[5]:Z[3]+Csin(Z[4])→Z[6]P+(Z[5]-Z)cos(K)-Z[6]sin(K)→Z[7]Q+(Z[5]-Z)sin(K)+Z[6]coc(K)→Z[8]“N=”:Z[7] ◢计算后的X大坐标“E=”:Z[8]◢计算后的Y大坐标Goto 02、缓和曲线计算程序:“X0”?P 曲线起点X坐标“Y0”?Q 曲线起点Y坐标“X1”?X 曲线交点X坐标“Y1”?Y 曲线交点Y坐标“ZHZH”?Z 曲线起点桩号“R”?R 圆曲线段半径“L”?L 缓和曲线单边曲线长度“L1R2”?O 曲线前进方向左为1右为2Lbl 0“LCZH”?F 测量里程Abs(F-Z)→BIf B<L:Then Goto 1:Else Goto 4:IfEnd 缓和段及圆曲线段计算转换Lbl 1180B2/(2RLπ)→A:RL/B→E:B-B5/(40R2L2)+B9/(3456R4L4)- B13/(599040R6L6)+ B17/(175472640R8L8)- B21/(7.80337152*1010R10L10)→C (红色的为计算小半径增加精度)B3/(6RL)-B7/(336R3L3)+B11/(42240R5L5)- B15/(9676800R7L7)+ B19/(3535596640R9L9)- B23/(1.8802409472*1012R11L11)→D:C-Esin(A) →G(红色的为计算小半径增加精度)If O=1:Then Goto 2:Else Goto3:IfEndLbl 2-D→D:D-Ecos(A) →HGoto 7D→D:D+Ecos(A) →HGoto 7Lbl 4180(B-L/2)/(Rπ)→A:L/2-L3/(240R2)→E:L2/(24R)-L4/(2688R3)→M E+Rsin(A) →C:C-Rsin(A) →GIf O=1:Then Goto 5:Else Goto 6:IfEndLbl 5-(M+R(1-cos(A)) →D:D-Rcos(A) →HGoto 7Lbl 6M+R(1-cos(A)) →D:D+Rcos(A) →HGoto 7Lbl 7Pol(P-X,Q-Y):ClsJ+180→KP+Ccos(K)-Dsin(K) →Z[2]:Q+Csin(K)+Dcos(K) →Z[3]P+Gcos(K)-Hsin(K) →Z[4]:Q+Gsin(K)+Hcos(K) →Z[5]Pol(Z[2]-Z[4],Z[3]-Z[5]):ClsJ+180→Z[1]“U”?U:“V”?V 测量所得大地坐标(U-Z[2])cos(Z[1])+(V-Z[3])sin(Z[1]) →Z[6](V-Z[3])cos(Z[1])-(U-Z[2])sin(Z[1]) →Z[7]If F>Z:Then Goto 9:Else Goto A:IfEndLbl 9If O=1:Then Z[7]→Z[7]:-Z[6]→Z[6]:Else –Z[7]→Z[7]:Z[6]→Z[6] IfEndGoto BLbl AIf O=1:Then –Z[7] →Z[7]:Z[6] →Z[6]:Else Z[7] →Z[7]:-Z[6] →Z[6] IfEndGoto BLbl B“X=”:Z[7] ◢计算后轴线X坐标“Y=”:Z[6] ◢计算后轴线X坐标“0→Goto 0,1→BZZB”?S 0为还回计算过程、1为进行轴线坐标计算大坐标If S=0:Then Goto 0Else Goto 8:IfEndLbl 8“X”?T:“Y”?WIf F>Z:Then Goto C:Else Goto D:IfEndLbl CIf O=1:Then T→Z[8]:-W→Z[11]:Else -T→Z[8]:W→Z[11]:IfEndGoto ELbl DIf O=1:Then -T→Z[8]:W→Z[11]:Else T→Z[8]:-W→Z[11]:IfEndGoto ELbl EZ[2]+Z[11]cos(Z[1])-Z[8]sin(Z[1]) →Z[9]Z[3]+Z[11]sin(Z[1])+Z[8]cos(Z[1]) →Z[10]“N=”:Z[9] ◢计算后X大坐标“E=”:Z[10] ◢计算后Y大坐标Goto 03、竖曲线计算程序:“ZH1”?A 交点1桩号“H1”?B 交点1高程“ZH2”?C 交点2桩号“H2”?D 交点2高程“ZH3”?E 交点3桩号“H3”?F 交点3高程“R”?R 曲线半径(D-B)/(C-A) →Z[1]:(F-D)/( E-C) →Z[2]:Z[2]-Z[1] →W:Abs(RW/2)→T Lbl 0“ZHC”?G:“HC”?H 测量桩号及高程If G≤(C-T):Then Goto 1:Else Goto 2:IfEndLbl 1H-(G-A) Z[1]-B →Z[3]“H+-”:Z[3] ◢计算值+为向下、-为向上Goto 0Lbl 2If G≥(C+T):Then Goto 3:Else Goto 4:IfEnd Lbl 3H-(G-C) Z[2]-D→Z[3]“H+-”:Z[3] ◢计算值+为向下、-为向上Goto 0Lbl 4(G-(C-T))2/(2R) →Z[4](G-A) Z[1]+B →Z[5]If W>0:Then Goto 5:Else Goto 6:IfEndLbl 5H-(Z[5]+Z[4]) →Z[3]“H+-”:Z[3] ◢计算值+为向下、-为向上Goto 0Lbl 6H-(Z[5]-Z[4]) →Z[3]“H+-”:Z[3] ◢计算值+为向下、-为向上Goto 0非完整缓和曲线计算起点和交点方向大坐标Lbl 0“X1”?A 非完整缓和曲线起点X坐标“Y1”?B 非完整缓和曲线起点Y坐标“X2”?C 非完整缓和曲线终点X坐标“Y2”?D 非完整缓和曲线终点Y坐标“A”?E 缓和曲线A值“R”?F 缓和曲线半径“L1”?G 图纸标注缓和曲线长度“L1R2”?R 方向左1右2E2÷F→H 缓和曲线完整计算长度H-G→K 缓和曲线打断长度K-K5÷(40×E4)+K9÷(3456×E8) -K13÷(599040×E12)+K17÷(175472640×E16)-K21÷(78033715200×E20) →LK3÷(6×E2)-K7÷(336×E6)+K11÷(42240×E10)-K15÷(9676800×E14)+K19÷(3530096640×E18)-K23÷(1880240947200×E22) →MH-H5÷(40×E4)+H9÷(3456×E8) -H13÷(599040×E12)+H17÷(175472640×E16)-H21÷(78033715200×E20) →NH3÷(6×E2)-H7÷(336×E6)+H11÷(42240×E10)-H15÷(9676800×E14)+H19÷(3530096640×E18)-H23÷(1880240947200×E22) →OTan-1((O-M)÷(N-L))→PPol(A-C,B-D)J+180→QIf R=1Then Q+P→SElse Q-P→SIfEndAbs(Lcos(S)-Msin(S)-A) →TAbs(Lsin(S)-Mcos(S)-B) →UT+100cos(S) →VU+100sin(S) →W“A0”:T◢完整缓和曲线原点X坐标计算值“B0”:U◢完整缓和曲线原点Y坐标计算值“A1”:V◢完整缓和曲线交点方向X坐标计算值“B1”:W◢完整缓和曲线交点方向Y坐标计算值Goto 0。

道路测量中缓和曲线中桩坐标计算方法

道路测量中缓和曲线中桩坐标计算方法

道路测量中缓和曲线中桩坐标计算方法的研究摘要:本文讲解了在利用全站仪进行缓和曲线中桩放样时,缓和曲线的基本形和卵形两种情况下中桩坐标计算的方法。

关键词:缓和曲线、基本形、卵形、中桩坐标计算。

随着全站仪在道路工程施工测量中的普及,传统的中线放样方法逐渐被淘汰。

目前道路工程中线放样时,只要能计算出中线上任意一点的坐标,用全站仪或者GPSRTK的坐标放样功能就可很方便、快捷地完成实地放样。

道路线形是由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的,而直线与圆曲线组合的线形(见图一)中桩坐标计算比较简单,在此不作阐述。

下面就缓和曲线与其它两种线形组合的线形中桩坐标计算予以分析。

缓和曲线与其它两种线形组合构成的线形主要有缓和曲线的完整形(即基本形)(见图二)和非完整形(即卵形)(见图三)二种。

一、基本形曲线中桩坐标计算:1、对于第一缓和曲线及圆曲线段(ZH~YH)(如图四),建立以ZH为坐标原点,切线方向为X′轴,半径方向为Y′轴的曲线坐标系(X′O′Y′)。

先计算曲线各点在曲线坐标系下的坐标。

⑴对于第一缓和曲线段(ZH~HY)内任一点i(此时L=Ki-KZH)若圆曲线半径R≥100m时,则Xi′=L-L5/(40R2Ls12) 公式①Yi′=L3/(6RLs1) 公式②若圆曲线半径R<100m时,则X′=L-L5÷[40(RLS)2] L9÷[3456(RLS)4]–L13÷[599040(RLS)6]L17÷[175472640(RLS)8]- L21÷[7.80337152×1010(RLS)10] (公式③)Y′=L3÷[6(RLS)] - L7÷[336(RLS)3] L11÷[42240(RLS)5] -L15÷[9676800(RLS)7] L19÷[3530096640(RLS)9] -L23÷[1.8802409472×1012(RLS)11] (公式④)⑵对于圆曲线段(HY~YH)上任一点iXi′=q Rsin cent;iYi′=R(1-cos cent;i) pL=Ki-KZH cent;i=(L- Ls1)*180/(Rπ) β0内移值P=Ls12/(24R)切线增值q= Ls1/2- Ls13/(240R2)综合⑴、⑵,根据不同坐标系的相互转换,可得ZH~YH上任一点i的中桩测量坐标为:Xi=XZH cosA×Xi′-sinA×f×Yi′(公式⑤)Yi= YZH sinA×Xi′ cosA×f×Yi′(公式⑥)式中f为线路的转向系数,右转时f=1,左转时f=-1 。

公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式

公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式

公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式一、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形,是道路平面线形要素之一。

1.缓和曲线的作用1)便于驾驶员操纵方向盘2)乘客的舒适与稳定,减小离心力变化3)满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车4)与圆曲线配合得当,增加线形美观2.缓和曲线的性质为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。

S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数)ρ=C/sC=A2由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。

3.回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。

令:ρ=R,l h=s 则 l h=A2/R4.缓和曲线最小长度缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。

缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1)根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。

a1=0,a2=v2/ρ,a s=Δa/t≤0.62)依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度(t=3s)3)根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。

4)从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在3°——29°之间,视觉效果好。

《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。

5.直角坐标及要素计算1)回旋线切线角(1)缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。

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内容:明白得线路勘测设计时期的要紧测量工作(初测操纵测量、带状地形图测绘、中线测设和纵横断面测量);把握线路交点、转点、转角、里程桩的概念和测设方式;把握圆曲线的要素计算和主点测设方式;把握圆曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方式;了解虚交的概念和处置方式;把握缓和曲线的要素计算和主点测设方式;明白得缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方式;把握线路纵断面的基平、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式。

重点:圆曲线、缓和曲线的要素计算和主点测设方式;切线支距法和偏角法的计算公式和测设方式;线路纵断面的基平、中平测量和横断面测量方式难点:缓和曲线的要素计算和主点测设方式;缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方式。

§ 交点转点转角及里程桩的测设一、道路工程测量概述分为:线路勘测设计测量 (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)一、初测内容:操纵测量 (control survey) 、测带状地形图(topographical map of a zone) 和纵断面图 (profile) 、搜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。

二、定测内容:在选定设计方案的线路上进行线路中线测量 (center line survey) 、测纵断面图 (profile) 、横断面图 (cross-section profile) 及桥涵、线路交叉、沿线设施、环境爱惜等测量和资料调查,为施工图设计提供资料。

(二)道路施工测量 (road construction survey)依照设计图纸恢复道路中线、测设路基边桩和竖曲线、工程完工验收测量。

本章要紧论述中线测量和纵、横断面测量。

二、中线测量 (center line survey)一、平面线型:由直线和曲线(大体形式有:圆曲线、缓和曲线)组成。

二、概念:通过直线和曲线的测设,将道路中心线的平面位置测设到地面上,并测出其里程。

即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。

三、交点 JD(intersecting point) 的测设(一)概念:线路的转折点,即两个方向直线的交点,用 JD 来表示。

(二)方式:一、品级较低公路:现场标定二、高品级公路:图上定线——实地放线。

(三)实地放线的方式分类一、放点穿线法放直线点——穿线——定交点(1)放点可用支距法(垂直于导线边的距离)、导线相交法及极坐标法进行。

如以下图:一、二、4、6 点——用支距法; 3 点——用导线相交法; 5 点——用极坐标法(2)穿线如图,定出一条尽可能多的穿过或靠近直线上点 P1 、 P2 、 P3 的直线AB 。

(3)定交点将穿出的直线延长,得交点 JD 。

正倒镜分中法:1)在 B 点架仪,盘左对准 A ,倒镜定 a1 , b1 点;盘右对准 A 点,倒镜定a2 , b2 点;取 a1 、 a2 点中点 a , b1 、 b2 点的中点 b 。

2)同理可定出 CD 方向可定出 c 、d 两点。

(骑马桩)。

3)将线段 ab 、 cd 相交,得交点 JD 。

二、拨角放线法——极坐标法如图,在利用导线点或已测设的 JD ,计算测设元素(β, S )——拨角,量边,定出 JD 位置。

四、转点 ZD(turning point) 的测设1、概念:当相邻两交点互不通视时,需要在其连线测设一些供放线、交点、测角、量距时照准之用的点。

二、分为:在两交点间测设转点、在两交点延长线上测设转点。

(1)在两交点间测设转点:1)在 JD5 、 JD6 的大致中间位置 ZD' 架仪。

对准 JD5 ,用正倒镜分中法定出 JD'6 。

2)测量出 a 、 b 距离。

有:3)计算 e 值,在实地量取 e 值,得 ZD 点。

有:4)在 ZD 点架仪,检查三点在一直线上。

有:(2)在两交点延长线上测设转点如图,有:五、转角 (turning angle) 和分角线的测设一、概念:指线路由一个方向偏向另一个方向时,偏转后的方向与原方向的夹角。

当偏转后的方向在原方向的左侧,称为左转角;反之为右转角。

二、转角的测定当β左> 180°时,为右转角,有:αy= β左 -180°当β左<180°时,为左转角,有:αz=180°- β左当β右<180°时,为右转角,有:αy=180°- β右当β右>180°时,为左转角,有:αz= β右 - 180°3、分角线的测定假设角度的 2 个方向值为 a 、 b ,那么分角线方向 c=(a+b)/2六、里程桩 (mileage peg) 的设置又称中桩,表示该桩至线路起点的水平距离。

如: K7+ 表示该桩距线路起点的里程为。

分为整桩和加桩。

一、整桩。

一样每隔 20m 或 50m 设一个。

二、加桩分为地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线加桩和断链加桩。

(如:改 K1+100=K1+080 ,长链 20m 。

)§ 单圆曲线 (circle curve) 的测设圆曲线测设的传统方式:主点测设——详细测设一、主点 (major point) 的测设一、曲线要素的计算假设已知:转角α 及半径 R ,那么:切线长:;曲线长:外距:;切曲差:二、主点的测设(1)主点里程的计算ZY 里程 =JD 里程 -T ; YZ 里程 =ZY 里程 +LQZ 里程 =YZ 里程 -L/2 ; JD 里程 =QZ 里程 +D/2 (用于校核)(2)测设步骤:1) JDi 架仪,照准 JDi-1 ,量取 T ,得 ZY 点;照准 JDi+1 ,量取 T ,得YZ 点。

2)在分角线方向量取 E ,得 QZ 点。

二、单圆曲线详细测设有整桩号法和整桩距法。

一样采纳整桩号法。

一、切线支距法 (tangent off-set method)(1) 以 ZY 或 YZ 为坐标原点,切线为 X 轴,过原点的半径为 Y 轴,成立坐标系。

(2) 计算出各桩点坐标后,再用方向架、钢尺去丈量。

特点:测点误差不积存;宜以 QZ 为界,将曲线分两部份进行测设。

[ 例题 ] 设某单圆曲线偏角α =34°12′00″, R=200m ,主点桩号为 ZY :K4+ , QZ :K4+ , YZ :K5+ ,按每 20m 一个桩号的整桩号法,计算各桩的切线支距法坐标。

(一)主点测设元素计算=;= ;= ;= 。

(二)主点里程计算ZY=K4+ ; QZ=K4+ ; YZ=K5+ ; JD= K4+ (检查)(三)切线支距法(整桩号)各桩要素的计算表曲线桩号ZY(YZ )至桩圆心角φ i 切线支距法坐标(m) 的曲线长(m)小数度( ° ) X i (m) Yi (m)ZY K4+ 0 0 0 0 K4+920 4920K4+940 4940K4+960 4960 15.QZ K4+ ———————————————————————K4+980 4980 13.K5+000 5000K5+020 5020YZ K5+ 0 0 0 0 注:表中曲线长。

二、偏角法 (method of deflection angle)分为:长弦偏角法、短弦偏角法。

(1)长弦偏角法1)计算曲线上各桩点至 ZY 或 YZ 的弦线长 ci 及其与切线的偏角Δi 。

2)再别离架仪于 ZY 或 YZ 点,拨角、量边。

特点:测点误差不积存;宜以 QZ 为界,将曲线分两部份进行测设。

(2)短弦偏角法。

与长弦偏角法相较:1)偏角Δi 相同。

2)计算曲线上各桩点间弦线长 ci3)架仪于 ZY 或 YZ 点,拨角、依次在各桩点上在量边,相交后得中桩点。

另外还有极坐标法 (polar coordinate method) 、弦线支距法、弦线偏距法。

[ 例题 ] 偏角法详细测设单圆曲线(注:此题作为实习课测设内容 , 数据是假设的)已知圆曲线的 R=200m ,,交点 JD i 里程为 K10+ ,试按每 10m 一个整桩号,来论述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤。

解:(一)主点测设元素计算=;= ;= ;= 。

(二)主点里程计算ZY=K10+ ; QZ=K10+ ; YZ=K10+ ; JD= K10+ (检查)(三)偏角法(整桩号)各桩要素的计算表桩号曲线长偏角值偏角读数弦长(长弦法)ZY K10+ 0 0 00 00 0 00 00 0K10+90 0 46 50 359 13 10K10+100 2 12 47 357 47 13K10+110 3 38 44 356 21 16QZ K10+K10+120 2 25 20 2 25 20K10+130 0 59 23 0 59 23YZ K10+ 0 0 00 00 0 00 00 0 注:;;§ 缓和曲线 (spiral) 的测设一、概念及大体公式一、概念为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失,需要在直线(超高为 0 )与圆曲线(超高为 h )之间插入一段曲率半径由无穷大慢慢转变至圆曲线半径的过渡曲线(使超高由 0 变成 h ),此曲线为缓和曲线。

要紧有回旋线、三次抛物线及双纽线等。

二、回旋型缓和曲线大体公式——缓和曲线全长。

(1)切线角公式——缓和曲线长所对应的中心角。

2)缓和曲线角公式——缓和曲线全长所对应的中心角亦称缓和曲线角。

(3)缓和曲线的参数方程(4)圆曲线终点的坐标二、主点的测设一、测设元素的计算(1)内移距 p 和切线增加 q 的计算(2)切线长曲线长,其中圆曲线长。

外距;切曲差二、主点的测设(1)里程的计算ZH=JD-T H ; HY=ZH+l s ; QZ=ZH+L H /2 ; HZ=ZH+L H ; YH=HZ-l s (2)测设方式。

( 见例题 )例题:如以下图,设某公路的交点桩号为 K10+ ,右转角α y = 18°18'36 " ,圆曲线半径 R= 100m ,缓和曲线长 l s = 10m ,试测设主点桩。

(作为实习课内容)解:(一)计算测设元素p= ; q= ;;(二)计算里程ZH=K10+ ; HY=K10+ ; QZ=K10+ ; HZ=K10+ ; YH=K10+(三)主点测设一、架仪 JDi ,后视 JDi-1 ,量取 TH ,得 ZH 点;后视 JDi+1 ,量取 TH ,得 HZ 点;在分角线方向量取 EH ,得 QZ 点。

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