圆曲线、缓和曲线计算方法
两圆曲线之间的缓和曲线的点位计算及测设方法
312 以 (ZH ) 为测站点
(1) 首先确定 (ZH ) 点的实地位置及 x 方向, 因为 (ZH ) 点至 (YH ) 点距离为 S=
x
2 0
+
y20 ,
先在 (YH )
设 站用极坐标法根据距离 S 与 (YH ) 至 (ZH ) 和 (YH ) 至 A 点的角度 90°- (Α+ Χ) , 将 (ZH ) 点标定于实
坐标系 x- (ZH ) - y, 则 (YH ) 点在 x- (ZH ) - y 坐标下的坐标
x0= l0-
l30
40R
2 1
y0=
l20 6R 1
将 x′方向与 x 方向的夹角记为 Β0, 将 (ZH ) 点与 (YH ) 点相连, 其连线方向与 x 方向的夹角为 ∆o, 如
图 1 所示。
根据缓和曲线的特性:
x i=
( l0+ li) -
( l0+ li)
40R
2 2
(
l0
+
5
l12 )
+
………
yi=
( l0+ 6R 2 ( l0
li) 3 + l12)
-
( l0
336R
3 2
+ ( l0
li) +
7
l12
)
3
+
………
实际应用时可只取前两项即可。
由坐标轴的平移和旋转公式可求得 i 点在 x′- (YH ) - y′坐标系下的坐标:
地; 再以 (ZH ) 为测站, 以 (YH ) 为后视方向测设角度 ∆0, 即可标定出 x 方向。
( 2) 有了测站点和后视方向, 可将缓和曲线 l12作为从 (ZH ) 到 (H Y) 整条缓和曲线上的一段, 用一般
缓和曲线圆曲线计算公式
缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道(计算公式)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: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:xZ,yZ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xZ,yZ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: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:xZ,yZ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xZ,yZ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:SZ④变坡点高程:HZ⑤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/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知: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:xy②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x0时sgn(x)=1,当x=0时sgn(x)=0。
圆曲线、缓和曲线计算方法
● 圆曲线方法一:sin (1cos )180i i i i i i x R y R l R ϕϕϕπ⎧⎪=⎪=-⎨⎪︒⎪=⋅⎩——i l 为待定点i P 至起点间的弧长i ϕ为i l 所对的圆心角R 为曲线半径方法二:11802l A R π︒=⋅⋅ 2sin l R A =⋅00cos(/)sin(/)x x l A y y l A =+⋅+-⎧⎨=+⋅+-⎩起点方位角左减右加起点方位角左减右加——00(,)x y 为圆曲线起点坐标方法三:180l A R π︒=⋅ 00cos(/)sin(/)x x R B A y y R B A =+⋅+-⎧⎨=+⋅+-⎩——l 为圆曲线上任意一点距起点距离00(,)x y 为圆曲线圆心坐标B 为圆心到圆曲线起点的方位角,A 为任意点对应的圆心角● 缓和曲线522030406l x l R l ly Rl ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩——l 为曲线上任一点至起点的曲线长R 曲线半径0l 为缓和曲线全长圆曲线、缓和曲线计算方法1、直线段:先由JD1以及JD2的坐标算出JD1到JD2的方位角,即直线段方位角A ,故可算出HZ 、ZH 坐标及其直线段各点坐标。
2、缓和曲线:以HZ 、ZH 为起点,缓和曲线上任意一点离HZ 、ZH 距离为l ,利用公式522003040()6l x l R l l R ly Rl ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为缓和曲线全长,为圆曲线半径算出该点的相对起点坐标,利用arctan y x算出该点相对起点的方位角B ,再根据线路走向及直线段方位角可算出该点的方位角C (顺时针加,逆时针减),用可求出该点相对起点的距离D ,最后用00cos sin x x D C y y D C =+⎧⎨=+⎩可求出该点的坐标。
(00(,)x y 为缓和曲线起点的坐标)3、圆曲线:用上述方法求出圆曲线两端点HY 、YH 坐标,算出HY 到YH 的方位角F ,以及两点间的距离E ,用12arccos ER可算出两端点连线与起点到圆心连线的夹角G ,根据线路走向求出起点到圆心的方位角H (H=F+/-G ),00(,)x y 圆曲线为起点坐标,根据00cos sin x x R H y y R H=+⎧⎨=+⎩,求出圆心坐标。
缓和曲线连同圆曲线的曲线主点测设
缓和曲线连同圆曲线的曲线主点测设一、缓和曲线常数计算曲线要素计算前,应进行必要的常数计算。
缓和曲线的常数包括:缓和曲线、切垂距m(切线增长值)、内移距p。
切线角β缓和曲线切线角——过HY(或YH)点的切线与ZH(或HZ)点的切线组成的角。
即,圆曲线被缓和曲线所代替的那一段弧长对应的圆心角。
向切线作垂线的垂足到缓和曲线起点的距离。
切垂距——由圆心O2内移距——加缓和曲线后,圆曲线相对于切线的内移量。
缓和曲线常数按下式计算:二、缓和曲线要素计算、切曲差q。
各曲线要缓和曲线要素包括:切线长T、曲线总长L、外矢距E素按下式计算:式中 L′——HY点到YH点的曲线长。
三、主点里程计算主点里程计算是根据交点里程和缓和曲线要素推算而得,如图4.5.2所示。
铁路习惯推算方法:公路习惯推算方法:四、主点测设方法举例【例4.6.1】已知某线路,交点里程为DK281+578.59,圆曲线半径R=500m,转向角α右=18°22′00″,缓和曲线长l=40 m。
试计算曲线要素与主点里程。
【解】(1)缓和曲线常数计算:(2)缓和曲线要素计算:(3)主点里程计算:校核:(4)主点测设方法:缓和曲线的圆曲线主点测设与单圆曲线主点测设方法基本相同,ZH、HZ、QZ 的测设方法和精度要求与ZY、YZ、QZ相同。
用直角坐标法(即切线支距法)测设HY、YH点。
如图4.7.1所示,HY、YH点的坐标,按式(4.6.12)、(4.6.13)计算,当l=l0时,则x、y为:置镜于ZH(HZ)点,后视交点方向,沿视线方向测设x,得HY(HY)点的,得HY(HY)垂足,仪器搬到垂足点,后视切线方向,拨90°角,沿视线测设y点。
各种曲线计算公式
一、公路平曲线坐标计算公式1、缓和曲线:Lb1 0{K,D}①T=A2/R ②L=J(K-O)+T ③B=T2 /2/A2 *180/π④M=(L-T)-(L5-T5)/40/A4+(L9-T9)/3456/A8-(L13-T13)/599040/A12+(L17-T17)/17542600/A165.N=(L3-T3)/6/A2-(L7-T7)/336/A6+(L11-T11)/42240/A10-(L15-T15) /9676800/A14+(L19-T19)/3530097000/A18⑥I=(L2-T2)*180/2/A2/π⑦X=C+Mcos(Q-ZB)-ZNsin(Q-ZB)+Dcon(Q+ZI+S)◢⑧Y=F+Msin(Q-ZB)+ZNcos(Q-ZB)+Dsin(Q+ZI+S)◢Goto 0注:A:缘和曲线参数 R:起点半径 J:曲率半径判定值(当曲率半径由小到大取1,否则取-1)(当起点半径到终点半径是由大或无穷大到小取+1,反之则取-1) K:欲求点里程 O:缘和曲线起点里程 C:缘和曲线起点X坐标Q:起始方位角(当J=-1时,方位角应+180。
) Z:偏角判定值(当J=1时,左偏为-1,右偏为1;当J=-1时,左偏为1,右偏为-1) D:距中桩的距离 S:斜交角度 F:缘和曲线起点Y坐标2、圆曲线Lb1 0{K,D}①L=K-0②X=C+R[sin(Q+L/R*180/π)-sinQ]+Dcos(Q+L/R*180/π+S)◢③Y=F-R[cos(Q+L/R*180/π)-cosQ]+Dsin(Q+L/R*180/π+S)◢ Goto 0注:K:欲求点里程 O:圆曲线起点里程 C:圆曲线起点X坐标 R:圆曲线半径 (左偏为负) Q:起始方位角 D:距中桩的距离 S:斜交角度 F:圆曲线起点Y坐标3、直线Lb1 0{K,D}①L=K-0②X=C+LcosQ+Dcos(Q+S)◢③Y=F+LsinQ+Dsin(Q+S)◢Goto 0注:K:欲求点里程 O:直线起点里程 C:直线起点X坐标 Q:起始方位角 D:距中桩的距离 S:斜交角度 F:直线起点Y坐标二、竖曲线计算公式Lb1 0①{K} ②L=K-(0-T)③H=M-IT+LI-ZL2 /2/R◢ Goto 0 注:K:欲求点里程;O:顶点里程;T:切线长;M:顶点高程;I:坡度;Z:竖曲线判定值三、预拱度计算公式Lb1 0①{K} ②H=D-(4D÷B2)×(B/2-(K-O)) 2◢ Goto 0注:D:跨中最大设计预拱度 H:要计算的预拱度 K:欲求点里程桩号(距支座的距离) O:起点桩号 B:本跨净长。
缓和曲线坐标计算公式
缓和曲线坐标计算公式:
S=L-(L5)/(90×R2×K2)◢ B= L2×180/(6×R×K×π)◢ Q=W+B◢X=U+S×CosQ◢ Y=V+S×SinQ◢
其中:L为缓和曲线起点至计算桩号的弧长,R为缓和曲线后接圆曲线的半径,K为缓曲线总长,W为缓和曲线起点的切线方位角,U为缓和曲线起点的X坐标,V为缓和曲线起点的Y坐标。
左转角半径为负,右转角为正。
圆曲线坐标计算公式:
B=K×90/(R×π)+L×180/(R×π)◢ Q=K/2-(K×K2)/(240×R2)◢P=K2/(24×R)◢ M=R×SinB+Q◢N= R×(1- CosB)+P◢
E=tan-1 (N/M)◢ F=∫(M2+N2 )◢ T=W+E◢X=U+F×CosT◢Y=V+F×SinT◢∫:开根号
K为缓和曲线总长,R为圆曲线半径,L为圆曲线起点至计算点的弧长,W为缓和曲线起点的切线方位角,U为缓和曲线起点的坐标,V 为缓和曲线起点的坐标.
左转角半径为负,右转角为正。
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。
道路曲线计算公式
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: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,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: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,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 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/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知: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。
平曲线计算公式
平曲线计算公式摘要:一、引言二、平曲线计算公式介绍1.圆曲线2.缓和曲线三、计算方法1.圆曲线计算方法2.缓和曲线计算方法四、实际应用1.在道路设计中的应用2.在铁路设计中的应用五、结论正文:一、引言平曲线计算公式是道路和铁路设计中非常重要的一个概念,它涉及到道路和铁路的曲率半径、超高缓和段长度等关键参数的计算。
本文将详细介绍平曲线计算公式及其在实际工程中的应用。
二、平曲线计算公式介绍平曲线分为圆曲线和缓和曲线两种,下面分别介绍这两种曲线的计算公式。
1.圆曲线圆曲线是最简单的平曲线形式,其计算公式如下:R = (V^2 / g) / (1 + (h / R)^2)其中,R 为曲率半径,V 为设计速度,g 为重力加速度,h 为超高缓和段长度。
2.缓和曲线缓和曲线是为了克服圆曲线在高速行驶时产生的离心力而设计的曲线形式。
缓和曲线的计算公式较为复杂,通常需要通过数值方法求解。
三、计算方法1.圆曲线计算方法根据圆曲线计算公式,可以求解出曲率半径R。
在实际应用中,需要根据设计速度V 和超高缓和段长度h 这两个已知条件,计算出合适的曲率半径R。
2.缓和曲线计算方法缓和曲线的计算方法通常采用数值方法,例如牛顿法、梯度下降法等。
在实际应用中,需要根据设计要求设定初始值,然后通过迭代计算,逐步逼近最优解。
四、实际应用1.在道路设计中的应用平曲线计算公式在道路设计中具有重要意义,它直接影响到道路的行驶安全性、舒适性和经济性。
正确使用平曲线计算公式,可以为道路设计提供科学依据,提高道路设计的质量。
2.在铁路设计中的应用与道路设计类似,平曲线计算公式在铁路设计中也具有重要意义。
在高速列车行驶过程中,平曲线的设置将直接影响到列车的运行安全、舒适性和能耗。
因此,在铁路设计中,需要根据列车设计速度和线路条件,合理设置平曲线,以满足列车运行要求。
五、结论平曲线计算公式是道路和铁路设计中的关键概念,掌握平曲线计算公式对于提高设计质量和保障工程安全具有重要意义。
缓和曲线)计算公式
高速公路的线路(缓和曲线)计算公式一、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: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,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: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,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 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/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知: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,y ②待求点的切线方位角:αT计算过程:。
高速公路的线路(缓和曲线)计算公式
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:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l④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:xZ ,yZ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 ,yZ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:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l④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:xZ ,yZ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 ,yZ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)——第一缓和曲线长度l1——第二缓和曲线长度l2l——对应的缓和曲线长度R——圆曲线半径R——曲线起点处的半径1R——曲线终点处的半径2——曲线起点处的曲率P1——曲线终点处的曲率P2α——曲线转角值四、竖曲线上高程计算(上坡为“+”,下坡为“-”)已知:①第一坡度:i1②第二坡度:i(上坡为“+”,下坡为“-”)2③变坡点桩号:SZ④变坡点高程:HZ⑤竖曲线的切线长度:T⑥待求点桩号:S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/Li=(i2-i1)(1-3d2+2d3)+i1六、匝道坐标计算已知:①待求点桩号:K②曲线起点桩号:K③曲线终点桩号:K1④曲线起点坐标:x0,y⑤曲线起点切线方位角:α⑥曲线起点处曲率:P(左转为“-”,右转为“+”)(左转为“-”,右转为“+”)⑦曲线终点处曲率:P1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:。
曲线计算公式及例题
一、圆曲线坐标计算公式β=180°/π×L/R(L= βπR/180°)弧长公式β为圆心角△X=sinβ×R△Y=(1-cosβ) ×RC= 弦长X=X1+cos (α±β/2)×CY=Y1+sin (α±β/2)×Cβ代表偏角,(既弧上任一点所对的圆心角)。
β/2是所谓的偏角(弦长与切线的夹角)△X 、△Y 代表增量值。
X 、Y 代表准备求的坐标。
X1、Y1代表起算点坐标值。
α代表起算点的方位角。
R 代表曲线半径二、缓和曲线坐标计算公式β= L2/2RLS ×180°/πC= L - L5/90R2L S 2X=X1+cos (α±β/3)×CY=Y1+sin (α±β/3)×C L 代表起算点到准备算的距离。
LS 代表缓和曲线总长。
X1、Y1代表起算点坐标值。
三、直线坐标计算公式X=X1+cosα×LY=Y1+sinα×LX1、Y1代表起算点坐标值α代表直线段方位角。
L 代表起算点到准备算的距离。
1)左右边桩计算方法X 边=X中+cos(α±90°) ×LY 边=Y中+sin(α±90°) ×L在计算左右边桩时,先求出中桩坐标,在用此公式求左右边桩。
如果在线路方向左侧用中桩方位角减去90°,线路右侧加90°,乘以准备算的左右宽度。
例题:直线坐标计算方法α(方位角)=18°21′47″DK184+714.029,求DK186+421.02里程坐标X1=84817.831 Y1=352.177 起始里程解:根据公式X=X1+cosα×LX=84817.831+COS18°21′47″×(86421.02—84714.029)=86437.901Y=Y1+sinα×LY=352.177+sin18°21′47″×(86421.02—84714.029)=889.943求DK186+421.02里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86437.901+cos(18°21′47″- 90°) ×3.75=86439.082Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=889.943+sin(18°21′47″- 90°) ×3.75=886.384线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86437.901+cos(18°21′47″+ 90°) ×7.05=86435.680Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=889.943+sin(18°21′47″+90°) ×7.05=896.634四、例题:缓和曲线坐标计算方法α(ZH点起始方位角)=18°21′47″X1=86437.901 Y1=889.941 起始里程DK186+421.02曲线半径2500 缓和曲线长120m求HY 点坐标, 也可以求ZH 点到HY 点任意坐标解:根据公式β=L2/2RLS×180°/πβ={1202/(2×2500×120) }×(180°/π)= 1°22′30.36″C=L-L5/90R2LS2C=120-1205/(90×25002×1202)=119.997X=X1+cos(α±β/3)×CX=86437.901+cos(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=86552.086Y=Y1+sin(α±β/3)×CY=889.941+sin(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=926.832求DK186+541.02里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=86553.182Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=923.246线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=86550.026Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=933.574缓和曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 18°21′47″-1°22′30.36″=16°59′16.64″注:缓和曲线在计算坐标时, 此公式只能从两头往中间推, 只能从ZH 点往HY 点推,HZ 点往YH点推算, 如果YH 往HZ 点推算坐标, 公式里的β为β2/3.五、例题:圆曲线坐标计算方法α(HY点起始方位角)= 16°59′16.64″X1=86552.086 Y1=926.832曲线半径2500 曲线长748.75 起始里程DK186+541.02求YH 点坐标, 也可以求QZ 点坐标或任意圆曲线一点坐标. 解:根据公式β=180°/π×L/Rβ= 180°/π×748.75/2500=17°09′36.31″△X=sinβ×R△X=sin17°09′36.31″×2500=737.606△Y=(1-cosβ) ×R△Y=(1-cos17°09′36.31″) ×2500=111.290C= 弦长C=745.954X=X1+cos(α±β/2)×CX= 86552.086 +cos(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=87290.023 Y=Y1+sin(α±β/2)×CY=926.832+ sin(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=1035.905圆曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″=359°49′40.33″求DK187+289.77里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=87290.023+cos(359°49′40.33″-90°) ×3.75=87290.012 Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=1035.905+sin(359°49′40.33″-90°) ×3.75=1032.155线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=87290.023+cos(359°49′40.33″+90°) ×7.05=87290.044 Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=1035.905+sin(359°49′40.33″+90°) ×7.05=1042.955。
曲线计算公式
一、圆曲线范围公式
已知:半径R.转向角β
1、切线长T=Rtan(β/2)
2、曲线长L=(Rπβ)/180
3、外矢距E=R(1/cos(β/2)-1)
4、切曲差q=2T-L
偏角公式δ=180C/2Rπ注C为所点弧长
二、缓和曲线范围公式
1、缓和曲线切线角βn=90Ln2/RπLs Ln为所点n到直缓或缓直点曲线长Ls---缓和曲线长
2、缓和曲线偏角公式:
δn=30 Ln2/RπLs
3、切线长T=m+(R+P)tan(β/2)
4、曲线长:
L=(Rπ(β-2β0))/180+2Ls
5、外矢距E=(R+P)/cos(β/2)-R
6、切曲差q=2T-L
7、切垂距m=Ls/2-Ls3/240R2
8、内移距P=Ls2/24R- Ls4/2688R3
9、缓和曲线数学坐标公式:
X=Ls-Ln5/40R2Ls2
Y= Ln3/6RLs- Ln7/336 R3Ls3
10、缓和曲线偏角公式:
δn=tan-1(y/x)
11、缓和曲线弦长公式:Ci=√(x2+y2) Cc=Ln-Ln3/90R2+Ln5/3888 R4(代数式综合曲线中圆曲线范围坐标公式:Xi=m+Li-Ls/2-(Li-Ls/2)3/6R2
Yi=p+(Li- Ls/2)2/2R-(Li- Ls/2)4/24R3注:Li为圆曲线上任意点到ZH或
HZ的曲线长(用于计算偏移值)三、竖曲线计算公式
Y=X2/2R。
缓和曲线、 圆曲线计算方法
缓和曲线计算方法(ZH~HY)中线首先计算直线段坐标方位角(即ZH~JD坐标方位角),及ZH点坐标。
备用偏角公式:{30*L/(π*RLS)缓和曲线}1、计算待求点偏角=((L/10)2*(57296/(RLS))/60。
其中L=待求点至ZH距离、R=圆曲线半径、LS=缓和曲线长。
2、待求点方位角=直线方位角±待求点偏角。
(曲线左转-偏角,曲线右转+偏角)3、待求点至ZH点弦长=L—L5/(90*R2*LS 2),其中L=待求点至ZH距离(里程)、R=圆曲线半径。
4、待求点坐标:X=ZH点X坐标+COS(待求点方位角)*弦长Y= ZH点Y坐标+SIN(待求点方位角)*弦长缓和曲线计算左右边线坐标(ZH~HY)1、左侧方位角=(待求点方位角±2倍偏角=直线方位角±3倍偏角)—边线与中线夹角。
2、右侧方位角=(待求点方位角±2倍偏角=直线方位角±3倍偏角)+边线与中线夹角。
3、左侧边线坐标:X=该点中线X坐标+COS(左侧方位角)*边线至中线距离Y=该点中线Y坐标+SIN(左侧方位角)*边线至中线距离4、右侧边线坐标:X=该点中线X坐标+COS(右侧方位角)*边线至中线距离Y=该点中线Y坐标+SIN(右侧方位角)*边线至中线距离圆曲线计算方法(HY~YH)中线注:(ZY-YZ)同理,方位角=用直线方位角-待求点偏角首先计算直线段坐标方位角(即ZH~JD坐标方位角),及HY点坐标。
1、求出缓圆点(HY)偏角=(LS*90)/(π* R)。
2、求待求点偏角=(L*90)/(π* R)。
其中:L=待求点至HY距离(里程)、R=圆曲线半径、LS=缓和曲线长。
3、待求点至HY点弦长=2* R*SIN(待求点偏角)。
4、待求点方位角=直线方位角±HY点偏角±待求点偏角,(曲线左转-偏角,曲线右转+偏角)。
5、待求点坐标:X=HY点X坐标+COS(待求点方位角)*弦长Y=HY点Y坐标+SIN(待求点方位角)*弦长圆曲线计算左右边线坐标1、左侧方位角=(待求点方位角±偏角—边线与中线夹角)。
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 s2)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。
βx=s2/2Rl h(2)缓和曲线的总切线角β=l h2)缓和曲线直角坐标任意一点P处取一微分弧段ds,其所对应的中心角为dβxdx=dscosβxdy=dssinβx3)缓和曲线常数(1)主曲线的内移值p及切线增长值q内移值:p=Y h-R(1-cosβh)=l h2/24R切线增长值:q=X h-Rsinβh=l h/2-lh3/240R2(2)缓和曲线的总偏角及总弦长总偏角:βh=l h/2R总弦长:C h=l h-l h3/90R2O为圆曲线的圆心,圆曲线所对圆心角(等于公路偏角)。
缓和曲线计算公式概要
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:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l0④转向角系数:K(1或-1⑤过ZH点的切线方位角:α⑥点ZH的坐标:xZ,yZ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xZ,yZ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:l②圆曲线的半径:R③缓和曲线的长度:l0④转向角系数:K(1或-1⑤过ZH点的切线方位角:α⑥点ZH的坐标:xZ,yZ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xZ,yZ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:SZ④变坡点高程:HZ⑤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/Li=(i2-i1(1-3d2+2d3+i1六、匝道坐标计算已知: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:。
圆曲线、缓和曲线计算例题《精选》
圆曲线坐标计算公式β=180°/π×L/R(L= βπ R/180°)弧长公式β为圆心角△X=sinβ×R△Y=(1-cosβ)×RC= 弦长X=X1+cos (α ±β/2)×CY=Y1+sin (α ±β/2)×Cβ代表偏角,(既弧上任一点所对的圆心角)。
β/2是所谓的偏角(弦长与切线的夹角)△X、△Y代表增量值。
X、Y代表准备求的坐标。
X1、Y1代表起算点坐标值。
α代表起算点的方位角。
R 代表曲线半径缓和曲线坐标计算公式β= L2/2RLS ×180°/πC= L - L5/90R2LS2X=X1+cos (α ±β/3)×CY=Y1+sin (α ±β/3)×CL代表起算点到准备算的距离。
LS代表缓和曲线总长。
X1、Y1代表起算点坐标值。
直线坐标计算公式X=X1+cosα×L Y=Y1+sinα×LX1、Y1代表起算点坐标值α代表直线段方位角。
L代表起算点到准备算的距离。
左右边桩计算方法X边=X中+cos(α±90°)×LY边=Y中+sin(α±90°)×L在计算左右边桩时,先求出中桩坐标,在用此公式求左右边桩。
如果在线路方向左侧用中桩方位角减去90°,线路右侧加90°,乘以准备算的左右宽度。
例题:直线坐标计算方法α(方位角)=18°21′47″X1=84817.831 Y1=352.177 起始里程DK184+714.029求DK186+421.02里程坐标解:根据公式X=X1+cosα×LX=84817.831+COS18°21′47″×(86421.02—84714.029)=86437.901Y=Y1+sinα×LY=352.177+sin18°21′47″×(86421.02—84714.029)=889.943求DK186+421.02里程左右边桩,左侧3.75m,右侧7.05m.解:根据公式线路左侧计算:X边=X中+cos(α±90°)×LX边=86437.901+cos(18°21′47″- 90°)×3.75=86439.082Y边=Y中+sin(α±90°)×LY边=889.943+sin(18°21′47″- 90°)×3.75=886.384线路右侧计算: X边=X中+cos(α±90°)×LX边=86437.901+cos(18°21′47″+ 90°)×7.05=86435.680 Y边=Y中+sin(α±90°)×L Y边=889.943+sin(18°21′47″+90°)×7.05=896.634例题:缓和曲线坐标计算方法α(ZH点起始方位角)=18°21′47″X1=86437.901 Y1=889.941起始里程DK186+421.02曲线半径2500缓和曲线长120m求HY点坐标,也可以求ZH点到HY点任意坐标解:根据公式β=L2/2RLS×180°/πβ={1202/(2×2500×120)}×(180°/π)= 1°22′30.36″C=L-L5/90R2LS2C=120-1205/(90×25002×1202)=119.997X=X1+cos(α±β/3)×CX=86437.901+cos(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=86552.086Y=Y1+sin(α±β/3)×CY=889.941+sin(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=926.832求DK186+541.02里程左右边桩,左侧3.75m,右侧7.05m.解:根据公式线路左侧计算:X边=X中+cos(α±90°)×LX边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=86553.182Y边=Y中+sin(α±90°)×LY边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=923.246线路右侧计算: X边=X中+cos(α±90°)×LX边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=86550.026Y边=Y中+sin(α±90°)×LY边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=933.574缓和曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 18°21′47″-1°22′30.36″=16°59′16.64″注:缓和曲线在计算坐标时,此公式只能从两头往中间推,只能从ZH点往HY点推,HZ点往YH 点推算,如果YH往HZ点推算坐标,公式里的β为β2/3.例题:圆曲线坐标计算方法α(HY点起始方位角)= 16°59′16.64″X1=86552.086Y1=926.832 曲线半径2500曲线长748.75起始里程DK186+541.02求YH点坐标,也可以求QZ点坐标或任意圆曲线一点坐标.解:根据公式β=180°/π×L/Rβ= 180°/π×748.75/2500=17°09′36.31″△X=sinβ×R△X=sin17°09′36.31″×2500=737.606△Y=(1-cosβ)×R△Y=(1-cos17°09′36.31″)×2500=111.290C=弦长C=745.954X=X1+cos(α±β/2)×CX= 86552.086 +cos(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=87290.023Y=Y1+sin(α±β/2)×CY=926.832+ sin(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=1035.905圆曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″=359°49′40.33″求DK187+289.77里程左右边桩,左侧3.75m,右侧7.05m.解:根据公式线路左侧计算: X边=X中+cos(α±90°)×LX边=87290.023+cos(359°49′40.33″-90°)×3.75=87290.012Y边=Y中+sin(α±90°)×LY边=1035.905+sin(359°49′40.33″-90°)×3.75=1032.155线路右侧计算: X边=X中+cos(α±90°)×LX边=87290.023+cos(359°49′40.33″+90°)×7.05=87290.044Y边=Y中+sin(α±90°)×LY边=1035.905+sin(359°49′40.33″+90°)×7.05=1042.955。
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● 圆曲线
方法一:
sin (1cos )180i i i i i i x R y R l R ϕϕϕπ⎧⎪=⎪=-⎨⎪︒⎪=⋅⎩
——i l 为待定点i P 至起点间的弧长
i ϕ为i l 所对的圆心角
R 为曲线半径
方法二:
11802l A R π
︒=⋅⋅ 2sin l R A =⋅
00cos(/)sin(/)x x l A y y l A =+⋅+-⎧⎨=+⋅+-⎩起点方位角左减右加起点方位角左减右加
——00(,)x y 为圆曲线起点坐标
方法三:
180l A R π
︒=⋅ 00cos(/)sin(/)x x R B A y y R B A =+⋅+-⎧⎨=+⋅+-⎩
——l 为圆曲线上任意一点距起点距离
00(,)x y 为圆曲线圆心坐标
B 为圆心到圆曲线起点的方位角,A 为任意点对应的圆心角
● 缓和曲线
5
22030406l x l R l l
y Rl ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
——l 为曲线上任一点至起点的曲线长
R 曲线半径
0l 为缓和曲线全长
圆曲线、缓和曲线计算方法
1、直线段:先由JD1以及JD2的坐标算出JD1到JD2的方位角,即直线段方位角A ,故可算出HZ 、ZH 坐标及其直线段各点坐标。
2、缓和曲线:以HZ 、ZH 为起点,缓和曲线上任意一点离HZ 、ZH 距离为l ,利用公式5
22003040()6l x l R l l R l
y Rl ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
为缓和曲线全长,为圆曲线半径算出该点的相对起点坐标,利用arctan y x
算出该点相对起点的方位角B ,再根据线路走向及直线段方位角可算出该点的方位角C (顺时针加,逆时针减)
,用可求出该点相对起点的距离D ,最后用00cos sin x x D C y y D C =+⎧⎨=+⎩
可求出该点的坐标。
(00(,)x y 为缓和曲线起点的坐标)
3、圆曲线:用上述方法求出圆曲线两端点HY 、YH 坐标,算出HY 到YH 的方位角F ,以
及两点间的距离E ,用12arccos E
R
可算出两端点连线与起点到圆心连线的夹角G ,根据线路走向求出起点到圆心的方位角H (H=F+/-G ),00(,)x y 圆曲线为起点坐标,根据
00cos sin x x R H y y R H
=+⎧⎨=+⎩,求出圆心坐标。
圆曲线上任意一点离起点距离为l ,l R 为该段圆弧对应的圆心角I ,圆心到起点的方位角为J ,根据线路方向则该任意点的方位角为K (K=J+/-I ),
最后利用00cos sin x x R K y y R K =+⎧⎨=+⎩,00(,)x y 为圆心坐标,可求出圆曲线上任意一点的坐标。