道路工程曲线设计(DOC)

道路工程曲线设计实习

一、设计目的

二、设计任务

三、设计地点

某大学校园

四、仪器选取

全站仪一台、经纬仪一台、钢尺、花杆。

五、踏勘选点

选取学校控制点R 、S ，即RS 为起始导线边。R 的坐标X ，Y=，Z=，R 点位于学校活动中心西南角。S 的坐标X=，y=，Z=，S 点位于学校活动中心正南。

然后踏勘选点，根据校园实际情况，我分别选取点A 、B 、C 、D 、E ，放向是由西向东，从而构成一条支导线。具体图形见附图。

六、设计步骤

1、导线坐标计算

由于R 和S 点已知坐标，所以，我可以根据公式计算出坐标方位角RS α

RS

RS RS x y ∆∆=arctan

α 式中RS x ∆、RS y ∆计算公式如下： RS RS RS D x αcos =∆

RS RS RS D y αsin =∆

式中RS D 为控制点R 、S 的水平距离，这个距离可以用全站仪测出，也可以用钢尺量距测出，由于用钢尺会产生较大的误差，而且操作麻烦，所以我选择用全站仪测距。

将全站仪架在控制点S 上，就可以测出RSA ∠和R 、S 的距离RS D ，以及S 、A 的距离SA D 。一次类推，分别将仪器架在导线点A 、B 、C 、D 上，就可以测出我们所需要的数据，如下：

SAB ∠、AB D 、ABC ∠、BC D 、BCD ∠、CD D 、CDE ∠、DE D 。

由于起使边方位角RS α已知，这样，就可以分别计算出SA α、AB α、BC α、CD α、DE α。具体计算公式如下：

︒-∠+=180RSA RS SA αα

︒-∠+=180SAB SA AB αα

︒-∠+=180ABC AB BC αα

︒-∠+=180BCD BC CD αα

︒-∠+=180CDE CD DE αα

注：如果最后计算出来的坐标方位角不在（︒0—︒360）之间，就用这个坐标方位角减去︒360。

由于R 、S 坐标已知，各导线点坐标方位角已知，导线点间距离已知，这样就可以计算出导线点A 、B 、C 、D 、E 的坐标。计算公式如下：

A 点坐标计算：

SA SA SA D x αcos =∆

SA SA SA D y αsin =∆

SA S A x x x ∆+=

SA S A y y y ∆+=

B 点坐标计算：

AB AB AB D x αcos =∆

AB AB AB D y αsin =∆

AB A B x x x ∆+=

AB A B y y y ∆+=

C 点坐标计算：

BC BC BC D x αcos =∆

BC BC BC D y αsin =∆

BC B C x x x ∆+=

BC B C y y y ∆+=

D 点坐标计算：

CD CD CD D x αcos =∆

CD CD CD D y αsin =∆

CD C D x x x ∆+=

CD C D y y y ∆+=

E 点坐标计算：

DE DE DE D x αcos =∆

DE DE DE D y αsin =∆

DE D E x x x ∆+=

DE D E y y y ∆+=

2、线路设计

根据交点坐标就可以进行线路的设计。如图所示，其中A 、B 、C 、D 为交点。根据实地情况和满足设计要求，我所设计的S-A-D 段和B-C-D 段为圆曲线，A-B-C 段和C-D-E 段为具有缓和曲线的圆曲线。

2.1、 SAD 段圆曲线设计

（1）对于SAD 段的圆曲线，我所设计的曲线半径 r=30米，偏角为1右α。偏角1α可以从实地测出来，具体做法如下：

把全站仪架在A 上，然后正镜瞄准S 点，讲水平角置零、把望远镜竖直调转180度，之后再瞄准B 点，这样就可以测出偏角1右α。我们还可以用180度减去SAB ∠，来检核一下偏角1右α。

根据公式，可以计算出圆曲线的各个元素：

切线长度：2tan

αR T = 曲线长度：︒

=180π

αR L 外失距：)12(sec -=α

R E

切曲差：L T q -=2

（2）圆曲线主点放样

将经纬仪安置在交点上，瞄准SA 段直线上一点，经纬仪水平读盘置零。有

JD 出发沿视线方向丈量T ，定出ZY 点。经纬仪向曲线内转动

2

α，得到角分线方向，在该方向上沿视线方向从JD 出发丈量E ，定出QZ 点。继续转动2α，在该方向上丈量T ，定出YZ 点。

（3）圆曲线细部计算与放样

1）偏角法细部计算

圆曲线的各个要素求出来会之后下一步就要进行圆曲线的细部计算，分别有直角坐标法、偏角法、弦线偏距法这三种方法。由于偏角法放样圆曲线的计算和操作都比较简单、灵活，而且可以自行闭合、自行检核，应用比较广泛，所以我选取偏角法来进行细部计算和到实地放样。

偏角法计算具体方法如下：

根据几何原理，偏角δ等于该弦所对圆心角ϕ的一半，即

R

L πϕδιιι218021︒⋅=

= 弦长ιc 可由下式进行计算 2sin 2ι

ιϕ⋅=R c

在实际工作中，曲线起点（或终点）的里程往往不是10（20）的整数倍，但是为了使测量和施工方便，一般要求曲线桩的里程为10（20）的整数倍。因

此，可让第一段和末段弧长小于10（20）m ，从而使得各细部点的里程能凑到整数。

偏角的计算公式如下：

⎪⎪⎪⎪⎩

⎪⎪⎪⎪⎨⎧+⋅-+=+=+=⨯+=+=+==-2)2(22222200110001010

3

001010

2

101

n n n n n ϕδδϕδδδδϕδδδδϕδδϕδ

式中 1ϕ——第一段弧长所对圆心角；

ϕ、δ——规定弧长L 所对圆心角和偏角；

n ϕ——最末端段弧长所对的圆心角。