线路工程测量_缓和曲线
缓和曲线坐标计算原理
坐标转换的公式为:
应当注意的问题:
在运用式(10-49)计算时,当曲线为左转角,应以yi=一yi代入。
13
三、YH点至HZ点之间的中桩坐标计算(第二缓和 曲线)
此段为第二缓和曲线,仍可按切线支距法公式 (10-27)和(10-33)先算出局部坐标x、y,再按下 式转换为统一坐标:
利用上式计算时,尤其要注意线路的偏转方向, 当曲线为右转角时,应以yi=一yi代入。
缓和曲线参数:
l0 0 2R
2 l0 P 24 R
加设缓和曲线 后使切线增长 的距离:
HY点或YH点的 缓和曲线角度
加设缓和曲线后 圆曲线相对于切 7 线的内移量
3.缓和曲线的计算方法(分段计算): 如下图所示,是一段加设缓和曲线的圆曲线,从(ZH)到(HZ) 间是一段完整的对称缓和曲线的圆曲线。这种缓和曲线的布设方式就 是京沪高铁的曲线特征。 在选定各圆曲线半径R和缓和曲线长度ls后,根据各桩的里程桩号, 按下述方法即可算出相应的坐标值(X,Y)。
在选定各圆曲线半径R和缓和曲线长度ls后,根据各桩的 里程桩号,按下述方法即可算出相应的坐Z点(包括路线起点)至ZH点之间的坐标 计算(直线段)
如上图,此段为直线,桩点的坐标按下式计算:
上式中:Ai-1, i为路线导线JDi-1至JDi的坐标方位 角;Di为桩点至HZi-1点的距离,即桩点里程与HZi1点里程之差;XHZi-1、 YHZi-1 为HZi-1点的坐标, 由下式计算:
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中桩坐标算例
已知:
求:中桩坐标
15
解:计算步骤如下: 1.计算路线转角:
缓和曲线超高计算
公路缓和曲线知识与计算公式未知2010-04-04 17:34:42 本站一、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/s C=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= Δ a/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。
第12讲缓和曲线测设讲解
2、圆心不动,半径缩短
注:我们国家公路、铁路建设中,大多数情况下采用第一 种缓和曲线设置方式。
工程测量教研室
工程测量Ⅱ
变化1: 圆心内移
R
变化2: 圆曲线减 短l0
变化3: 曲线总长 度增加
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工程测量Ⅱ
四、带有缓和曲线的曲线主点
曲中点
缓圆点
HY
直缓点
ZH
JD1 α1
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实习任务
已知某线路曲线交点里程为DK8+449.140,转向角 α右=40°18′40″,圆曲线半径R=100m,缓和曲线长 20m,按照要求实地进行曲线主点的测设。 准备内容: 1、进行曲线常数、要素及主点里程的计算; 2、针对所使用的仪器(全站仪),设计实地测量方案。
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工程测量Ⅱ
铁路:我国《新建铁路测量工程规范》和《铁路技术管理
规程》中规定:
采用的圆曲线半径为:4000、3000、2500、2000、1800、1500、1200、 1000、800、700、600、550、500、450、400和350米。 • 各级铁路曲线的最大半径为4000米。 • Ⅰ、Ⅱ级铁路的最小半径:在一般地区分别为 1000米和800米,在特殊 地段为400米; • Ⅲ级铁路的最小半径:在一般地区为600米,在特殊困难地区为350米。
-q
10.81
HZ DK26+611.23
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工程测量Ⅱ
六、主点测设方法
基本型曲线的ZH、HZ、QZ的测设方法和精度要求与ZY、YZ、 QZ相同。HY、YH点的测设采用切线支距法。
l5
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。
工程测量-曲线放样
正拨:偏角增加的方向与水 平度盘读数增加方向一致,即 顺时针方向旋转拨角。
图11-6
23
1 ) 测 站 设 在 ZY 点 , 以 切 线 ZY—JD 为 零 方 向 , 由 ZY— QZ正拨偏角。(图11-6)
第1点的偏角所对应的曲线长为6.76m, 按公式(11-2)算, 第1点的偏角值: δ1= 23′15″。 曲线长20m的偏角值:δ=1°08′45″, 第2点的偏角值:δ2=δ1+δ=1°32′00″; 第3点的偏角值:δ3=δ1+2δ;
• 但曲线的ZY点、QZ点、YZ点常不是整数里程,因此在曲线两 端及中间出现分弦。
• 例如:
ZY的里程为K37+553.24;
•
QZ的里程为K37+796.38;
•
YZ的里程为K38+039.52,
• 因而曲线两端及中间出现四段分弦。其所对应的曲线长分别
为K1=6.76m,K2=16.38m,K3=3.62m,K4=19.52m; • 如下图:
JD α
T E0 QZ
切线长T 150* tan 603000 87.48m
L
2
ZY
YZ
曲线长L 150*603000* 158.39m
180
α
外矢矩E 150*(sec603000 1) 23.64m 2
O
图 5 1 圆曲线主点及要素
以上结果也通过曲线表查得。(比如《铁路曲线 测设用表》
• 2 ) 测 站 设 在 YZ 点 , 以 切 线 YZ-JD 为 零 方 向 , 反拨测设YZ—QZ间的 曲线点,如图11-7。
•
• ※ 类似上述计算方法, 按里程列出各点的偏
任务24缓和曲线加圆曲线测设学习指南
任务2.4 缓和曲线加圆曲线测设学习指南一、概述项目2:线路中线测量学习单元任务2.4 缓和曲线加圆曲线测设学时讲课6h,实作(课内8h,课外28h)学习目标通过案例教学使学生学会缓和曲线加圆曲线测设的程序、内容及实施;能利用现有的测量仪器设备组织实施缓和曲线加圆曲线测设主要内容描述线路通常是由直线元、缓和曲线元、圆曲线元组成,本任务主要学习由直线、缓和曲线和圆曲线组合的直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线的形式、曲线要素计算、主点里程推算、逐桩坐标计算及测设。
教学参考资料 ①虚拟导线法缓和曲线加圆曲线逐桩坐标计算讲义;②坐标变换法缓和曲线加圆曲线逐桩坐标计算讲义;③中线测设中方向和距离改化问题讲义;④《工程测量概论》西安地图出版社 李孟山主编;⑤《工程测量规范》;⑥《铁路工程测量规范》 TB 10101-2009 J961-2009 中国铁道出版社出版。
项目保障条件 1、教学条件要求①多媒体教室;②缓和曲线加圆曲线测设PPT;③《高速铁路测量规范》;④《**高速铁路线路平面设计资料);2、实训条件①(ppm22,2+''±)全站仪6台;③2公里线路测量实训场。
学习重点与难点 1.学习重点:①虚拟导线法计算缓和曲线加圆曲线逐桩坐标;②坐标变换法计算缓和曲线加圆曲线逐桩坐标;③缓和曲线加圆曲线测设;④中线测设中方向和距离改化。
2.学习难点:①虚拟导线法计算缓和曲线加圆曲线逐桩坐标;②坐标变换法计算缓和曲线加圆曲线逐桩坐标;教学方法建议 引导文法、头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法成果评定:根据学生测量成果的精度评定成绩,占50%。
学生自评:学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评,占10%。
小组互评:根据工作表现,发挥的作用,协作精神等小组成员互评,占15%。
考核标准教师评价:根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神,职业道德等进行评定;根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定;根据实习报告质量进行评定;综合以上评价,占25%。
两圆曲线之间的缓和曲线的点位计算及测设方法
x′i co sΒ0 sinΒ0 y′i = - sinΒ0 co sΒ0
xi- x0 yi- y0
3 测设方法
311 以 (YH ) 为测站点
(1) 以 (YH ) 作为测站点, 必须要标定出后视方向, 连接A、(YH ) 两点其连线与 y′方向的夹角为 Α, 若
圆弧 A~ (YH ) 的长为 l1, 则 Α= 90°-
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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:
缓和曲线是工程测量中较常见的一种, 本文不做介绍。而对两圆曲线间增设缓和曲线的点位坐标参数方
程进行了推算并提出了几种测设点位方法, 供同行们参考。
2 公式推导
图 1A~ B 是线路的一段曲线, A~ (YH ) 是半径为 R 1 的圆曲线, (H Y)~ B 是半径为 R 2 的圆曲线, 从 (YH )~ (H Y) 是一段缓和曲线半径从 R 1 变化到 R 2, 其长度为 l12 (缓和曲线也称为 l12) , 则缓和曲线的 半径变化率 C 可以这样表示
则 Β0=
l0 2R
1
·
18Π0°, ∆0
=
1 3
Β0=
l0 6R
1
道路施工中缓和曲线的放样方法浅析
道路施工中缓和曲线的放样方法浅析1 概述在道路施工定线时,由于受地形因素的影响,线路在平面上不可避免地要变更方向。
因此,定向测量所决定的线路一般都是由折线组成。
为了满足行车方面的要求,在相邻两直线段之间就必须采用曲线加以连接。
在公路线路上,当二级线路的半径在平原微丘区大于2500米,在山岭重丘区大于600米,三级线路的半径在平原微丘区大于1500米,在山岭重丘区大于350米时可以采用圆曲线。
除上述情况外,均应在直线和圆曲线之间插入缓和曲线。
由以上可知,缓和曲线和圆曲线在公路施工中是非常重要也是经常会遇到的。
当施工中遇到这两种曲线时,采用那种放样方法能够更快更准的进行放样呢?目前大多数参考书及工具书上介绍的还是以前用经纬仪架站,采用偏角法或直角坐标法等传统的方法,工作量大而且计算繁琐,精度不高,容易出错。
在全站仪和计算器越来越普及的情况下,如何找到一种更简单快捷准确的放样方法,将测量人员从繁重的工作中解放出来,成了广大测量人员的心愿。
2 缓和曲线特点车辆在曲线上行驶时会产生离心力,使车身沿半径方向向外推。
离心力的大小与车辆的质量以及车辆在曲线上的运动的速度的平方成正比,与曲线的半径成反比。
为了保持车身的平稳,在铁路上是使外轨对内轨增加高度、在公路曲线上提高外侧路面,即设置超高的方法,使车身向内侧倾斜,由此产生的向内的水平分力与离心力相抵消。
但在由直线进入圆曲线的时,外侧轨道不能突然增加超高。
为了解决这个问题,就要在直线与圆曲线之间设置缓和曲线。
缓和曲线是一种曲率半径按一定规律变化(或从小到大,或从大到小)的曲线。
缓和曲线多数由螺旋线构成,它的特点是曲线上任一点的曲率半径R与该点至起点的曲率长L成正比。
缓和曲线的要素有:T-切线长;L0-缓和曲线长;B0-缓和曲线的倾角;P-缓和曲线的内移值;M-切线的外延量。
3 缓和曲线在道路施工放样中的应用在实际施工中,现场的情况千变万化,我们预先计算的点不一定都能够在现场放上,而且有时有些部位需要加密,在地形变化大的地方需要补点。
(建筑工程管理)道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)
(建筑工程管理)道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)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道路工程测量概述分为:路线勘测设计测量(routereconnaissanceanddesignsurvey)和道路施工测量(roadconstructionsurvey)。
勘测设计测量(routereconnaissanceanddesignsurvey)分为:初测(preliminarysurvey)和定测(locationsurvey)初测内容:控制测量(controlsurvey)、测带状地形图(topographicalmapofazone)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:于选定设计方案的路线上进行路线中线测量(centerlinesurvey)、测纵断面图(profile)、横断面图(cross-sectionprofile)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。
(二)道路施工测量(roadconstructionsurvey)按照设计图纸恢复道路中线、测设路基边桩和竖曲线、工程竣工验收测量。
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 。
道路工程测量课件第8章第4节 缓和曲线测设
的曲线,这种曲线称为缓和曲线,如图所示。
程
三、缓和曲线参
数
四、利用手机软
件进行道路中桩
坐标计算
五、利用计算机
计算缓和曲线
六、利用手机计
算缓和曲线
缓和曲线
新形态一体化
《道路工程测量》
第8章 道路中线测量
第4节 缓和曲线测设
根据《城市道路工程设计规范》(CJJ 37-2012)中
6.2.4的规定,直线与圆曲线或大半径圆曲线与小半径圆曲线
=2527528.374+146.563×cos55°43′18″-12.023×sin55°43′18″
=2527600.986m
YQZ=YZH+ x ×sinαZH-JD1+ y ×cosαZH-JD1
=521645.357+146.563×sin55°43′18″+12.023×cos55°43′18″
第8章 道路中线测量
第4节 缓和曲线测设
(7)选择“程序”,点击“批量计算”,勾选“全线”,
输入“桩间距如20”,选择中桩“计算”,结果排序“左中
右隧或中左右”,如果要计算边桩,则左边桩选择“手动输
入”,输入“左偏距如20”,同理,输入“右偏距如20”(
如果不计算边桩,则不需要输入);勾选“整桩”、“主点
=2527528.374+79.949×cos55°43′18″-2.132×sin55°43′18″
=2527571.641m
YHY=YZH+ x ×sinαZH-JD1+ y ×cosαZH-JD1
=521645.357+79.949×sin55°43′18″+2.132×cos55°43′18″
道路工程测量缓和曲线
道路工程测量缓和曲线简介道路工程中,为了确保车辆在行驶过程中的安全和舒适性,常常需要对道路进行合理的设计和规划。
其中,缓和曲线的设计是道路工程中不可忽视的一部分。
缓和曲线是一种连接两条直线段的曲线,采用曲线来代替直线连接,可以使车辆在转弯过程中减小加速度的变化,从而提高驾驶的安全性和舒适性。
本文将介绍道路工程中测量缓和曲线的方法和步骤,并对其中涉及的一些关键概念进行解释。
缓和曲线的定义缓和曲线是一种平滑过渡的曲线,用于连接两个直线段或曲线段。
在道路设计中,缓和曲线常用于道路弯道的设计,以提高车辆在转弯过程中的安全性和舒适性。
根据曲线形状的不同,可以将缓和曲线分为圆弧曲线、布利耶曲线和椭圆曲线等多种类型。
缓和曲线的作用缓和曲线在道路工程中具有以下几个重要作用: 1. 平缓过渡:缓和曲线能够将两个直线段或曲线段连接起来,实现平缓过渡,使车辆在转弯过程中减小加速度的变化。
2. 提高安全性:通过合理设计缓和曲线,可以减少车辆在弯道行驶中的离心力,提高行车的稳定性和操控性,从而提高行驶的安全性。
3. 提高舒适性:车辆在经过合理设计的缓和曲线时,能够更加平稳地转弯,减少驾驶员和乘客的不适感,提高行驶的舒适性。
缓和曲线的测量方法测量缓和曲线的过程主要分为以下几个步骤:步骤一:确定缓和曲线的类型根据实际需要和设计要求,确定所使用的缓和曲线的类型,常用的包括圆弧曲线、布利耶曲线和椭圆曲线等。
步骤二:确定缓和曲线的参数根据设计规范和要求,确定缓和曲线的参数,主要包括缓和曲线的长度、曲率、曲线起点和终点的切线方向等。
步骤三:测量基准线段和曲线起点、终点在实地进行测量时,首先需要测量基准线段的长度和方向。
基准线段是指曲线起点和终点之间的直线段。
同时,还需要确定起点和终点处曲线与基准线的夹角。
步骤四:测量曲线的曲率在沿着基准线段进行测量时,需要根据设计要求选择合适的间隔,测量曲线上的若干点,并测量出各点处的曲率值。
根据测量得到的曲率数据,可以绘制出缓和曲线的曲率变化图。
公路工程测量放线圆曲线、缓和曲线(完整缓和曲线、非完整缓和曲线)计算解析
公路工程测量放线圆曲线、缓和曲线(包括完整缓和曲线、非完整缓和曲线)计算解析例:某道路桥梁中,A匝道线路。
已知交点桩号及坐标:SP,K9+000(2957714.490,485768.924);JD1,K9+154.745(2957811.298,485889.647);EP,K9+408.993(2957786.391,486158.713)。
SP—JD1方位角:51°16′25″;转角:右44°00′54.06″;JD1—EP方位角:95°17′20″。
由上面“A匝道直线、曲线及转角表”得知:K9+000—K9+116.282处于第一段圆曲线上,半径为385.75m;K9+116.282—K9+151.282处于第一段缓和曲线上,K9+151.282的半径为300m,缓和曲线要素A1=217.335,Ls1=35m;K9+151.282—K9+216.134处于第二段圆曲线上,半径为300m;K9+216.134—K9+251.134处于第二段缓和曲线上,K9+251.134的半径为1979.5,缓和曲线要素A2=111.245,Ls2=35m;1 / 11K9+251.134—K9+408.933处于第三段圆曲线上,半径为1979.5m。
求:K9+130、K9+200、K9+230、K9+300的中桩坐标,切线方位角,左5米边桩的坐标,右10米边桩的坐标。
解:首先,我们知道要求一个未知点的坐标,必须知道起算点坐标,起算点至未知点的方位角,起算点至未知点的直线距离,然后利用坐标正算的计算公式,就可以直接求出未知点的坐标。
那么,关于圆曲线和缓和曲线(包括完整缓和曲线和非完整缓和曲线)的计算,我们需要知道如何求出起算点至圆曲线或缓和曲线上某点的方位角和直线距离。
下面,先列出关于圆曲线和缓和曲线中角度和距离计算的相关公式。
2 / 113 / 11y 轴。
过圆曲线上任意点P 的切线与ZY —JD 相交,夹角(切线角)为β,ZY —P 与ZY —JD 的夹角(弦切角)为α,ZY —P 的弧长为L ,ZY —P 的直线距离为d ,圆曲线的半径为R 。
缓和曲线
关于缓和曲线的见解我国公路与铁路均使用回旋线作为缓和曲线,回旋线的几何意义是:曲线上任意点P的曲率半径ρ与该点至ZH的曲线长L成反比,曲线方程式为ρ=A2/L,即A=√Ls*R。
其余曲线要素值有:圆曲线内移值P, 切线增量q, 切线长T, 回旋线在P点的偏角β;缓和曲线的计算式祥见5800《书3-公路与铁路施工测量程序》公路与铁路施工测量程序(10022),33-35页。
以实例及图比较容易看懂。
所有线形按其形式可分直线、圆曲线、缓和曲线、单交点对称型曲线、单交点非对称型曲线、S型曲线、C型曲线、卵形曲线、凸型曲线、复曲线、回头曲线等。
缓和曲线根据设计给定参数方法的不同,可按交点法和线元法进行计算。
交点法与线元法都需要缓和曲线参数A(线元法一般给定缓和曲线长,则A=√(LS*R),),与圆曲线半径R,其余所需已知数据差异为:交点法需要已知1、JDn的桩号与坐标,2、JDn-1的坐标,3、JDn 的转角Δn或JDn+1的坐标。
线元法(即积木法)需要已知1、ZH、HY、YH、HZ的桩号及坐标,2、走向方位角。
实例:交点法给定参数形式如FX-5800公路高铁测量程序里面C匝道的参数数据,线元法给定参数形式如FX-5800公路高铁测量程序里面D、E、F匝道的线元数据(一)直线主要控制参数为直线段起点桩号,坐标,方位角。
(二)一般曲线一般曲线主要包括圆曲线、完整缓和曲线、单交点对称型曲线、单交点非对称型曲线:1、圆曲线主要组合为圆曲线起点~圆曲线上任一点。
2、完整缓和曲线与非完整缓和曲线主要组合为ZH(HZ)起点~缓和曲线上任一点。
“完整缓和曲线”是指起点直缓点或缓直点已知的缓和曲线,“非完整缓和曲线”是指起点直缓点或缓直点未知,仅知道缓和曲线上的任意一点或两点的缓和曲线,计算时需推算缓和曲线起点。
“非完整缓和曲线”与“完整缓和曲线”的区别,如上图,QD与ZD为非完整缓和曲线与其它线元相连接的两端点,QD(起点)为桩号较小的端点,ZD(终点)为桩号较大的端点,有R2不等于0为非完整缓和曲线(即实际缓和曲线长L1为Ls的一部分A2 /R=Ls),R2等于0就为完整缓和曲线。
道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)
道路工程测量( 圆曲线缓和曲线计算公式)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 6 x: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、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。
缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法
[教程]第九章道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)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。
缓和曲线计算公式
当前的位置】:工程测量T第十一章T第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设圆曲线加缓和曲线及线的概念第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设图11-11内轨加宽二、缓和曲线方程三、缓和曲线常数四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设、缓和曲线的概念1、为什麽要加入缓和曲线?(1)在曲线上高速运行的列车会产生离心力,为克服离心力的影响,铁路在曲线部分采用外轨超高的办法,即把外轨抬高一定数值•使车辆向曲线内倾斜以平衡离心力的作用,从而保证列车安全运行。
图11-10(a).(b)为采用外轨超高前、后的情况。
外轨超高和内轨加宽都是逐渐完成,这就需要在直线与圆曲线之间加设一段过渡曲线一一缓和曲线•缓和曲线:其曲率半径p从w逐渐变化到圆曲线的半径R。
2、缓和曲线必要的前提条件(性质):在此曲线上任一点P的曲率半径p与曲线的长度丨成反比如图11-12所示,以公式表示为:p x 1/丨或p . 1 = C; (11-4)式中:C为常数,称曲线半径变更率。
当匸丨。
时,p =只,按(11-4)式,应有C = p .1= R o.(11-5)符合这一前提条件的曲线为缓和曲线,常用的有辐射螺旋线及三次抛物线,我国采用辐射螺旋线。
3、加入缓和曲线后的铁路曲线示意图(见图11-J)—-亠+40 C 23456 C11、缓和曲线方程1、加入缓和曲线后的切线坐标系 坐标原点:以直缓(ZH)点或缓直(HZ)点为原点; X 坐标轴:直缓(ZH)点或缓直(HZ)点到交点(JD)的切线方向; Y 坐标轴:过直缓(ZH)点或缓直(HZ)点与切线垂直的方向。
其中:x 、y 为P 点的坐标;X 。
、y 。
为HY 点的坐标;P 为P 点上曲线的曲率半径; R 为圆曲线的曲率半径l 为从ZH 点到P 点的缓和曲线长;I 。
为从ZH 点到HY 点的缓和曲线总长; 2、缓和曲线方程式:根据缓和曲线必要的前提条件推导出缓和曲线上任一点的坐标为Iy —~6(73364224D C实际应用时,舍去高次项,代入C=R*I o ,采用下列公式:式中: l 为缓和曲线上任一点 P 到直缓(ZH )点的曲线长;R 为圆曲线半径;l o 为 缓和曲线总长度。
缓和曲线计算公式
当前的位置】:工程测量→第十一章→ 第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设§11—4圆曲线加缓和曲线及其主点测设一、缓和曲线的概念二、缓和曲线方程三、缓和曲线常数四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设一、缓和曲线的概念1、为什麽要加入缓和曲线?(1)在曲线上高速运行的列车会产生离心力,为克服离心力的影响,铁路在曲线部分采用外轨超高的办法,即把外轨抬高一定数值.使车辆向曲线内倾斜,以平衡离心力的作用,从而保证列车安全运行。
图11-10(a).(b)为采用外轨超高前、后的情况。
外轨超高和内轨加宽都是逐渐完成,这就需要在直线与圆曲线之间加设一段过渡曲线——缓和曲线.缓和曲线: 其曲率半径ρ 从∞逐渐变化到圆曲线的半径R 。
2、缓和曲线必要的前提条件(性质):在此曲线上任一点P 的曲率半径ρ与曲线的长度l成反比,如图11-12所示,以公式表示为:ρ ∝1l 或ρ. l = C (11-4)式中: C 为常数,称曲线半径变更率。
当l= l o时,ρ= R ,按(11-4)式,应有C = ρ.l= R .l o (11-5)符合这一前提条件的曲线为缓和曲线,常用的有辐射螺旋线及三次抛物线,我国采用辐射螺旋线。
3、加入缓和曲线后的铁路曲线示意图(见图11-J)二、缓和曲线方程1、加入缓和曲线后的切线坐标系坐标原点:以直缓(ZH)点或缓直(HZ)点为原点;X坐标轴:直缓(ZH)点或缓直(HZ)点到交点(JD)的切线方向;Y坐标轴:过直缓(ZH)点或缓直(HZ)点与切线垂直的方向。
其中:x、y 为P点的坐标;x o、y o为HY点的坐标;ρ 为P 点上曲线的曲率半径;R 为圆曲线的曲率半径l 为从ZH点到P 点的缓和曲线长;l o为从ZH点到HY点的缓和曲线总长;2、缓和曲线方程式:根据缓和曲线必要的前提条件推导出缓和曲线上任一点的坐标为实际应用时, 舍去高次项, 代入C=R*l o,采用下列公式:式中:l 为缓和曲线上任一点P 到直缓(ZH)点的曲线长;R 为圆曲线半径;l o为缓和曲线总长度。
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缓和曲线终点坐标:
6
三、加设缓和曲线
(一)加设缓和曲线后的变化
缓和曲线主点: 1、直缓点:ZH 3、曲中点:QZ 5、缓直点:HZ
2、缓圆点:HY 4、圆缓点:YH
圆心在切线方向向后移动p 缓和曲线一半加在直线上,一半加在 圆曲线上 圆曲线长度缩小了一个缓和曲线长 整个曲线长度增长了一个缓和曲线长
33
小结
1、困难条件下曲线的测设 1)控制点(JD、ZH、HZ)无法置 镜——在JD、HY、YH、切线上任 一点、曲线上任一点置镜测设 2)曲线遇障碍时的测设——切线方向
2、复杂曲线的测设 1)复曲线——曲线要素的计算 2)回头曲线
3、中桩坐标的计算——坐标转换
34
思考题
1、在HY点置镜前测圆曲线如何确定切线方向? 2、副交点有二个,能否有三个呢? 3、什么是复曲线? 4、已知:交点里程为K2+849.27,圆曲线半径
2、中线点坐标
1)缓和曲线:
2)圆曲线:以HY点切线为 x轴
12
四、缓和曲线详细测设
(一)切线支距法 3、测设步骤
1)缓和曲线段各点:可按圆曲 线切线支距法的测设方法进 行测设。
2)圆曲线段各点:可以缓圆点 HY或圆缓点YH为坐标原点 用切线支距法进行测设。 HY点切线方向:
13
四、缓和曲线详细测设
2、全测回法测转向角α
3、测第一条边的磁方位角
4、现场计算圆曲线要素
5、测设曲线主点ZY、QZ、YZ (要求钢尺测距)
JD 约150°
元月17(一)下午
QZ ZY
实习十三:切线支距法详ຫໍສະໝຸດ 测设圆曲线ZD2主要工作内容:
1、计算圆曲线支距x、y
2、按切线支距法测设圆曲线
(每20m一点)
JD
>150m YZ ZD1
2)定向:确定HY点切线方向
3)圆曲线测设: (1)在HY点置镜,后视ZH,度盘设
为b0,逆时针转动望远镜,度盘 为0-00-00,纵倒望远镜,即为 切线方向
(2)按圆曲线偏角法拨各点偏角测 设各点
0-00-00 15
四、缓和曲线详细测设
(三)极坐标法(长弦偏角法)
1、置仪点至各测点的弦长:ci xi2 yi2
YH
QZ
HY
HZ ZD1
40
知识回顾 Knowledge Review
38
曲线实习安排
元月18(二)上午 实习十九:有缓和曲线的主点测设
主要工作内容:
1、计算缓和曲线要素
2、测设缓和曲线主点ZH、HY、 QZ、YH、HZ
(要求钢尺测距)
JD
元月18(二)下午 实习十九:偏角法详细测
设缓和曲线
主要工作内容: 1、计算曲线偏角 2、按偏角法测设缓和曲线
(每10m一点)
ZH ZD2
22
一、困难条件下的曲线测设
(二)曲线上遇障碍时的测设
2、等边三角形法
4、任意三角形法
3、矩形法
23
二、复曲线测设
(一)由两个圆曲线组成的复曲线
1、计算:
1 2
AB
T1
T2
R1tg
1
2
R2tg
2
2
AJ sin2 AB BJ sin1 AB
sin
s in
T1' T1 AJ
T2' T2 BJ
L L1 L2
2、测设:
1)从JD沿切线方向量取AJ、BJ定A、 B点
2)从A、B向前量T1、T2定ZY、YZ点
24
二、复曲线测设
(二)两端缓和曲线中间圆曲线组成的复曲线
1、计算: 1 2
2、测设:
1)从JD沿切线方向量取T1、T-t1和T2、 T-t4定ZH、HZ和分交点A、B点
2、置仪点至各测点的偏角: i
arctg( yi ) xi
(四)坐标法(全站仪)
16
小结
1、缓和曲线的概念 1)缓和曲线特点 2)缓和曲线常数 3)缓和曲线的曲线要素图 4)HY、YH点的测设方法
2、缓和曲线详细测设 1)切线支距法:计算坐标 2)偏角法:定向 3)极坐标法:全站仪 4)坐标法:全站仪
2
二、缓和曲线公式
(一)基本公式 回旋线是曲率半径ρ随曲线长 度l的增大而成反比地均匀减 小的曲线即在回旋线上任一 点的曲率半径:
ls---缓和线长度
3
二、缓和曲线公式
(一)基本公式 交通部颁布实施的《公路工 程技术标推》(JTJ 001—97) 中规定:当公路平曲线半径 小于不设超高的最小半径时, 应设缓和曲线。缓和曲线采 用回旋曲线。缓和曲线的长 度应根据其计算行车速度v求 得,并应大于表所列数值
7
三、加设缓和曲线
(二)缓和曲线常数
8
三、加设缓和曲线
(二)缓和曲线常数
内移距: 切垂距:
缓和曲线角: 缓和曲线偏角: 缓和曲线反偏角:
终点坐标:
9
三、加设缓和曲线
(三)缓和曲线主点里程计算
10
三、加设缓和曲线
(四)缓和曲线主点测设
1、ZH、HZ、QZ主点测设方法 与圆曲线主点的测设方法相 同
(2)置镜A点,后视P点反拨角r+βA 定向,得A点切线方向
A点在缓和曲线:
A
l
2 A
2Rl
A点在圆曲线:
A
l 2R
lA l R
21
一、困难条件下的曲线测设
(二)曲线上遇障碍时的测设
1、等量偏角法 1)测至3点后,4点不通视 2)置镜于3点,照准0点,度盘读数设为1800,转动望远镜为00时,视线在0~3方向上, 读数为δ3视线在3点的切线上 3)拨4、5点偏角,视线就在点4、5的方向上 4)测至6点后,视线受阻 5)置镜于5点,照准3点,度盘读数设为1800 + δ3 ,转动望远镜为00时,视线在0~5方向 上,读数为δ5视线在5点的切线上 6)读数为δ6视线在6点的切线,向前测设
2)曲线详细测设
25
三、回头曲线测设
(一)曲线要素计算 1、转向角大于1800小于3600时 2、转向角等于3600时 3、转向角大于3600小于5400时
回头曲线总长
26
三、回头曲线测设
(二)曲线测设 1、根据交点JD,量测切线长T,定ZH、HZ点 2、无交点时,设置副交点B、C,根据圆外基线法测设
R=400m,缓和曲线长70m,转向角为 27°45′08″。若JD(1531.24,784.56)第一 条直线上转点ZD(894.25,1457.44) 计算:逐桩计算曲线上各中桩坐标
35
曲线实习安排
元月17(一)上午 实习十二:圆曲线主点测设 元月17(一)下午 实习十三:切线支距法详细测设圆曲线 元月18(二)上午 实习十九:有缓和曲线的主点测设 元月18(二)下午 实习十九:偏角法详细测设缓和曲线
17
思考题
1、缓和曲线任意点的半径? 2、缓和曲线常数? 3、缓和曲线要素计算公式? 4、加入缓和曲线后圆曲线与曲线有什么变化? 5、已知:交点里程为K2+849.27,圆曲线半径
R=400m,缓和曲线长70m,转向角为 27°45′08″, 计算:1)缓和曲线常数、要素
2)缓和曲线主点里程 3)按整桩号法计算各中桩坐标 4)按整桩号法计算各中桩偏角和弦长
3、根据已知点坐标反 算X轴坐标方位角
X
A ZH(Xz,Yz)
4、相对坐标系Y轴方 向为X轴顺转900方向
5、曲线与坐标系反向
时 y坐标按负值计算
Y‘
X‘ (X,Y) P(x1,y1)
Y
32
五、全站仪测设公路中线
(一)导线控制测量 附合导线:与国家高级控制点联测,进行导线闭合差的检查
(二)中线测量
18
第四节 困难条件下及复杂曲线的测设
一、困难条件下的曲线测设
(一)曲线控制点遇障碍
1、曲线外基线法(副交点法) 1)延长两直线,设A、B辅助点,AB基线 2)外业:测量αA、 αB , AB边长 3)计算:
αA、 αB , 如何测?
4)测设: (1)根据AB点测设ZY、YZ点 (2)根据M点测设QZ点
元月19(二)上午 元月19(二)下午
实习十九:偏角法详细测设圆曲线 实习十六:全站仪(坐标法)复测曲线
36
第三组
ZD2
第二组
ZD2
第一组
ZD2
JD3
ZD1 JD2
ZD1
JD1 约150°
>150m ZD1
37
曲线实习安排
元月17(一)上午 实习十二:圆曲线主点测设
主要工作内容:
1、根据地形、交点设置二直线上 的转点ZD1、ZD2
4
二、缓和曲线公式
(二)切线角公式 回旋线任一点的切线与起点 切线的交角β
当l=ls时,则缓和曲线 全长ls所对应中心角即为缓 和曲线的切线角,称为缓和 曲线角βo为:
ls---缓和线长度
5
二、缓和曲线公式
(三)缓和曲线方程
设以缓和曲线的起点为坐标原点, 过该点的切线为X轴,半径为Y轴, 缓和曲线上任一点P的坐标为x、y
(二)偏角法 1、缓和曲线中桩点
1)缓和曲线上任意一点P的偏角:
2)缓和曲线终点偏角:
3)缓和曲线测设: (1)在ZH点置镜,后视JD,度盘设为0-00-00 (2)拨1点的偏角,量弦距10m定1点 (3)以此类推,定出10m各中桩点
14
四、缓和曲线详细测设
(二)偏角法
1、圆曲线中桩点
1)圆曲线偏角:以HY点为坐标 原点,HY点切线方向为X轴, 其中桩点偏角同单圆曲线偏角