竖曲线计算公式加强版

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：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：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：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：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：SZ
④变坡点高程：HZ
⑤竖曲线的切线长度：T
⑥待求点桩号：S
计算过程：
S、SZ为里程数据，往往有些人计算时误入，用等实际计算的距离计算！！
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
三、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：xy
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x0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
第三节竖曲线
纵断面上两个坡段的转折处，为方便行车，用一段曲线来缓和，称为竖曲线。

可采用抛物线或圆曲线。

一、竖曲线要素的计算公式
相邻坡段的坡度为i1和i2,代数差为ω=i2 -i1 ω为正时，是凹曲线；ω为负，是凸曲线。

1.二次抛物线基本方程：
或
ω：坡度差（%）；
L：竖曲线长度；
R：竖曲线半径
2.竖曲线诸要素计算公式
竖曲线长度或竖曲线半径R: （前提：ω很小）L=Rω
竖曲线切线长：T=L/2=Rω/2
竖曲线上任一点竖距h：
竖曲线外距：
二、竖曲线最小半径（三个因素）
1.缓和冲击对离心加速度加以控制。

ν(m/s)
根据经验，a=0.5~0.7m/s2比较合适。

我国取a=0.278,则Rmin=V2/3.6 或 Lmin=V2ω/3.6
2.行驶时间不过短 3s的行程
Lmin=V.t/3.6=V/1.2
3.满足视距的要求
分别对凸凹曲线计算。

(一)凸形竖曲线最小半径和最小长度
按视距满足要求计算
1.当L<ST时，
Lmin = 2ST - 4/ω
2.当L≥ST时，
ST为停车视距。

以上两个公式，第二个公式计算值大，作为有效控制。

按缓和冲击、时间行程和视距要求（视距为最不利情况）计算各行车速度时的最小半径和最小长度，见表4-13。

表中：（1）一般最小半径为极限最小半径的1.5~2倍；
（2）竖曲线最小长度为3s行程的长度。

（二）凹曲线最小半径和长度
1.夜间行车前灯照射距离要求：
1）L<ST
2) L≥ST
L<ST Lmin = 2ST - 26.92/ω (4-14)
L≥STω /26.92 (4-15)
3s时间行程为有效控制。

例：
设ω＝2%=0.02;则L＝ωＲ
竖曲线最小长度Ｌ＝Ｖ/1.2
例题4-3
ω=-0.09 凸形；
L=Rω=2000*0.09=180m
T=L/2=90m
E=T2/2R=2.03m
起点桩号＝k5+030 - T =K4+940
起始高程＝427.68 - 5%*90=423.18m 桩号k5+000处：
x1=k5+000-k4+940=60m
切线高程＝423.18+60*0.05=426.18m
h1=x21/2R=602/2*2000=0.90m
设计高程＝426.18 - 0.90=425.28m 桩号k5+100处：
x２=k5+100-k4+940=160m
切线高程＝423.18+160*0.05=431.18m h2=x22/2R=1602/2*2000=6.40m
设计高程＝431.18 - 6.40=424.78m。