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1、式 ( 1 ) 中 (,) 为交点 JDi-1 的设计坐标; ,分别为 P 点、JDi-1 点的设计里程;为 JD i-1 JD i 坐标方位角,可由坐标反算而得。曲线起点(ZH 或 ZY),曲线终点(HZ 或 YZ)均是直线上点,其坐标可按式(1)来计算。 2 2、完整曲线上点的坐标计算、完整曲线上点的坐标计算如图 10 a ) ,某公路曲线由完整的第一缓和曲线 、半径为 R 的圆曲线、完整的第二缓和曲线 组成。(1 1)第一缓和曲线及圆曲线上点的坐标计算)第一缓和曲线及圆曲线上点的坐标计算当 K 点位于第一缓和曲线( ZHHY )上,按切线支距法公式有:( 2 )当 K 点位于圆曲线( H
2、YYH )上,有 :( 3 )其中有:( 4 )式( 2 ) ( 3 ) ( 4 )中, 为切线角;为 K 点至 ZH i 点的设计里程之差,即曲线长; R 、 、 、 p 、 q 为常量,分别表示圆曲线半径, 第一缓和曲线长、 缓和曲线角 () 、 内移值 () 、切线增值()。再由坐标系变换公式可得:( 5 )式 ( 5 ) 中 f 为符号函数, 右转取“ + ”, 左转取“ - ” (见图 1 b ) ) 。图 10 a)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(右转) 图 10 b)直线第一缓和曲线圆曲线段点坐标计算(左转)(2 2)第二缓和曲线上点的坐标计算)第二缓和曲线上点的坐标计算如图
3、 12 所示,当 M 点位于第二缓和曲线( YHHZ )上,有:( 6 )式( 6 )中,径, 为第二缓和曲线长。再由坐标系变换公式可得:,为 M 点至 HZ 点的曲线长; R 为圆曲线半( 7 )式( 7 )中 f 为符号函数,线路右转时取“ - ”,左转取“ + ”。(3 3)单圆曲线()单圆曲线(ZYZYYZYZ)上点的坐标计算)上点的坐标计算单圆曲线可看作是带缓和曲线圆曲线的特例,即缓和曲线段长为零。令式( 3 )( 4 )中内移值 p 、切线增长 q 、第一缓和曲线长 、缓和曲线角 为零,计算出单圆曲线上各点的局部坐标后,由式( 5 )可得 ZYYZ 上各点的统一坐标。图 12 第二
4、缓和曲线段点坐标计算 (右转)图 13 非完整缓和曲线段点坐标计算(右转) 3 3、非完整曲线上点的坐标计算、非完整曲线上点的坐标计算如图 13 所示,设非完整缓和曲线起点 Q 的坐标为( , ),桩号 ,曲率半径 , 切线沿前进方向的坐标方位角为 ; 其终点 Z 的桩号 , 曲率半径 , 则 Z 点至 Q 点曲线长。若 ,则该曲线可看成是曲率半径由 到 的缓和曲线去掉曲率半径由 到 后的剩余部分。 设 N 点为该曲线上一点, N 点至 Q 点的曲线长为 ; O 为对应完整缓和曲线的起点, Q 点至 O 点的曲线长为 ,则由回旋型缓和曲线上任一点曲率半径与曲线长成正比的性质,有:得:( 8 )
5、设,则由缓和曲线的切线角公式及偏角法计算公式知:( 9 )( 10 )由图 13 知:( 11 )则直线 QO 的坐标方位角为: O 点切线方向 轴的坐标方位角 为:( 12 )( 13 )( 14 )式( 13 )( 14 )中, f 为符号函数,线路右转时,取“ - ”;线路左转时,取“ + ”。故 O 点坐标()为:( 15 )将式(14)、(15)代入坐标平移旋转公式,得任一点 N 的坐标为:( 16 )式( 16 )中,( , )按式( 2 )计算,代入时 用(为符号函数,右转取“ + ”左转取“ - ”。(三)边桩坐标计算(三)边桩坐标计算)替代; f有了中桩坐标( x,y )及其
6、至左、右边桩的距离 d L 、 d R 后,计算出中桩至左、右边桩的坐标方位角 AZ-L 、 AZ-R ,则由式( 17 )、( 18 )得左、右边桩坐标( , )、( , )。( 17 )( 18 ) 1 1、直线上点、直线上点 AZ-L AZ-L 、 AZ-R AZ-R 的计算的计算从图 10 a ) b )知:( 19 )2 2、第一缓和曲线及圆曲线段点、第一缓和曲线及圆曲线段点 AZ-L AZ-L 、 AZ-R AZ-R 的计算的计算如图 10 a ) b )所示,有:( 20 )式( 20 )中,当 K 点位于第一缓和曲线上, 按式( 9 )计算;当 K 点位于圆曲线段, 按式 (
7、4 ) 计算。 f 为符号函数, 右转取“ + ”, 左转取“ - ”。3 3、第二缓和曲线段点、第二缓和曲线段点 AZ-LAZ-L 、 AZ-R AZ-R 的计算的计算如图 12 所示,有:( 21 )式( 21 )中, 按式“ - ”,左转取“ + ”。(四)算例(四)算例计算; f 为符号函数,右转取如图 13 设某高速公路立交匝道 ( 右转 ) 的非完整缓和曲线段起点 Q的桩号 K8+249.527 ,曲率半径 R Q = 5400m ,切线沿前进方向的坐标方位角,坐标为 ( 91412.164 , 79684.008 ) ; 终点 Z 桩号 K8+329.527 ,曲率半径 R Z = 1800m 。中桩 K8+309.527 到左、右边桩的距离 d L = 18.75m ,d R = 26.50m ,试计算 K8+309.527 的中、边桩坐标。 1 1、完整缓和曲线起点、完整缓和曲线起点 O O 的计算的计算由公式 ( 8 ) ( 15 ) 计算得:,。2 2、中桩坐标的计算、中桩坐标的计算由式( 2 ) ( 14 ) ( 16 )计算得:m ,m ;的坐标方位角;,。3 3、边桩统一坐标的计算、边桩统一坐标的计算,轴