公路曲线要素电子版本.ppt

《公路曲线要素电子版本.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路曲线要素电子版本.ppt（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第八章第八章 公路中线公路中线(zhngxin)测量测量第一页，共42页。n8-1概述n公路工程一般由路线、桥涵、隧道(sudo)及各种附属设施等构成。兴建公路之前，为了选择一条既经济又合理的路线，必须对沿线进行勘测。n一般地讲，路线以平、直最为理想。但实际上，由于受到地物、地貌、水文、地质及其它等因素的限制，路线的平面线型必然有转折，即路线前进的方向发生改变。为保证行车舒适、安全，并使路线具有合理的线型，在直线转向处必须用曲线连接起来，这种曲线称为平曲线。平曲线包括圆曲线和缓和曲线两种。第二页，共42页。8-2路线(lxin)交点和转点的测设n一、交点的测设一、交点的测设n公路路线的转折点称

2、为交点，用公路路线的转折点称为交点，用JD表示。表示。对于一般低等级的公路，通常对于一般低等级的公路，通常(tngchng)采用一次定测的方法直接放采用一次定测的方法直接放线，在现场标定交点位置。对于高等级线，在现场标定交点位置。对于高等级的公路或地形复杂的地段，需在带状地的公路或地形复杂的地段，需在带状地形图上进行纸上定线，然后把纸上定好形图上进行纸上定线，然后把纸上定好的路线放到路面上，一般采用穿线交点的路线放到路面上，一般采用穿线交点法和拨角放线法标定交点位置。法和拨角放线法标定交点位置。第三页，共42页。n二、转点的测设二、转点的测设 n在相邻交点间距离较远或不通视的情况在相邻交点间距

3、离较远或不通视的情况下，需在其连线下，需在其连线(lin xin)上测设一些上测设一些供放线、交点、测角、量距时照准之用供放线、交点、测角、量距时照准之用的点，这样的点称为转点，其测设方法的点，这样的点称为转点，其测设方法如下。如图如下。如图8-10所示，所示，JD1、JD2为相邻为相邻不通视的交点，不通视的交点，ZD为初定转点，现欲在为初定转点，现欲在不移动交点的条件下精确定出转点不移动交点的条件下精确定出转点ZD，具体方法是这样的：将经纬仪安置于具体方法是这样的：将经纬仪安置于ZD，后视，后视JD1，用正倒镜分中法得，用正倒镜分中法得JD2，用，用视距法测定前后交点与视距法测定前后交点与Z

4、D的视距分别为的视距分别为D1、D2。如果。如果JD2与与JD2的偏差为的偏差为f，则，则ZD应横移的距离应横移的距离e可用下式计算：可用下式计算：第四页，共42页。n按计算值e移动ZD定出ZD，然后将仪器移至ZD，检查ZD是否位于两交点之连线(lin xin)上，如果偏差在容许范围内，则ZD可作为JD5与JD6间的转点。n 第五页，共42页。8-3路线(lxin)转角的测定和里程桩的设置n一、路线转角的测定n1路线右角的观测n按路线的前进方向，以路线为界，在路线右侧的水平角称为右角，如图8-11中所示的12。在中线测量中，一般是采用测回法测定。上、下两个半测回所测角值的不符值视公路等级而定：

5、高速公路、一级公路为20；二级及二级以下的公路为60。如在容许范围(fnwi)内，可取两个半测回的平均值作为最后结果。第六页，共42页。n2转角(zhunjio)的计算n当右角测定以后，根据值计算路线交点处的转角(zhunjio)。当 180时 为 右 转 角(zhunjio)（路线向右转）。当180时为左转角(zhunjio)（路 线 向 左 转），左 转 角(zhunjio)和右转角(zhunjio)按下式计算：n 右=180 180n 左=180 180 第七页，共42页。n3分角线方向的标定n由于测设平曲线的需要，测角组同时(tngsh)要在路线设置曲线的一侧把分角线的方向标定出来，在

6、右角测定后，如图所示，测定后，仪器处于盘右，瞄准前视ZD的状态，设此时水平盘的读数为，则分角线方向值（即瞄准分角线方向时水平度盘读数）应为：n 第八页，共42页。n4测定后视方向的视距n在中线测量中，为防止丈量距离时的错误，要求测角组还要用视距测量的方法（或测距仪、全站仪）测定两交点（转点）间的距离，作为中桩组量距时校核用。n5磁方位角的观测与推算n为了保证测角的精度，测角组还需进行路线角度闭合差的校核，当路线导线与高级控制点连接时，可按附合导线的计算方法计算角度闭合差，如在限差内，则可进行闭合差的调整。当路线无法与高级控制点联测时，一般来说应每天作业开始与收工时，测磁方位角至少一次，以便与推

7、算的磁方位角核对（按式8-4）其误差不得超过2，超过限差，要查明原因及时纠正，若符合要求，则可继续测下去(xi q)。n Ai=A0+右左 n式中：A0起始导线边的磁方位角；n 右计算导线边以前所有右转角之和；n 左计算导线边以前所有左转角之和；第九页，共42页。二、里程(lchng)桩的设置n为了确定路线中线的位置和路线的长度，满足纵、横断面测量的需要以及为以后路线施工放样打下基础，必须由路线的起点开始每隔一段距离钉设木桩标志，称为里程桩。里程桩亦称中桩，桩点表示路线中线的具体位置。n里程桩分为(fn wi)整桩和加桩两种。n1 整桩n在直线上和曲线上，其桩距按规定的要求而设。它的里程桩号均

8、为整数，且为要求桩距的整倍数。n当量距每至百米及千米时，要钉设百米桩及公里桩。n2加桩n加桩又分为(fn wi)地形加桩、地物加桩、曲线加桩、地质加桩、断链加桩和行政区域加桩等。第十页，共42页。桩位标志(biozh)示意图 第十一页，共42页。8-4圆曲线(qxin)测设n圆曲线又称单曲线，是由一定半径的圆弧构成，它是路线弯道中最基本的平曲线形式。n一、圆曲线的主点测设n设在交点JD处相邻两直线边与半径为R的圆曲线相切，其切点ZY和YZ称为曲线的起点(qdin)和终点；分角线与曲线相交的交点QZ称为曲线中点，如图所示，它们统称为圆曲线主点，其位置是根据曲线要素确定的。第十二页，共42页。第十

9、三页，共42页。n1圆曲线要素单圆曲线有下列六个要素：na-偏角（又称转折角）是用经纬仪在交点处测得；nR-圆曲线半径，是根据工程要求结合(jih)地形条件选定的。na与R确定曲线形状的基本要素，根据它们可计算以下四个要素，由图可以看出：n切线长n曲线长第十四页，共42页。n外矩n切曲差D=2T-Ln2.主点里计算交点JD的里程已由中线丈量时获得。由于中线并不经过交点，故曲线中点QZ和终点YZ的里程，必须由起点ZY的里程沿曲线长度推算，其算式如下：n起点ZY桩号=交点JD桩号切线(qixin)长n终点YZ桩号=起点ZY桩号+曲线长n中点QZ桩号=终点YZ桩号曲线长n交点JD桩号=中点QZ桩号+

10、切曲差（校核）第十五页，共42页。n3主点测设 从交点沿后视方向，量取切线长T，可得曲线起点(qdin)ZY。沿前视方向量取切线长T，可得曲线终点YZ。最后沿分角线方向量最取外距E，即得曲线中点QZ。主点上控制桩，在测设时应进行校核，并保证一定的精度。第十六页，共42页。n例例 1 1：设设 某某 交交 点点(jiodin)JD(jiodin)JD里里 程程 为为K2+968.43K2+968.43，圆圆曲曲线线半半径径R=200mR=200m，测测得得其其偏偏角角为为34123412，计计算算各各要要素素和和各各主主点桩号。点桩号。n 1.1.计算各曲线要素。计算各曲线要素。nT=200tg

11、1706=61.53(m)T=200tg1706=61.53(m)n119.38(m)119.38(m)nE=200(sec1706-1)=9.25(m)E=200(sec1706-1)=9.25(m)nD=261.53-119.38=3.68(m)D=261.53-119.38=3.68(m)n 第十七页，共42页。n2计算(j sun)各主点的桩号。n JD K2+968.43n ）T 61.53n ZY K2+906.90n +)L 119.38n YZ K3+026.28n )L/2 59.69n QZ K2+966.59n +)D/2 1.84n JD K2+968.43（计算(j

12、sun)无误）第十八页，共42页。二、圆曲线二、圆曲线(qxin)(qxin)的详细测设的详细测设 n圆曲线的详细测设方法很多，可根据地形(dxng)情况。工程要求，测设精度等灵活采用。下面介绍切线支距法和偏角法。n 1切线支距法 这种方法是以曲线起点YZ或终点ZY为坐标原点，以切线为X轴，以过原点的半径为Y轴，根据曲线上各点的坐标（X，Y）进行测设，故又称直角坐标法。n如图所示，设P1、P2为曲线上的待测点，为它们的桩距（弧长），其所对的圆心角为，由图可以看出：第十九页，共42页。第二十页，共42页。n测设时，为了避免支距y过大，一般由曲线两端向中间设置，其步骤如下(rxi)：首先沿切线方向

13、，由ZY或YZ开始用卷尺量取x值，得到垂足点；在各垂足点作垂线方向，量取y值，即可定出曲线点P。垂线方向可用方向架或经纬仪定出，当y值小于1m时，可目估确定。在测设时，可量所定各点向弦长进行校核。第二十一页，共42页。n2偏偏角角法法 是是以以曲曲线线起起点点(qdin)ZY或或终终点点YZ至至曲曲线线任任一一点点Pi的的弦弦线线与与切切线线T之之间间的的弦弦切切角角（这这里里称称为为偏偏角角）i和和弦弦长长ci来确定来确定Pi点的位置。点的位置。n如如图图所所示示，根根据据几几何何原原理理，偏偏角角i等等于于相相应应弧弧长长所所对对的的圆圆心心角角i的的一一半半，即即i=。n 第二十二页，共

14、42页。偏角法：第二十三页，共42页。8-5虚交n虚交是指路线的交点（JD）处不能设桩，更无法安置仪器（如交点落于河中、深谷下，峭壁上或建筑物上等），此时测角、量距无法直接按前述方法进行。有是交点虽设桩和安置仪器，但因转角(zhunjio)较大，交点远离曲线，也可做虚交处理。第二十四页，共42页。虚交图第二十五页，共42页。n如图8-18可知：在由辅助点A、B和虚交点JD构成的三角形中，应用边角关系及正弦定理可得：=A+Bn根据转角和选定的半径R，即可算得切线(qixin)长T和曲线长L，再由a、b、T，计算辅助点A、B至曲线ZY点和YZ点的距离t1和 t2:：n t1=Ta 、t2=Tb第二

15、十六页，共42页。n如果计算出的t1、t2出现负值，说明曲线的ZY点、YZ点位于辅助点与虚交点之间。根据t1、t2即可定出曲线的ZY点和YZ点。A点的里程量出后，曲线主点的里程亦可算出。n曲中点QZ的测设，可采用(ciyng)以下方法：n如上图所示，设MN为QZ点的切线，则：n T=Rtann测设时由ZY和YZ点分别沿切线量出T得M点和N点，再由M点或N点沿MN或NM方向量出T即得QZ点。n曲线主点定出后，即可用切线支距法或偏角法进行曲线详细测设。第二十七页，共42页。n例例：如如 图图 8-18，测测 得得 A=1518，B=1822，AB=54.68m，选选 定定 半半 径径R=300m，

16、A点点的的里里程程桩桩号号为为K9+048.53。试试计计算算(j sun)测测设设主主点点的的数数据据及及主主点点的里程桩号。的里程桩号。n解解：由由A=1518=15.3，B=1822=18.367得：得：n=A+B=1518+1822=3340=33.667n 根根 据据=3340，R=300m，计计 算算(j sun)T和和L：第二十八页，共42页。nT=300tan=90.77mnL=R n=30033.667 n=176.28m第二十九页，共42页。n因此(ync)：t1=T-a=90.77-31.08=59.69mnt2=T-b=90.77-26.03=64.74mn为测设QZ点

17、，计算T如下：nT=Rtan n=300tann=44.39m第三十页，共42页。n计算主点里程(lchng)如下：nA点 K9+048.53n）t1 59.69n ZY K8+988.84n +)L 176.28n YZ K9+165.12n )L/2 88.14n QZ K9+076.98第三十一页，共42页。8-6缓和(hunh)曲线的测设n车辆在曲线上行驶，会产生离心力。由于离心力的作用，车辆将向曲线外侧倾倒，影响车辆的安全行驶和顺适。为了减少离心力的影响，路面必须在曲线外侧加高，称为超高。在直线上超高为0，在圆曲线上超高为h，这就需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化

18、至圆曲线半径R的曲线，使超高由零逐渐增加到h，同时实现曲率半径的过渡，这段曲线称为缓和曲线。n缓和曲线可采用回旋线（亦称为辐射(fsh)螺旋线），三次抛物线、双纽线等线型。目前我国公路系统中，均采用回旋线作为缓和曲线。第三十二页，共42页。一、圆曲线一、圆曲线(qxin)(qxin)带有缓和曲线带有缓和曲线(qxin)(qxin)的主点测设的主点测设 n1内移值内移值p与切线增值与切线增值qn如如图图所所示示，在在直直线线与与圆圆曲曲线线之之间间插插入入(ch r)缓缓和和曲曲线线时时，必必须须将将原原有有的的圆圆曲曲线线向向内内移移动动距距离离p，才才能能使使缓缓和和曲曲线线的的起起点点位位

19、于于直直线线方方向向上上，这这时时切切线线增增长长q。公公路路上上一一般般采采用用圆圆心心不不动动的的平平行行移移动动方方法法，即即未未设设缓缓和和曲曲线线时时的的圆圆曲曲线线为为FG，其其半半径径为为（R+P）；插插入入(ch r)两两段段缓缓和和曲曲线线AC和和BD后后，圆圆曲曲线线向向内内移移，其其保保留留部部分分为为CMD，半半径径为为R，所所对对的的圆圆心心角角为为（20）。由图可知：）。由图可知：第三十三页，共42页。缓和(hunh)曲线图：第三十四页，共42页。np=nq=将上式中cos0、sin0展开(zhn ki)为级数，略去高次项，可得：p=q=第三十五页，共42页。2曲线

20、曲线(qxin)测设元素测设元素n当测得转角(zhunjio)，圆曲线半径R和缓和曲线s确定后，即可按下列公式计算曲线测设元素。n 切线(qixin)长 TH=（R+P）tg +q曲线长 LH=R（=第三十六页，共42页。其中圆曲线长Ly=R（外距 EH=（R+p）sec -R 切曲差 DH=2TH-LH 3主点测设根据交点(jiodin)的里程和曲线测设元素，计算主点里程 直缓点 ZH=JDTH 缓圆点 HY=ZH+s第三十七页，共42页。n圆缓点 YH=HY+Lyn缓直点 HZ=YH+LSn曲中点 QZ=HZn n交点 JD=QZ+（校核）n主点ZH、HZ和QZ的测设方法，与圆曲线(qxi

21、n)主点测设相同。HY和YH点可按公式计算x0、y0用切线支距法测设。第三十八页，共42页。二、圆曲线带有缓和二、圆曲线带有缓和(hunh)曲线的详细曲线的详细测设测设n1切线支距法切线支距法n切切线线支支距距法法是是以以直直缓缓点点ZH或或缓缓直直点点HZ为为坐坐标标原原点点，以以切切线线为为x轴轴，过过原原点点的的半半径径(bnjng)为为y轴轴，利利用用缓缓和和曲曲线线和和圆圆曲曲线线上各点的上各点的x、y坐标测设曲线。坐标测设曲线。n在在缓缓和和曲曲线线上上各各点点的的坐坐标标可可按按缓缓和和曲曲线线参参数方程式计算，即数方程式计算，即 第三十九页，共42页。圆曲线(qxin)上各点坐标的计算公式可按图写出：公式(gngsh)：第四十页，共42页。公式(gngsh)：第四十一页，共42页。n第八章结束(jish)第四十二页，共42页。