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測繪人須知!道路平曲線概念講解

道路平曲線是什么意思呢?其實(shí)可以理解不同坡度的道路之間,用于過渡的曲線,防止坡度突然變化影響車輛的平穩(wěn),坡度變化過大且沒有平曲線的話車輛容易騰空或者掛碰車輛底盤,造成危險(xiǎn)。所以在道路測量中就離不開道路平曲線這個(gè)概念了。


但是很許多剛?cè)腴T的測量新手對道路平曲線的概念還不是很了解,今天就為大家講解一下道路平曲線的概念。


首先是道路中線的組成,道路的中線,包括立交匝道的中線,無論多么復(fù)雜的線形,都是由直線、圓曲線和緩和曲線三個(gè)基本線元組成,如圖所示:


1.jpg



一、直線


概念:

直線:具有固定的曲率半徑, 且曲率為 0 (半徑無窮大), 可理解為一種特殊的圓曲線。


特點(diǎn)   :

1)兩點(diǎn)之間以直線為最短。

2)筆直的道路給人以短捷、直達(dá)的良好印象。

3)汽車在直線上行駛受力簡單,方向明確,駕駛操作簡易。

4)測設(shè)施工方便。




二、緩和曲線


概念:

緩和曲線 :為了使路線的平面線形更加符合汽車的行駛軌跡、離心力逐漸變化,確保行車的安全和舒適,需要在直線和圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)同向圓曲線之間設(shè)置一段曲率連續(xù)變化的曲線,此曲線稱為緩和曲線。目前我國公路設(shè)計(jì)中,以回旋線作為緩和曲線。



緩和曲線類型:

1.完整緩和曲線 :

判斷標(biāo)準(zhǔn): A2=R x Ls

2、非完整緩和曲線:

判斷標(biāo)準(zhǔn): A2≠R x Ls

A= 緩和曲線參數(shù)



2.jpg

緩和曲線



三、圓曲線


概念:

圓曲線:即圓的一部分(圓弧),具有固定的曲率半徑。


特點(diǎn)

1、曲線上任一點(diǎn)曲率半徑R為常數(shù)

2、大半徑的圓曲線線形美觀、順適、行車舒適,是公路上常采用的線形。




四、道路中常見的線形組合


在道路及立交匝道設(shè)計(jì)中,實(shí)際采用的線形往往是直線、圓曲線、緩和曲線中的一種或幾種組合而成。


主要有以下幾種:


(1)基本型曲線


是按“直線-回旋曲線-圓曲線-回旋曲線-直線”的順序組合起來的線型。基本型中,又可以根據(jù)其中兩個(gè)回旋曲線參數(shù)相等與否而分為對稱式和不對稱式兩種。


(2)S 型曲線


把兩個(gè)反向圓曲線用回旋曲線連接起來的線型,GQ處R=∞ 。兩個(gè)反向回旋曲線的參數(shù)可以相等,也可以不相等。


3.jpg


(3)C型曲線



同向曲線的兩回旋曲線在曲率為 0 處徑相銜接的形式。C 型曲線連接處的曲率為 0, 即GQ處R=∞   ,相當(dāng)于兩同向曲線中間直線長度為 0,對行車和線形都有一定影響,所以 C 型曲只有在特殊地形條件下方可使用。

4.jpg


(4)卵型曲線


用一個(gè)回旋曲線連接兩個(gè)同向圓曲線的線型。為了只用一個(gè)回旋曲線連成卵形,就要求圓曲線延長后,大的圓曲線能完全包含小的圓曲線,并且圓曲線不同圓心,而回旋曲線的曲半徑是從R1到R2。

5.jpg


(5)凸型曲線


用一個(gè)回旋曲線連接兩個(gè)同向在兩個(gè)同向回旋曲線間不插入圓曲線而徑相銜接而成的線型。分對稱型和非對稱型兩種。


凸型曲線盡管在各銜接處的曲是連續(xù)的, 但因中間圓曲線的長度為 0, 對駕駛操縱亦造成一些不利因素,所以只有在路線嚴(yán)格受地形、地物限制方可采用。


6.jpg


(6)復(fù)合型曲線


兩個(gè)以上同向回旋曲線間在曲率相等處相互連接的形式。復(fù)合型回旋曲線除了受地形和其他特殊限制的地方外,一般很少使用,多出現(xiàn)在互通式立體交叉的匝道線形設(shè)計(jì)中。


7.jpg



五、斷鏈


斷鏈指的是因局部改線或分段測量等原因造成的樁號不連續(xù)的現(xiàn)象。樁號重疊的稱長鏈,樁號間斷的稱短鏈。


斷鏈在設(shè)計(jì)文件中一般標(biāo)注為:

K1+580 = K1+600(短鏈)

K1+620 = K1+600(長鏈)




六、坐標(biāo)正反算


公路主線一般用交點(diǎn)法,互通立交匝道一般用線元法



最后是關(guān)于平曲線的應(yīng)用,當(dāng)你拿到一張平曲線表時(shí),如何快速的判斷是使用交點(diǎn)法還是線元法呢?例如下面這個(gè)表,你能確定嗎?


8.jpg


對于測量新手來說,很容易陷入一個(gè)誤區(qū),設(shè)計(jì)圖紙中“平曲線表”、“直線及曲線轉(zhuǎn)角一覽表”數(shù)據(jù)中都是提供的交點(diǎn)數(shù)據(jù)表,很少有設(shè)計(jì)圖紙中提供有線元表(除非是匝道),因?yàn)榻稽c(diǎn)法簡單輸入數(shù)據(jù)直接從表中獲取所以大多數(shù)新手會(huì)選擇使用交點(diǎn)法數(shù)據(jù),等到輸入完成發(fā)現(xiàn)計(jì)算中樁坐標(biāo)與設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)不一致時(shí)才考慮使用線元法計(jì)算。


而使用線元法計(jì)算坐標(biāo)時(shí)需要對平曲線表進(jìn)行分解線元,就是依據(jù)平曲線表將各段線元參數(shù)識別(就是判斷各個(gè)線元起終點(diǎn)半徑、方位角、長度等),才能輸入到計(jì)算軟件計(jì)算坐標(biāo)。所以快速的判斷平曲線表是使用交點(diǎn)法計(jì)算還是線元法計(jì)算是測量小白進(jìn)化到測量大師的必經(jīng)之路。


那么判斷技巧是什么呢?


首先查看平曲線表中所有交點(diǎn)所包含的曲線要素中是否存在緩和曲線,分兩種情況,第一種情況不存在緩和曲線,即緩和曲線參數(shù)為0,那么可以判斷該平曲線表使用交點(diǎn)法計(jì)算坐標(biāo)。第二種情況存在緩和曲線,此時(shí)就需要判斷緩和曲線完整或者非完整了,根據(jù)公式A2=LS*R判斷,如果存在非完整緩和曲線,那么該平曲線只能用線元法計(jì)算坐標(biāo),如果都是完整緩和曲線(這里與緩和曲線對稱無關(guān)),那么該平曲線表使用交點(diǎn)法計(jì)算坐標(biāo)最快。


交點(diǎn)法和線元法區(qū)別:




交點(diǎn)法


適用于所有直曲表所有標(biāo)準(zhǔn)線形輸入,優(yōu)先使用。優(yōu)點(diǎn):輸入效率高,簡單。對于小白用戶,只需用筆勾一下讓他輸那幾列,就可以輸對。缺點(diǎn):部分復(fù)雜線形不支持,復(fù)雜線形還是得用線元法。




線元法


可用于所有線形文件輸入。優(yōu)點(diǎn):所有的線形文件都可以用線元法輸入。缺點(diǎn):需要較強(qiáng)專業(yè)知識,需要看懂直曲表才能輸對。




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