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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(guò)渡的曲線,防止坡度突然變化影響車(chē)輛的平穩(wěn),坡度變化過(guò)大且沒(méi)有平曲線的話車(chē)輛容易騰空或者掛碰車(chē)輛底盤(pán),造成危險(xiǎn)。所以在道路測(cè)量中就離不開(kāi)道路平曲線這個(gè)概念了。

  剛?cè)腴T(mén)的測(cè)量新手對(duì)道路平曲線的概念還不是很了解,道路平曲線,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(wú)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:

  一、直線

  概念:

  直線:具有固定的曲率半徑,且曲率為0(半徑無(wú)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(chē)在直線上行駛受力簡(jiǎn)單,方向明確,駕駛操作簡(jiǎn)易。

  4)測(cè)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(chē)的行駛軌跡、離心力逐漸變化,確保行車(chē)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(chēng)為緩和曲線。目前我國(guó)公路設(shè)計(jì)中,以回旋線作為緩和曲線。

  緩和曲線類(lèi)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)

  三、圓曲線

  概念:

  圓曲線:即圓的一部分(圓?。?,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(chē)舒適,是公路上常采用的線形。

  四、道路中常見(jiàn)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(lái)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(duì)稱(chēng)式和不對(duì)稱(chēng)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(lái)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)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(zhǎng)度為0,對(duì)行車(chē)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)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(zhǎng)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)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(duì)稱(chēng)型和非對(duì)稱(chēng)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(zhǎng)度為0,對(duì)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)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。

  五、斷鏈

  斷鏈指的是因局部改線或分段測(cè)量等原因造成的樁號(hào)不連續(xù)的現(xiàn)象。樁號(hào)重疊的稱(chēng)長(zhǎng)鏈,樁號(hào)間斷的稱(chēng)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(zhǎng)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?

  對(duì)于測(cè)量新手來(lái)說(shuō),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(jiǎn)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(duì)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(shí)別(就是判斷各個(gè)線元起終點(diǎn)半徑、方位角、長(zhǎng)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(cè)量菜鳥(niǎo)進(jìn)化到王者段位的必經(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(duì)稱(chēng)無(wú)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(jiǎn)單。對(duì)于小白用戶(hù),只需用筆勾一下讓他輸那幾列,就可以輸對(duì)。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(zhuān)業(yè)知識(shí),需要看懂直曲表才能輸對(duì)。


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