和曲线逐桩坐标计算原理车辆在圆曲线上行驶会产生离心力,为平衡离心力,可以通过升高道路外侧
(称为超高)使车辆倾斜,而车辆在直线上行驶,道路外侧并没有超高。因此,从直线到圆曲线之间插入缓和曲线。缓和曲线的半径由渐变为圆曲线半径R,超高由0渐变为圆曲线设计的超高。缓和曲线可用螺旋线、三次抛物线等空间曲线来设置。我国采用螺旋线作为缓和曲线。
如图23所示,直线与缓和曲线的连接点称为直缓点(ZH);缓和曲线与圆曲线的连接点称为缓圆点(HY);曲线的中点称为曲中点(QZ);圆曲线与缓和曲线的连接点称为圆缓点(YH);缓和曲线与直线的连接点称为缓直点(HZ)。
有缓和曲线的圆曲线要素有线路转向角,圆曲线半径R,缓和曲线长度l0,曲
线的切线长T,曲线长L,外矢距E及切曲差q。
f图23缓和曲线
根据设计文件所给的已知条件计算出缓和曲线要素和逐桩坐标。
设计文件所给已知条件:交点坐标及里程,曲线半径R,缓和曲线长l0,转
向角。
1曲线要素计算:
由转向角,半径R,缓和曲线长l0计算曲线要素T,L。
TmRPta
2
L
R
180
l0
ml03240R2
Pl0224R
由交点里程,切线长T和曲线长L计算曲线主点里程:
ZH里程JD里程切线长T
(27)
HY里程ZH里程缓和曲线长l0
QZ里程ZH里程L2
YH里程ZH里程曲线长L缓和曲线长l0
HZ里程ZH里程曲线长L
f图24缓和曲线
2ZH点与HZ点坐标计算:由已知条件和计算出的曲线要素T、L用极坐标法求出ZH和HZ点坐
标。
①ZH点坐标计算:
由JD1、JD2的坐标反算JD2JD1的坐标方位角JD2JD1;
XZHYZH
XJD2YJD2
T
Tcsi
osJD2JD1JD2JD1
(28)
②曲线要素T、L、HZ点坐标计算:
由JD2、JD3的坐标反算JD2JD3的坐标方位角JD2JD3;
坐标反算示例:
XHZYHZ
XJD2YJD2
T
Tcsi
osJD2JD3JD2JD3
(29)
假设JD1坐标(2000,2000),JD2坐标(1000,1000)
那么JD2到JD1的坐标方位角为:
x20001000y20001000
JD2JD1
arcta
x180y
3未知里程点P在ZHHY上的坐标,方位角的计算:
(210)
f图25缓和曲线段
xp
ll540R2l02
l9
3456R4l04
l13
599040R6l06
yp
l36Rl0
l7336R3l03
l942240R5l05
l11
9676800R
7
l
70
lDKPDKZH
(211)
yP为过P点做直线ZHJD的垂线距离,xP为ZH到yP直线所对应的垂
足的距离。
注:曲线右偏时K值取“1”;曲线左偏时取“1”;求P点坐标:
XPXZHxPcosrkyPsi
r
YPYZHxPsi
rkyPcosr
r360ZHJD
(212)
计算P点切线方位r