缓和曲线的坐标公式及推导

2020-06-03 11:22

第一章 缓和曲线的坐标公式

如图1-1所示,其坐标系是以缓和曲线起点ZH为原点O,以切线为x轴,以过原点的曲线半径为 y轴。若原点O至P点的缓和曲线长度为,过P点切线与x轴的交角为β(即半径由∞变至

的中心角)。若P有微小变化至P′时,则增长

,(x,y)增长(

),

则有以下关系,

图 1-1

得,

(2-1)

由公式(常数)得知,故有

将上式代入(1-1)式中,得

(2-2)

以及的关系代入上式得

以代入上式得

(2-3)

上式即为缓和曲线上任一点直角坐标(x,y)的计算公式。

缓和曲线上任一点P的切线与x轴的交角其计算可由前面公式得

,称为缓和曲线螺旋角,或称缓和曲线角。

(弧

度) (2-4)

若将代入(2-4)及(2-3)式中,则有以下结果:

(2-5)

上式即为缓和曲线终点HZ(ZH)的坐标及螺旋角的计算公式。

第二章 圆曲线要素及计算公式

如图2-1所示,两相邻直线偏角(线路转向角)为

,选定其

图 2-1

连接曲线圆曲线的半径为R,这样,圆曲线和两直线段的切点位置ZY点、YZ点便被确定下来,我们称为对圆曲线相对位置起控制作用的直圆点ZY、圆直点YZ和曲中点QZ为圆曲线三主要点。我们称R、α以及具体体现三主要点几何位置的切线长T、曲线长L、外矢距E和切曲差(切线长和曲线长之差)D为曲线6要素。只要知道了曲线6要素,便可于实地测放出圆曲线。现将圆曲线的元素列下:

:转向角 (实地测出) R:曲率半径(设计给出)

T: 切线长(计算得出)

L:曲线长(计算得出)

D:切曲差(计算得出)

偏角是在线路祥测时测放出的,圆曲线半径R是在设计中根据线路的等

级以及现场地形条件等因素选定的,其余要素可根据以下公式计算:

第三章 偏角法测设介绍

偏角法是一种极坐标标定点位的方法,它是用偏角和弦长来测设圆曲线细部。

如图3-1所示,1,2…,,…,n为设计之详测点,邻点间距均为c,弦长c所对应的圆心角为。当放样至详测点时,可在ZY点置镜,后视JD方向,拨出偏角

,再自-1点量距C和拨出的视线方向交会,即得出点。


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