圆曲线
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如图11-4 , ZY-1曲线长为K,所对圆第三节圆曲线的详细测设§ 11— 3圆曲线的详细测设一、偏角法测设圆曲线圆曲线的主点ZY 、QZ YZ 定出后,为在地面上标定出圆曲线的形状 ,还必须进行曲线的加密 工作。
曲线点:对圆曲线进行加密,详细测设定出的曲线上的加密点。
曲线点的间距:一般规定R > 150m 时曲线点的间距为 20m 50m< R<150m 时曲线点的间距为 10m 。
R<50m 时曲线上每隔5m 测设一个细部点; 在点上要钉设木桩,在地形变化处还要钉加 桩。
曲线测设:设置曲线点的工作,常用的方法有 : 偏角法和切线支距法。
1.偏角法的测设原理:1 )偏角:即弦切角2)原理:根据偏角(31 )及弦长(c )测设曲线点。
如图11-4 :从ZY 点出发,根据偏角3 1及弦长( (ZY-1)测设曲线点1;根据偏角3 2及弦长C (1 一 2)测设曲线点2…等。
2 •偏角及弦长的计算:(1)偏角计算:原理:偏角(弦切角)等于弦所对应的圆心角的一半。
心角: 则相应的偏角 K180 * Crr *R nK 180^122R n 当所测曲线各点间的距离相等时 ,以后各点的偏角则为第一个偏角 31的累计倍数。
即:c 申K180* A^!=r =——* ------------' 2 2R 打勇=2毎> 11>2E二适....S n =诂 1 j |(2)弦长计算(如图11-4)严密计算公式:S /r _ ___ I(' -2R sill 3 sin z, c= 2A?sin {I 2 R 2I※弦弧差(弦长与其相对应的曲线长之差):弦弧差=K - C i = L i3/ (24R 2)当R=450m时,20m的弦弧差为2mm•••当R>400m时,不考虑弦弧差的影响。
由于铁路曲线半径一般很大,20m的弦长与其相对应的曲线长之差很小,就用弦长代替相应的曲线长进行圆曲线测设。
解析圆曲线坐标及其放样方法圆曲线坐标是一种特殊的几何坐标系,它是由一条曲线经过的坐标点组成的。
圆曲线是几何学中的概念,它是一种更贴近自然环境的曲线形状。
其定义是,某一点到曲线所经过的其它点的距离和曲线上某一点到原点O的距离的乘积,此乘积总是常数。
圆曲线坐标的概念是,只要点所形成的距离可以满足圆曲线坐标的定义,它们就是圆曲线坐标。
因此,可以建立一组具有该坐标定义的点,这些点就构成了一条圆曲线。
二、圆曲线坐标的放样方法圆曲线放样方法是将圆曲线上的点按照一定的规律分布以得到一个平面、立体的效果的技术方法。
通常,圆曲线放样方法分为两种:一种是空间放样法,另一种是平面放样法。
空间放样法是将圆曲线上的点放置在一个三维空间中,通过空间放样可以将一条圆曲线变成贴近自然环境的曲线形状。
这种放样方法可以得到更加真实的效果。
平面放样法是把圆曲线上的点放置在一个二维平面上,从而组成一个半圆形。
此外,还可以利用软件进行放样,把圆曲线以图像的形式在屏幕上重现出来,从而得到一个真实的效果。
三、应用圆曲线坐标及其放样方法在工程设计中有着广泛应用。
比如,由于具有平滑曲线的独特特点,它们常常被用来作为管道设计,机械设计和船舶设计等工程设计中的基础几何形状。
此外,它也被用作绘制几何图形的参数化方案,从而能够方便的计算出几何图形的形状参数,进而更加精确地绘制几何图形。
四、总结圆曲线坐标及其放样方法可以帮助我们设计出更加平滑的几何图形,从而更加真实地绘制几何图形。
此外,它还被广泛应用于工程设计中,用于管道设计、机械设计和船舶设计等工程设计中的基础几何形状。
综上所述,圆曲线坐标及其放样方法可被广泛应用到几何图形的设计和工程设计以及其它领域。
一、概述圆曲线是道路、铁路等工程中常见的曲线形式,其设计和计算对工程建设具有重要意义。
在圆曲线中,曲线元素的计算是一项关键工作,而主点里程公式则是计算圆曲线主点里程的重要方法之一。
本文将对圆曲线元素计算和主点里程公式进行介绍和分析。
二、圆曲线元素计算圆曲线的设计和建设需要对其曲率、切线角等曲线元素进行精确的计算。
曲线元素的计算是通过复杂的数学方法和公式进行的,主要包括以下几个步骤:1. 曲率半径的计算圆曲线的曲率半径是曲线的一个重要参数,它反映了曲线的弯曲程度。
曲率半径的计算是通过测量曲线的实际弧长以及曲线的夹角来完成的,具体的计算方法是利用三角函数公式来求解。
2. 切线角的计算在圆曲线的设计中,切线角是一个重要的参量,它可以影响车辆或列车在曲线上行驶时的安全性和稳定性。
切线角的计算是通过测量曲线的实际弧长和曲线的曲率半径来完成的,具体的计算方法同样是利用三角函数公式来求解。
3. 圆曲线上任意点的坐标计算在实际的工程设计中,常常需要知道圆曲线上任意点的坐标,以便进行进一步的设计和施工。
圆曲线上任意点的坐标计算是通过数学方法和几何原理进行的,其中涉及到参数方程、极坐标等数学概念和公式。
三、主点里程公式主点里程是指在道路或铁路设计中,与特定主要参考点(如桥梁、隧道等)相对应的里程值。
在圆曲线设计中,计算主点里程是确保设计和施工准确性的重要步骤。
主点里程的计算可以通过主点里程公式来完成,其具体表达式如下:主点里程 = 基准点里程 + 曲线长度 * (1 + (曲线长度 / 2 * 曲线半径)) / 2在这个公式中,基准点里程是从起始点到基准点的里程值,曲线长度是圆弧的长度,曲线半径是圆曲线的曲率半径。
四、总结圆曲线元素计算和主点里程公式是圆曲线设计中两个重要的计算方法。
通过精确的曲线元素计算和主点里程计算,可以确保圆曲线设计的精准性和可靠性。
在实际工程中,工程师和设计人员需要注意这些计算方法的细节和技巧,以保证工程建设的高质量和安全性。
圆弧平面计算P“Hu Duan(1-n)”P=1→A=0:B=0:R=90:S=0:N=34度△Fixm:{XY}:X“X=”:Y“Y=”:Pol(X-A,Y-B):J<0→J=J+360△“J”:J→DMS▲“I”:I“D(M)=”:O= I - R▲正值圆内走,负值圆外走V=J-N:V<0→V=J+360-N△“V”:V→DMS▲“ZH=”:Q=S+RV兀/180备注:A/B圆心坐标,R半径,S起点桩号,N圆心到起点的方位角;D水平偏差,V测点到起点弧段所对的圆心角,ZH测点的实际桩号。
圆弧坡面计算P“Hu Duan(1-n)”P=1→A=0:B=0:R=90:S=0:N=34度△:C=1335.13:F=1.75Fixm:{XYH}:X“X=”:Y“Y=”:H“H=”:Pol(X-A,Y-B):J<0→J=J+360△“J”:J→DMS▲“I”:I“D(M)=”:O=Abs (I-R) – Abs (H-C)F▲负值圆内走,正值圆外走“HP(M)=”:T=Abs (O/F-H) -H▲负值圆外走,正值圆内走V=J-N:V<0→V=J+360-N△“V”:V→DMS▲“ZH=”:Q=S+RV兀/180备注:A/B圆心坐标,R半径,S起点桩号,N圆心到起点的方位角,C起坡高程,F坡比;D水平偏差,HP高程偏差(其重力方向),V测点到起点弧段所对的圆心角,ZH测点的实际桩号。
注:程序不完善,同一弧段需分左右起坡半径(做两个弧段算);圆心角(V)注意判断其象限及前进方向以确定其转换条件。
已知角度求偏差(YZJD —QPC)A ”X0” :B ”Y0” : J ”J” : X ”X” : Y ”Y”“D(M)=”- ((X-A) Sin J - (Y-B) Cos J▲平距偏差左“-”右“+”L= (X-A) Cos J + (Y-B) Sin J▲起算点至实测点桩号注:输入时已知量与变量同时输入,同一已知量算多个点时注意把已知量改变。
一、圆曲线坐标计算公式β=180°/π×L/R(L= βπR/180°)弧长公式β为圆心角△X=sinβ×R△Y=(1-cosβ) ×RC= 弦长X=X1+cos (α±β/2)×CY=Y1+sin (α±β/2)×Cβ代表偏角,(既弧上任一点所对的圆心角)。
β/2是所谓的偏角(弦长与切线的夹角)△X 、△Y 代表增量值。
X 、Y 代表准备求的坐标。
X1、Y1代表起算点坐标值。
α代表起算点的方位角。
R 代表曲线半径二、缓和曲线坐标计算公式β= L2/2RLS ×180°/πC= L - L5/90R2L S 2X=X1+cos (α±β/3)×CY=Y1+sin (α±β/3)×C L 代表起算点到准备算的距离。
LS 代表缓和曲线总长。
X1、Y1代表起算点坐标值。
三、直线坐标计算公式X=X1+cosα×LY=Y1+sinα×LX1、Y1代表起算点坐标值α代表直线段方位角。
L 代表起算点到准备算的距离。
1)左右边桩计算方法X 边=X中+cos(α±90°) ×LY 边=Y中+sin(α±90°) ×L在计算左右边桩时,先求出中桩坐标,在用此公式求左右边桩。
如果在线路方向左侧用中桩方位角减去90°,线路右侧加90°,乘以准备算的左右宽度。
例题:直线坐标计算方法α(方位角)=18°21′47″DK184+714.029,求DK186+421.02里程坐标X1=84817.831 Y1=352.177 起始里程解:根据公式X=X1+cosα×LX=84817.831+COS18°21′47″×(86421.02—84714.029)=86437.901Y=Y1+sinα×LY=352.177+sin18°21′47″×(86421.02—84714.029)=889.943求DK186+421.02里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86437.901+cos(18°21′47″- 90°) ×3.75=86439.082Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=889.943+sin(18°21′47″- 90°) ×3.75=886.384线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86437.901+cos(18°21′47″+ 90°) ×7.05=86435.680Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=889.943+sin(18°21′47″+90°) ×7.05=896.634四、例题:缓和曲线坐标计算方法α(ZH点起始方位角)=18°21′47″X1=86437.901 Y1=889.941 起始里程DK186+421.02曲线半径2500 缓和曲线长120m求HY 点坐标, 也可以求ZH 点到HY 点任意坐标解:根据公式β=L2/2RLS×180°/πβ={1202/(2×2500×120) }×(180°/π)= 1°22′30.36″C=L-L5/90R2LS2C=120-1205/(90×25002×1202)=119.997X=X1+cos(α±β/3)×CX=86437.901+cos(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=86552.086Y=Y1+sin(α±β/3)×CY=889.941+sin(18°21′47″-1°22′30.36″/3)×119.997=926.832求DK186+541.02里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=86553.182Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)- 90°}×3.75=923.246线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=86552.086+cos{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=86550.026Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=926.832+sin{(18°21′47″-1°22′30.36″)+ 90°}×7.05=933.574缓和曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 18°21′47″-1°22′30.36″=16°59′16.64″注:缓和曲线在计算坐标时, 此公式只能从两头往中间推, 只能从ZH 点往HY 点推,HZ 点往YH点推算, 如果YH 往HZ 点推算坐标, 公式里的β为β2/3.五、例题:圆曲线坐标计算方法α(HY点起始方位角)= 16°59′16.64″X1=86552.086 Y1=926.832曲线半径2500 曲线长748.75 起始里程DK186+541.02求YH 点坐标, 也可以求QZ 点坐标或任意圆曲线一点坐标. 解:根据公式β=180°/π×L/Rβ= 180°/π×748.75/2500=17°09′36.31″△X=sinβ×R△X=sin17°09′36.31″×2500=737.606△Y=(1-cosβ) ×R△Y=(1-cos17°09′36.31″) ×2500=111.290C= 弦长C=745.954X=X1+cos(α±β/2)×CX= 86552.086 +cos(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=87290.023 Y=Y1+sin(α±β/2)×CY=926.832+ sin(16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″/2) ×745.954=1035.905圆曲线方位角计算方法α=(起始方位角±β偏角)= 16°59′16.64″+360°-17°09′36.31″=359°49′40.33″求DK187+289.77里程左右边桩, 左侧3.75m, 右侧7.05m. 解:根据公式线路左侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=87290.023+cos(359°49′40.33″-90°) ×3.75=87290.012 Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=1035.905+sin(359°49′40.33″-90°) ×3.75=1032.155线路右侧计算:X 边=X中+cos(α±90°) ×LX 边=87290.023+cos(359°49′40.33″+90°) ×7.05=87290.044 Y 边=Y中+sin(α±90°) ×LY 边=1035.905+sin(359°49′40.33″+90°) ×7.05=1042.955。
圆曲线放样方法及步骤
圆曲线放样方法及步骤如下:
1.确定圆曲线的几何参数。
包括曲线起点坐标、曲线终点坐标、曲
线半径和曲线方向。
2.根据圆曲线的几何参数,计算出曲线的圆心坐标。
3.将曲线按等分的方式进行分段。
确定放样点的数量和位置。
4.根据放样点的数量。
计算出每个放样点之间的曲线长度。
5.以曲线起点为原点,建立直角坐标系。
并将仪器安置于圆曲线起
点上,后视JD点,并将水平度盘置于零,拨角∠PB1,在此方向上量取d1,得1点。
6.再拨角∠PB2,钢尺零点对准1点,以d为半径,摆动钢尺到经
纬仪方向线上,得2点。
7.再拨角∠PB3,钢尺零点对准2点,以d为半径,摆动钢尺到经
纬仪方向线上,得3点。
8.依此类推,直到放样完成。
圆曲线最小半径的分类
圆曲线最小半径包括以下几类:
1. 一般最小半径:这是指在一般情况下,为了保证车辆行驶的安全和舒适,所规定的圆曲线最小半径。
2. 极限最小半径:这是指在某些特殊情况下,如道路陡峭、曲线急弯等,为了保证车辆安全通过,所规定的圆曲线最小半径。
3. 不设超高的最小半径:这是指在不设置道路超高的情况下,为了保证车辆行驶的稳定性,所规定的圆曲线最小半径。
不同类型的圆曲线最小半径适用于不同的道路条件和车辆行驶需求,是道路设计和建设的重要参数。
圆曲线、缓和曲线的作用
圆曲线和缓和曲线在工程和交通领域中起着非常重要的作用。
它们被用来平滑道路、铁路和轨道系统的转弯,以及在工程设计中用来平滑变化的曲线和曲线之间的连接。
以下是它们的作用:
1. 减少车辆或列车的离心力,圆曲线和缓和曲线的主要作用是减少车辆或列车在转弯时产生的离心力。
这有助于提高车辆或列车在转弯时的稳定性和安全性。
2. 提高行驶舒适性,曲线的平滑过渡可以减少车辆或列车在转弯时的颠簸和摇晃,从而提高乘客的舒适性和减少疲劳。
3. 减少轮胎/轨道磨损,通过使用圆曲线和缓和曲线,可以减少车辆或列车在转弯时对轮胎或轨道的磨损,延长设施的使用寿命并降低维护成本。
4. 提高运输效率,平滑的曲线过渡可以减少车辆或列车在转弯时的速度变化,从而提高运输系统的效率和准时性。
5. 安全性,圆曲线和缓和曲线设计合理可以减少交通事故的发
生,提高道路和铁路系统的安全性。
总的来说,圆曲线和缓和曲线的作用是为了提高交通运输系统的安全性、舒适性和效率,减少设施的磨损和维护成本。
它们在道路和铁路设计中起着至关重要的作用,是现代交通工程不可或缺的一部分。
简述圆曲线半径的类型及适用条件在数学和物理学中,圆曲线是一种常见的曲线形式。
圆曲线半径的类型和适用条件是圆曲线研究的重要内容。
本文将对圆曲线半径的类型和适用条件进行简述。
下面是本店铺为大家精心编写的3篇《简述圆曲线半径的类型及适用条件》,供大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
《简述圆曲线半径的类型及适用条件》篇1一、圆曲线半径的类型圆曲线半径是指圆曲线上某一点的曲率半径。
根据圆曲线的曲率性质,圆曲线半径可以分为以下几种类型:1. 常数半径圆曲线:其半径为一个常数,即在圆曲线上所有点的曲率半径都相等。
2. 变量半径圆曲线:其半径为一个变量,即在圆曲线上不同点的曲率半径不同。
3. 径向变量半径圆曲线:其半径是一个径向变量,即在圆曲线上不同点的曲率半径与该点到圆心的距离有关。
4. 切向变量半径圆曲线:其半径是一个切向变量,即在圆曲线上不同点的曲率半径与该点处的切线方向有关。
二、圆曲线半径的适用条件圆曲线半径的适用条件主要取决于圆曲线的曲线形式和应用场景。
以下是一些常见的适用条件:1. 常数半径圆曲线适用于圆形、椭圆形等曲线,其半径为一个常数,适用于各种曲线形式。
2. 变量半径圆曲线适用于一些复杂的曲线形式,如螺旋线、花瓣曲线等,其半径随着曲线的变化而变化。
3. 径向变量半径圆曲线适用于一些具有径向对称性的曲线形式,如行星轨道、太阳系天体运动等,其半径随着距离圆心的距离的变化而变化。
4. 切向变量半径圆曲线适用于一些具有切向对称性的曲线形式,如涡旋、龙卷风等,其半径随着切线方向的变化而变化。
圆曲线半径的类型和适用条件是圆曲线研究的重要内容。
《简述圆曲线半径的类型及适用条件》篇2圆曲线半径是一种用于描述圆曲线的参数,它通常用于计算机图形学、数学和物理学等领域。
圆曲线半径有多种类型,每种类型都有其适用条件。
1. 常数半径:常数半径是指在圆曲线上,所有点的半径都相等的情况。
常数半径适用于圆曲线上的点是等距离分布的情况,例如圆形、正多边形等。
圆曲线主点桩号计算公式
圆曲线的主点桩号计算公式是根据圆曲线的要素来确定的。
主
要要素包括圆曲线的半径(R)、切线长(T)、切线偏角(Δ)、
切线长与半径的比值(T/R)以及切线偏角的正弦值(sinΔ)。
根据这些要素,可以使用以下公式来计算圆曲线的主点桩号:
主点桩号 = 前一点桩号 + 切线长(T/R)× sinΔ。
其中,前一点桩号是圆曲线起点的桩号,切线长是起点切线与
终点切线之间的距离,T/R是切线长与圆曲线半径的比值,sinΔ是
切线偏角的正弦值。
需要注意的是,这个公式适用于圆曲线的计算,对于其他类型
的曲线,可能需要使用不同的计算公式。
此外,还有一些其他的计算公式和方法可以用于圆曲线的计算,例如根据圆曲线的全长和切线长来计算主点桩号等。
具体选择哪种
方法取决于实际情况和计算要求。
总之,圆曲线的主点桩号计算公式是根据圆曲线的要素来确定的,通过合适的公式和计算方法,可以准确地计算出主点桩号。
不设置缓和曲线的情况下,圆曲线的长度会根据设计速度、圆曲线半径、以及曲线长度等因素而变化。
首先,缓和曲线是公路设计中的一个重要概念,它主要用于在直线段和曲线段之间进行平滑过渡。
在设置缓和曲线时,圆曲线长度通常会考虑车辆在曲线上行驶时的行驶半径、车辆速度以及缓和曲线的设置长度等因素。
如果不设置缓和曲线,那么车辆在曲线上行驶时的过渡就会更加直接,这可能会影响到车辆的行驶轨迹和稳定性。
在这种情况下,圆曲线的长度就需要根据车辆的速度、曲线的半径等因素进行计算。
具体来说,圆曲线的长度可以通过以下公式进行计算:L = v * T,其中L是圆曲线的长度,v 是设计速度(通常以km/h为单位),T是曲线所对应的圆心角。
这个圆心角通常会根据曲线的半径进行计算。
需要注意的是,这个公式只是一种近似计算方法,具体的圆曲线长度可能会因为各种因素的影响而有所不同,例如地形、土壤条件、桥梁结构等等。
另外,如果圆曲线长度过长,还需要考虑一些特殊情况。
例如,如果圆曲线长度超过了某个极限值(通常是根据设计规范确定的),那么就需要考虑设置反向弯道或弯道缓和曲线来改善车辆的行驶体验和安全性。
总的来说,不设置缓和曲线的情况下,圆曲线的长度需要综合考虑车辆速度、行驶半径、曲线半径、以及特殊情况等因素。
在进行公路设计时,需要根据实际情况进行计算和调整,以确保车辆行驶的安全性和舒适性。
圆曲线测设实验报告1. 引言圆曲线是土木工程中常见的曲线形状,用于道路、铁路等工程的设计和建设。
圆曲线测设实验是为了确定圆曲线的具体参数,包括曲线半径、切线长、中线长等。
本实验报告将详细介绍圆曲线测设实验的目的、原理、步骤和结果分析。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过测量和计算,确定给定圆曲线的各个参数,包括曲线半径、切线长、中线长等。
通过实验可以加深对圆曲线的理解,并掌握测设圆曲线的方法和技巧。
3. 实验原理圆曲线是一种平面曲线,由于其形状特殊,常用来连接两个直线段,并使两个直线段之间的转弯平滑过渡。
圆曲线的形状由曲线半径决定,曲线半径越小,曲线的弯曲程度越大。
在实验中,我们使用了转角仪进行测量,转角仪是一种用于测量角度的仪器。
通过在圆曲线上设置一系列测量点,测量相邻两个测量点之间的转角,然后根据转角计算出曲线半径、切线长和中线长等参数。
4. 实验步骤4.1 准备工作1.确定实验地点,并进行必要的场地准备。
2.检查转角仪的状态,确保其正常工作。
4.2 设置测量点1.根据实际需要,确定需要设置的测量点的数量和位置。
2.使用测量工具在地面上标出测量点的位置。
4.3 进行转角测量1.将转角仪放置在第一个测量点上,并调整仪器使其水平。
2.记录转角仪的初始读数。
3.依次将转角仪移动到下一个测量点上,并记录每个测量点的转角读数。
4.4 计算参数1.根据转角读数计算曲线半径。
2.根据曲线半径计算切线长和中线长。
5. 实验结果分析根据实际测量数据和计算结果,可以得到给定圆曲线的各个参数。
通过对结果的分析,可以评估实验的准确性和可靠性。
6. 结论通过本次实验,我们成功测量并计算了给定圆曲线的各个参数。
实验结果表明,测设圆曲线的方法和技巧是可行和有效的。
同时,我们也发现了一些改进的空间,例如在测量过程中应注意仪器的精确度和稳定性,以提高测量结果的准确性。
参考文献[1] 圆曲线测设实验方法与原理,土木工程实验教材,2010.。
文献综述一、圆曲线的详细测设在各类线路工程弯道处施工,常常会遇到圆曲线的测设工作。
目前,圆曲线测设的方法已有多种,如偏角法、切线支距法、弦线支距法等。
然而,在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小,以及测设时仪器和工具情况等因素而定。
另外,上述的几种测设方法,都是先根据辅点的桩号(里程)来计算测设数据,然后再到实地放样。
因此,在实际工作中利用上述传统测设方法,有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点(如不通视或量距不便等),或放样出的辅点处无法设置标桩。
在本次毕业设计的论文课题中介绍的几种圆曲线测设的新方法,不仅计算简单、测设便捷,而且可在不需要知道曲线上某点里程的情况下进行,从而避免了按预先给定的曲线点反算的测设数据放样不通视而转站的麻烦。
同时,利用本文介绍的新方法,还可以根据线路工程施工进度的要求,灵活地选择性地放样出部分曲线;也可以用于快速地确定曲线上某一加桩的位置;若用于线路验收测量,则更加方便,验测结果更具有代表性、更可靠。
二、全站仪在任意站测设圆曲线及方法交点偏角法测设方法用全站仪任意站测设圆曲线,安置一次仪器就能完成全部工作。
虽然外业计算麻烦,但对于不能设站的转点,可谓方便灵活。
但它的不足之处仍然是计算烦锁,对于不熟悉内业的外业工作者,很难实际操作。
如果利用一些程序计算器,编制输入:AB 的四组坐标和半径、九个数据的程序,可迅速得出放样数据,简化了外业工作。
为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。
由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相对闭合差。
因为,用相对闭合差来衡量是不合理的。
由于GPS接收机的固定误差,相位中心偏差以及观测时的对中误差均在1mm~5mm之间,对于几十米的短边,其相对闭合差值势必较大。
3)平面控制网的设计主要考虑独立基线的选择以及异步闭合环的设计,要考虑构成尽可能多的闭合图形,并将网中处于边缘的观测点用独立基线连接起来,形成封闭图形。
同理,采用上述思路,也可测设缓和曲线。
在道路、渠道、管线等工程建设中,受地形、地质等条件的限制,线路总是不断转向。
为使车辆、水流等平稳运行或减缓冲击,常用圆曲线连接,因而圆曲线测设是线路测设的重要内容。
在公路、铁路的路线圆曲线测设中,一般是在测设出曲线各主点后,随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。
其测设的方法很多,诸如偏角法、切线支距法、弦线支距法、延弦法等。
这些方法有一个共同点:均是在定测阶段放样出的线路交点处设站,以路线后视方向定向,在实地定出曲线主点,然后将仪器置于曲线主点(一般是在曲线起点)处,以路线交点为后视方向定向,进行圆曲线详细测设。
这些方法在实际施测过程中,由于各种地形条件的限制以及施测方法的特点,可能会出现以下三种情况:(1)在曲线主点处无法设站。
(2)后视方向太近,定向不准。
(3) 误差积累较大。
为此,在交点可以设站的情况下,可以采用一种新的测设方法—交点偏角法。
本文提出的交点偏角法详细测设圆曲线方法,从上述的计算,测设的方法得知,它具有以下优点:(1)计算方便、工作量省、易于实现公路测量的自动化。
从上述公式推导得知,只要知道待测设点至圆曲线中点间的弧长,便可计算出测设所需的数据;而且上述情况 1.1和 1.2的计算偏角和待测设点至交点水平距离公式相同,只是外矢距的计算方法不同,容易通过计算机语言编程实现公路测量的自动化。
另外,本方法不需在圆曲线主点重新设站,可以在测设圆曲线主点时,同时进行圆曲线详细测设,故工作量省。
(2)测设方法简易、易于达到较高的测设精度。
一般的测设方法是在交点处设站测设出圆曲线的主点后,再在ZY(或YZ)点设站,以交点方向定向进行圆曲线细部测设。
由于圆曲线主点难免会存在误差,因此测设出的圆曲线误差会更大;而且在主点设站,后视方向可能较近,定向不准。
而交点偏角法只需在交点设站,以线路后视方向定向,容易达到较高的测设精度。
目录前言‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3开题报告‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4文献综述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9第一章缓和曲线的坐标公式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13第二章圆曲线要素及计算公式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16第三章偏角法测设介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18第四章圆曲线要素计算及测设‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20第一节仪器安置在ZY点上的施测法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20第二节全站仪安置在QZ点上施测法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24第三节全其它施测法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥26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,故有则将上式代入(1-1)式中,得即(2-2)以及的关系代入上式得即以代入上式得(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,称为缓和曲线螺旋角,或称缓和曲线角。
其计算可由前面公式得(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。
图3-1若弦长c所对应的弧长为C′,可根据弦切角等于其所对应圆心角之半求出各点的偏角:实际作业中,有时为了测量和施工的方便,一般要求圆曲线详测点的里程尾数为选定弧长C′的整数倍。
但ZY点、YZ点及QZ的里程尾数却不一定为C′的整数倍,这样在曲线的两端则出现小于C′的分弦。
第四章圆曲线要素计算及测设根据提供资料,=40º20′(右),R=100米,转角点JD的桩号为K3+135.12,用偏角法测设各桩点(规定桩距为20米)。
切线长:曲线长:外矢距:切曲差:经计算,T=36.73L=70.40 E=6.53根据JD的桩号为K3+135.12,则:JD桩号K3+135.12-) T 36.73ZY桩号 K3+098.39+) L 70.40YZ桩号 K3+098.39-) L/2 35.20QZ桩号 K3+133.59+) D/2 1.53JD桩号 K3+135.12所以,经计算交点的里程与校核计算相符。
第一节仪器安置在ZY点上的施测法一、在ZY点上施测法11.计算根据转折角和半径R及交点桩计算三主点的桩号为:ZY:K3+098.39;QZ :K3+133.59 ;YZ:K3+168.79。
因ZY点的里程为3+098.39,在曲线上,它前面最近的整里程为3+100.00,所以起始弧长=(3+100)-(3+098.39)=1.61(m)。
又因点YZ点的里程为3+168.79,在曲线上,它后面最近的里程为3+160.00,弧长=(3+168.79)-(3+160.00)=8.79(m)。
现将计算的偏角值到列表如表4-1,供测设时使用。
为检查计算有无错误,可与总偏角核对。
本次研究课题中的总偏表 4-1角为=20º10′00″,与计算之总偏角20º10′05″相差05″,这是因为偏角表计算至秒为止,秒后数值四舍五入所造成的误差,与测量精度无影响,属容许误差。
2、施测方法:如图4-1所示,将仪器安置在ZY点上,全站仪显示对准0º0′0″,后视JD,然后旋转望远镜,拨至第一桩点K3+100.00的偏角0º27′40″,从ZY点起沿此方向量出第一段曲线长 1.61米相应的弦长,定出第一桩点。
再拨至第二桩点K3+120.00的偏角6º11′26″,从第一桩点量出第二段曲线长20米相应的弦长,交出第二桩点。
依此法逐一测设曲线间所有各桩点。
图4-1核对方法:用偏角法测至YZ点,如与预先测得YZ点位置相同,则说明施测之曲线正确。
二、在ZY点上施测法2置仪器于ZY点上,也可用曲线内第一整桩点作为累计偏角的起始点进行施测。
1、计算同前所计算,第一段曲线长为 1.61米,相应的偏角为0º27′40″,现将计算的偏角值到列表如表4-2。
表 4-2检查方法按总偏角核对,该课题的总偏角为=20º10′00″,与计算之总偏角19º42′25″+0º27′40″=20º10′05″相差05″,属容许误差。
2、施测方法将仪器安置在ZY 点上,全站仪显示对准359º32′20″后视JD ,然后旋转望远镜,拨角度0º27′40″则全站仪显示对在0º0′0″上,从ZY 点起沿此方向量出第一段曲线长1.61米相应的弦长,定出第一桩点。
再拨至第二桩点K3+120.00的偏角5º43′46″,从第一桩点量出第二段曲线长20米相应的弦长,交出第二桩点。
依此法逐一测设曲线间所有各桩点。
核对方法同前。
此法优点是第一桩点后各桩点,特别是查桩点的偏角查算简单。
第二节 全站仪安置在QZ 点上施测法一、全站仪安置在QZ 点上施测法1此法以QZ 点为计算起点,算出各桩点偏角。
1、计算表4-3检查方法按核对时,此时=10º05′00″,ZY偏角为360º00′00″-349º54′58″=10º05′02″,YZ偏角为10º05′03″,属容许误差。