高等级公路路线设计中超高缓和段设置的分析
- 格式:doc
- 大小:33.50 KB
- 文档页数:5
公路缓和曲线知识与计算公式未知2010-04-04 17:34:42 本站一、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形 , 是道路平面线形要素之一。
1 .缓和曲线的作用1 )便于驾驶员操纵方向盘2 )乘客的舒适与稳定,减小离心力变化3 )满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车4 )与圆曲线配合得当,增加线形美观2 .缓和曲线的性质为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的 0 °均匀地增加到圆曲线上。
S=A2/ρ( A :与汽车有关的参数)ρ=C/s C=A2由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。
3 .回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。
令:ρ=R , l h=s 则 l h=A2/R4 .缓和曲线最小长度缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。
缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1 )根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。
a1=0,a2=v2/ ρ ,a s= Δ a/t ≤ 0.62 )依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度 (t=3s)3 )根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。
4 )从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在 3°—— 29°之间,视觉效果好。
《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。
5 .直角坐标及要素计算1 )回旋线切线角( 1 )缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。
1.超高的过渡方式由于本设计的道路等级为高速公路,所以超高的过渡为有中间带道路的超高过渡。
有中间带的道路行车道,在直线路段的横断面均为以中间带为脊向两侧倾斜的路拱。
路面要由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾斜的超高形式,外侧逐渐抬高,在抬高过程中,行车道外侧是绕中间带旋转的,若超高横坡度等于路拱横坡,则直至与内侧横坡相等为止。
本设计采用的是绕中央分隔带边缘旋转。
2.超高过渡段长度的确定(1) 超高缓和段的长度按下式计算:p iL c∆=/ B式中:cL——超高缓和段长度(m);β——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);i∆——超高坡度与路拱坡度的代数差,%P ——超高渐变率,即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间的相对坡度;为了行车的舒适,超高过渡段应不小于按上式计算的长度。
但从利于排除路面降水而考虑,横坡度由2%过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/200,即超高不该设置的太长。
一般情况下,在确定缓和曲线长度时,已经考虑了超高过渡段所需的最短长度,故一般取超高过渡段长度L与缓和曲线长度s L相等。
c本设计中,圆曲线半径均小于不设超高的最小圆曲线半径,因此都设置了超高过渡段。
3、资料整理已知本路段在一般地区设计为高速四车道,设计速度为100km/h,R分别为1500m、1600m、转角左为29°46′53.9″,转角右为22°58′40.2″,缓和曲线Ls分别为250 m、220 m,路拱横坡度为2%。
3.1、公路超高渐变值3.2、圆曲线和超高值3.3、各公路等级路基宽度计算其超高过渡段长度。
平曲线半径R =1500m 。
高速公路该公路设计速度100km/h ,由R=1500 m ,s L =250 m 可知超高值为3%,故采用绕中央分隔带边缘旋转,超高渐变率取1/225,旋转轴边缘至行车道边缘(若有路缘带,至路缘带边缘)。
即据规范确定路拱横坡%2=g i ,土路肩坡度为%3=j i ,由此确定缓和段曲线长度:25.146225/1%)2%3(13'=+⨯=∆⨯=PiC B L 取150m缓和曲250=S L >150=C L 取250=S L 时,横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡3%的超高渐变率:3841250%)2%3(131=+⨯=P <3301 又因为不设超高的半径为4000,此点距ZH 点距离为:L=75.934000250150040002=⨯=A 根据此条件确定的超高缓和段长度为:250-93.75=156m ,此时横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡(2%)时的超高渐变率: P= 2401156%)2%3(13=+⨯>3301(2) 计算各桩号处超高值:b j1j2b B1b b 1Bb j2j1b 图3.4 超高计算点位置图图中: B ——行车道宽度;1b ——内侧路缘带; 2b ——外侧路缘带;1j b ——硬路肩宽度; 2j b ——土路肩宽度; g i ——路拱横坡度; j i ——土路肩横坡度;c i ——超高横坡度。
程序使用说明Fx9750、9860系列程序包含内容介绍:程序共有24个,分别是:1、0XZJSCX2、1QXJSFY3、2GCJSFY4、3ZDJSFY5、4ZDGCJS6、5SPJSFY7、5ZDSPFY8、5ZXSPFY9、6ZPJSFY 10、7ZBZFS 11、8JLHFJH 12、9DBXMJJS13、9DXPCJS 14、9SZPCJS 15、GC-PQX 16、GC-SQX17、PQX-FS 18、PQX-ZS 19、ZD-FS 20、ZD-PQX21、ZD-SQX 22、ZD-ZS 23、ZDSP-SJK 24、ZXSP-SJK其中,程序2-14为主程序,程序15-24为子程序。
每个主程序都可以单独运算并得到结果,子程序不能单独运行,它是配合主程序运行所必需的程序。
刷坡数据库未采用串列,因为知道了窍门,数据库看起很多,其实很少。
程序1为调度2-8程序;程序2为交点法主线路(含不对称曲线)中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序;程序3为主线路中边桩高程计算及路基抄平程序;程序4为线元法匝道中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序;程序5为匝道线路中边桩高程计算及路基抄平程序;程序6为任意线型开口线及填筑边线计算放样程序;程序7专为主线路开口线及填筑边线计算放样程序,只需测量任意一点三维数据,即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量;程序8专为匝道线路开口线及填筑边线计算放样程序,只需测量任意一点三维数据,即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量;程序9为桥台锥坡计算放样程序;程序10为计算两点间的坐标正反算程序;程序11为距离后方交会计算测站坐标程序;程序12为任意多边形面积周长计算程序;程序13为导线近似平差计算程序;程序14为水准近似平差计算程序;程序2-8所用数据库采用的串列,匝道用的File 1;主线用的File 2。
第一步:先用Excel按照文字说明输入完整条线路对应数据;第二步:保存为CSV格式,然后设置单元格格式、数字格式、科学计数、小数位数设置10位以上并保存;第三步:用FA-124导入,匝道数据列表文件选择“File 1”,主线数据列表文件选择“File 2”。
缓和曲线超高段计算超高横坡计算公式:I=Abs(B-A)*2E/Q-E ① I=[Abs(B-A)-Q](D-E)/(C-Q)+E ②F=H+LIT=H-ELI———缓和曲线内任一横断面超高横坡度(I的正负,抬高边为正,降低边为负);B———缓和曲线超高段内任一点里程桩号;A———缓和曲线起点ZH或终点HZ的里程桩号;E———直线段路拱横坡度,输入时不考虑符号取正值;C———缓和曲线长度(M);D———最大超高段设定的最大超高横坡度,取正值;Abs———绝对值符号;Q———缓和曲线起(终)点至超高变坡临界面距离,Q=2E/(E+D)*CL———为半幅路宽程序清单:CGHP(文件名)Lb1 0:E:D:C:A:L:{BH}:B≤0=> Goto 2⊿Q=2E/(E+D)*C:Abs(B-A)> Q=> Goto 1⊿I=Abs(B-A)*2E/Q-E◢F=H+LI◢T=H-EL ◢Goto 0⊿(计算ZH 或HZ至Q之间缓和曲线上任一点超高横坡度及左右边桩F、T之高程,注意须输入与边桩同横断面的中桩高程-中桩高程另算)Lb1 1:I=(Abs(B-A)-Q)(D-E)/(C-Q)+E◢F=H+LI◢T=H-IL ◢Goto 0⊿(计算Q至HY或YH之间缓和曲线上任意一点超高横坡度及左右边桩之高程,L为半幅路宽,单位为M)Lb1 2:{EDCAL}:Goto 0 注:输入B≤0重新开始竖曲线计算公式:G=H-CP+ZF(T-Abs C)2/2R程序清单:SHXGC(任意) 内容:Lb1 0:H:B:R:I:J:{L}:T=R•Abs(J-I)/2:C=B-L:F=1:I>J =>F=-1⊿L≤0=>{HBRIJ}:Goto 0:≠> L< B-T =>Z=0:P=I ≠> L< B+T =>Z=1:P=J ≠>Z=0:P=J⊿⊿⊿G=H-CP+ZF(T-Abs C)2/2R注:输入L≤0重新开始H——为变坡点高程:B——为变坡点桩号:L——为待求点桩号:I、J为坡度:T为切线长=R•α/2=R(i1-i2)/2公路工程缓和曲线超高段竖曲线程序(FX —4850P)程序名“18.E2”LbI0:E“E(O)”:D“D(O)”:C“C(——)m”:“A(ZH、HZ)K 0 m”:L“L(—·—)m”“—JD—”:{BH}:B“B(Ki)m”:H“H(—H—)I”:“—JH—”:B≤0=>Goto 2:Q=2E÷(E+D)×C:Abs(B-A)>Q=> Goto 1△(计算ZH或HZ至Q之间距离)“I(i)=”:Fix4:I=Abs(B-A)×2E÷Q-E▲Fix3:“F(·—H)m=”F=H+LI▲“T(H—·)m=”:T=H-EL▲Goto0△(计算ZH或HZ至Q之间缓和曲线上任一点超高横坡度及左、右边桩F、T高程)LbI1:“I(i)=”:Fix4:I=(Abs(B-A)- Q)(D-E)÷(C-Q)+E▲”Fix3:“F(·—H)m=”:F=H+LI▲“T(H—·)m=”:T=H-EL▲Goto(计算Q至HY或YH之间缓和曲线上任一点超高横坡度及左、右边桩之高程,L为半幅路宽,单位为米)LbI2:I:{EDCAL}:“— END —”Goto 0△一、符合说明E(O)?输入直线段路拱坡度,不考虑符号取正值D(O)?输入最大超高段设定的最大超高横坡取正值C(——)m?输入缓和曲线长度A(ZH、HZ)K 0 m?输入缓和曲线起点ZH或终点HZ的里程(桩号)L(—·—)m?输入半幅路宽B(Ki)m?输入所求点里程(桩号)H(—H—):?输入所求点中桩高程I(i)=计算所求点中桩的横坡高F(·— H)m=计算所求点中桩的左边桩高程T(H—·)m=计算所求点中桩的右边桩高程二、计算功能1、不能计算设定的最大超高段的设定超高横坡段及边桩高程,此段边桩高程需另行计算。
铁路缓和曲线超高设置的分析【摘要】针对目前铁路缓和曲线直缓(或缓直)、缓圆(或圆缓)点超高设置不合理的做法,按照铁路相关设计规范要求,在直线型超高顺坡的基础上,通过对缓和曲线外轨断面的设置,改善轮轨接触状态,提高动力响应。
【关键词】超高顺坡;竖曲线;缓和曲线超高设置【 Abstract 】 In view of the present railway easement curve straight slow (or slow straight), slow (slow) or circle point ultra-high set unreasonable, in accordance with the relevant railway design specification requirements, on the basis of linear high slope, through to the easement curve rail profile Settings, improving the wheel/rail contact state, improving the dynamic response。
【 Key words 】 Ultra high slope; Vertical curve; Detente curve ultra high setting1 概述行驶在曲线轨道的机车车辆,出现一些与直线运行显著不同的受力特征,如转向力、离心力等。
为了上述力不至于突然产生和消失,需要在直线与圆曲线轨道之间设置一段曲率半径和外轨超高逐渐变化的曲线,我们称这段曲线为缓和曲线。
曲线超高是确定缓和曲线长度及曲线线间距加宽值等平面标准的主要参数,曲线超高的取值将对平面标准产生重要影响;影响列车行车速度、旅客舒适度和钢轨磨耗,甚至影响行车安全。
2 曲线超高与超高顺坡2.1 确定超高在线路曲线地段,应根据曲线半径和实测行车速度,在外股钢轨合理设置超高(允许速度大于120 km/h的线路宜按旅客的舒适条件进行检算和调整超高值)。
公路超高缓和段长度的计算公式为:Lc=B’×i/p超高横坡在超高缓和段内按三次抛物线计算:i=i1+(i2 -i1)*(3-2*(1/ Ls))*(1/ Ls)^2 (三)超高缓和段长度的确定为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅,必须设置一定长度的超高缓和段,超高的过渡是在超高缓和段全长范围内进行的。
双车道公路超高缓和段长度按下式计算:(1.4.19)式中:——超高缓和段长(m);——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);——超高坡度与路拱坡度的代数差(%);——超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘之间的相对坡度,其值见表1.4.11。
前面讲到缓和曲线,已经考虑到超高缓和段所需的最短长度。
所以一股情况下,超高缓和段与缓和曲线长度相等。
但有时因照顾到线形的协调性,在平曲线中配置了较长的缓和曲线,则超高的过渡可仅在缓和曲线某一区段内进行。
因为过小的渐变率对路面排水不利。
从利于排除路面降水考虑,横坡度由2%(或1.5%)过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/330。
(四)超高值的计算平曲线上设置超高以后,道路中线和内、外侧边线与原中线上的设计标高之高差h,应予以计算并列于“路基设计表”中,以便于施工。
这些超高值的计算公式见教材表1.4.12和表1.4.13,计算图式见教材图1.4.17和图1.4.18。
三、路基土石方调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向,以及计价土石方的数量和运量等。
通过调配合理地解决路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所“取”,挖方有所“用”,避免不必要的路外借土和弃土,以减少占用耕地和降低公路造价。
(一)土石方调配原则.1.在半填半挖断面中,应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡,然后再作纵向调配,以减少总的运输量。
2.土石方调配应尽量考虑桥涵位置对施工的影响,一般大沟不作跨越调运,同时尚应注意施工的可能与方便,尽可能避免和减少上坡运土。
一、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形,是道路平面线形要素之一。
1.缓和曲线的作用1)便于驾驶员操纵方向盘2)乘客的舒适与稳定,减小离心力变化3)满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车4)与圆曲线配合得当,增加线形美观2.缓和曲线的性质为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。
S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数)ρ=C/sC=A2由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。
3.回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。
令:ρ=R,l h=s 则 l h=A2/R4.缓和曲线最小长度缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。
缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1)根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。
a1=0,a2=v2/ρ,a s=Δa/t≤0.62)依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度(t=3s)3)根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。
4)从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在3°——29°之间,视觉效果好。
《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。
5.直角坐标及要素计算1)回旋线切线角(1)缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。
βx=s2/2Rl h(2)缓和曲线的总切线角β=l h/2R.180/л2)缓和曲线直角坐标任意一点P处取一微分弧段ds,其所对应的中心角为dβxdx=dscosβxdy=dssinβx3)缓和曲线常数(1)主曲线的内移值p及切线增长值q内移值:p=Y h-R(1-cosβh)=l h2/24R切线增长值:q=X h-Rsinβh=l h/2-lh3/240R2(2)缓和曲线的总偏角及总弦长总偏角:βh=l h/2R总弦长:C h=l h-l h3/90R2O为圆曲线的圆心,圆曲线所对圆心角(等于公路偏角)。
平曲线、超高、竖曲线、超高在线形设计时,各级公路(高速公路和一级公路除外)的视距应不小于两倍停车视距;并应根据需要,结合地形设置保证超车视距的路段。
平曲线半径:当汽车在平曲线上行驶时,所产生的横向力应不超过轮胎与路面摩阻力所允许的界限,并使驾驶员无不顺适感觉。
平曲线半径、行车速度、路面超高和横向摩阻系数[kg2]的关系式为[147-01],[kg2]其中(+)直接关系到汽车在平曲线上行驶时的安全和顺适感。
极限最小半径:是公路受到地形或地物等限制所允许采用的最小半径。
其计算的条件是:为0.10(=120公里/小时)~0.15(=40公里/小时),这时驾驶员仍感顺适;是路面超高允许最大值,一般用6%,个别用8%,特殊情况下用10%。
一般最小半径:为使公路平面线型在整体组合上不致不协调,驾驶员感到较为顺适的常用的最小半径。
这时,为0.05~0.06;为6%~8%,不用10%。
不设超高的最小半径公路的平曲线保持直线上的路拱(即不设超高),驾驶员不感到有弯道的最小半径,这时,为0.035;为-2%或-1.5%。
回头曲线:当公路需要展线以争取高程,而又受地形限制不能继续前进而须折返展线时,在折返处设转角一般大于180°的平曲线,称为回头曲线。
回头曲线因受地形限制,常采用极限甚至小于极限的最小半径。
超高:汽车在平曲线上行驶时产生离心力,设置超高,可抵消其部分离心力,使汽车不致向外倾覆。
超高值过大不利于驾驶操作和行车安全,也不利于公路养护、施工;过小则不利于排水。
专供汽车行驶的高速公路,一级公路的超高横坡度不超过10%,其他各级公路不超过8%。
在积雪寒冷地区,最大超高横坡度不超过6%。
平曲线加宽:汽车在平曲线上行驶时,后轮的轨迹在前轮的内侧,其车轮所占有宽度比在直线上的要宽,因此车道内侧应予加宽。
加宽值视车型和平曲线半径()而定,[kg2]一般可按/2计算。
式中为汽车前后轴距;如为半挂车时,可分别按牵引车和挂车的前后轴距[kg2],计算。
公路路线设计及存在的问题公路设计方法对于目前的公路安全具有重要意义,据资料表明,目前我国的公路设计还存在很大缺陷,线路设计的评价系统还不够完善。
本文主要对公路路线设计及存在的问题进行了分析探讨。
标签:公路;路线设计;注意问题改革开放以后,我国为了实现经济的提升开始大量进行公路建设,公路的建设有利于人们的出行,提高人们的生活水平。
同时,也带来了一系列的问题,水土破坏、环境破坏、环境污染、交通意外等等问题,不仅加速了周边环境的恶化,车辆的尾气排放和固体垃圾也对环境带来了很多污染。
这些问题都给公路事业的发展带来了负面影响。
因此,在公路工程建设前期,必不可少的一步操作就是方案设计,在公路工程的方案设计中,路线设计又是其中一个重要组成部分。
一、公路路线设计的基本要求1、公路路线的设计首先要保障公路的基本功能,然后需要尽量争取以较短的路线来节省投资,减少里程。
路线设计时需要先对该地区环境进行详细的考察,对地质、水文等自然条件和天气气候进行深入的了解来提出较为合理,符合实际情况的设计方案。
另外,要充分重视经济原则,首要保障技术指标。
其次,考虑工程造价,尽量选择地质稳定的地区来建造公路。
2、要全面综合考虑,先进行总体的布置,选定可能的方案进行考察,再通过科学的分析和比较缩减路线选择的范围;然后是分段安排,在总体路线落实的基础上通过分析来确定路线的基本雏形;最后是在分段安排的基础上继续并最后确定公路的路线设计方案。
3、为了保障公路的施工质量和建成后的运营质量,路线的选择应尽量避开岩层结构,尤其是在山区的岩层结构有着复杂的构造特点,难以摸清结构特点来保障施工的质量。
4、路线设计要注意对环境的保护,公路路线经过自然生态环境容易遭到破坏的地区,需要重视对山区环境的保护。
在路线设计时需要对经过区域的生态环境进行全面细致的考察和研究,需要对具体情况采取一定的生态设计,以确定施工中和建成后的环境保护得到落实。
比如野生动物迁徙的路线建立生态通道,在公路路线沿线设置绿化带等必要的措施。
一、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形,是道路平面线形要素之一。
1.缓和曲线的作用1)便于驾驶员操纵方向盘2)乘客的舒适与稳定,减小离心力变化3)满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车4)与圆曲线配合得当,增加线形美观2.缓和曲线的性质为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。
S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数)ρ=C/sC=A2由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。
3.回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。
令:ρ=R,l h=s 则 l h=A2/R4.缓和曲线最小长度缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。
缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1)根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。
a1=0,a2=v2/ρ,a s=Δa/t≤0.62)依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度(t=3s)3)根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。
4)从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在3°——29°之间,视觉效果好。
《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。
5.直角坐标及要素计算1)回旋线切线角(1)缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。
βx=s2/2Rl h(2)缓和曲线的总切线角β=l h/2R.180/л2)缓和曲线直角坐标任意一点P处取一微分弧段ds,其所对应的中心角为dβx dx=dscosβxdy=dssinβx3)缓和曲线常数(1)主曲线的内移值p及切线增长值q内移值:p=Y h-R(1-cosβh)=l h2/24R切线增长值:q=X h-Rsinβh=l h/2-lh3/240R2(2)缓和曲线的总偏角及总弦长总偏角:βh=l h/2R总弦长:C h=l h-l h3/90R2O为圆曲线的圆心,圆曲线所对圆心角(等于公路偏角)。
公路缓和曲线知识与计算公式未知2010-04-04 17:34:42 本站一、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形 , 是道路平面线形要素之一。
1 .缓和曲线的作用1 )便于驾驶员操纵方向盘2 )乘客的舒适与稳定,减小离心力变化3 )满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车4 )与圆曲线配合得当,增加线形美观2 .缓和曲线的性质为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的 0 °均匀地增加到圆曲线上。
S=A2/ρ( A :与汽车有关的参数)ρ=C/s C=A2由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。
3 .回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。
令:ρ=R , l h=s 则 l h=A2/R4 .缓和曲线最小长度缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。
缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1 )根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。
a1=0,a2=v2/ ρ ,a s= Δ a/t ≤ 0.62 )依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度 (t=3s)3 )根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。
4 )从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在 3°—— 29°之间,视觉效果好。
《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。
5 .直角坐标及要素计算1 )回旋线切线角( 1 )缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。
多车道高速公路路拱形式及超高设计方法分析计月华;曹建建【摘要】结合国内相关工程实践,针对多车道高速公路路拱形式、横坡值,从新建和改扩建角度进行分析,并对多车道高速公路不同超高过渡方式和形式进行比较.结果表明:应根据新建高速公路和改扩建高速公路的特点,灵活应用双向路拱、折线型路拱和单向路拱;对于超高过渡方式,有中间带的公路均可采用绕中央分隔带边缘旋转的方式,不设路拱线适用于降雨量不大的地区,设一条路拱线可减小汇水面积和坡面汇流长度,改善路面排水,超高形式能较好地适应多车道高速公路特性.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2018(015)006【总页数】4页(P16-18,30)【关键词】多车道高速公路;路拱形式;横坡值;超高【作者】计月华;曹建建【作者单位】苏交科集团股份有限公司,南京210019;苏交科集团股份有限公司,南京210019【正文语种】中文【中图分类】U414随着我国经济社会的发展,早期修建的部分四车道高速公路服务水平明显下降,需要进行改扩建。
目前,大部分高速公路由四车道或六车道扩建为八车道,但在部分经济发达地区,八车道也很难适应快速增长的交通需求,如沪武高速公路太仓至常州段扩建工程,其中太仓北枢纽至董浜枢纽路段六改十,其余路段涉及四改八和六改八的问题。
本文以该工程为依托,所论述的多车道,着重集中在八车道和十车道,对于十车道的研究和实践,目前国内研究较少,可参考的仅有深圳水官高速公路、辽宁沈山高速公路等少数项目[1-2]。
由于十车道横断面宽度更大,路面排水和行车安全问题更加突出,因此需对其路拱及超高进行充分研究分析。
1 多车道高速公路路拱形式通常,多车道高速公路一般路段的路拱横坡形式分为单幅双向路拱、单幅折线型路拱和单幅单向路拱,并合理增设其他路面排水设施。
1.1 单幅双向路拱单幅双向路拱是指将路面做成由两侧行车道中心线或行车道分界线向两侧倾斜的拱形。
设置双向路拱使道路两侧的路面水以一定的坡度由道路中间向中央分隔带和路侧两个方向排水,见图1。
高等级公路路线设计中超高缓和段设置的分析
摘 要 高等级公路在设计中经常会遇到坡度与行车稳定性的
问题,车辆在曲线上行驶往往会受到离心力的影响而失去横向稳定
性,因此在设计弯道的时候需要设计超高来缓和离心力的负面影
响,保证车辆行驶的安全。而超高设计合理与否则直接影响此种设
计的优劣。本文介绍了国家规范中规定的超高缓和段设计要求,并
分析了其在不同路况中的应用。
关键词 公路超高;缓和段设计;长度与曲线;特殊路段
中图分类号u41 文献标识码a 文章编号 1674-6708
(2012)59-0078-02
1 高等级公路缓和段设计规范
高速公路的超高部分应设计有缓和段,此种设计包括了两个方
面的内容,一则是超高缓和段长度的设计;二则是超高缓和段在缓
和曲线长度的设计。为了满足此种要求,超高缓和度长度的设计应
当符合国家的相关规范,如:公路路线设计规范,其中规定最小的
超高缓和段长度来设计。第二个方面则需要按照规范的标准,当圆
曲线半径小于不设超高最小圆曲线半径的时候,圆曲线与直线相接
的缓和曲线,即利用回旋设计来计算。利用公式计算当圆曲线半径
和缓和曲线的参数为定值的时候,缓和曲线的长度也就固定,而缓
和曲线上的任何一点的曲率半径则在一个范围内。
2 最大、最小超高的合成坡度
按照超高横坡的计算公式分析,可以计算获得一个曲线的超高
横坡值,按照前面所述的规范规定,超高横坡度的计算是按照形成
速度、半径、路面材料、自然条件、车辆构成等情况进行综合确定。
当超高横坡度的计算小于路拱坡度值的时候,应设置等于路拱横坡
的超高;高速公路、一级公路的超高横向坡度影响小于10%,其他
公路则小于8%,而存在积雪的路面应小于6%。同时在规范中规定
对个等级公路不同半径下的公路规定了超高的横坡值,但是标准中
关于超高的规定和附录中的说明可以看出,超高的设置在特殊的情
况下是应因地制宜的,如在特定的环境下,一条平原丘陵区中的三
级公路,路面为中级路面,路拱横坡按照各方面的因素综合设定为
4%,如果一平曲线半径的范围是750m~1 500m之间则根据规范其超
高横坡则是2%,但是因为其路拱为4%,因此范围内半径所选择的
超高横坡为4%。同时设置超高横坡的时候,还应对合成坡度的大小
进行综合考虑,从而提高路面降水可以即使的排除,从而提高路面
的通行能力。
3 全超高段高横坡设计
按照以往的设计方式,全超高横坡为单向的路拱横坡,资料显
示与计算公式仍然是此种思路,但是规范中却在硬路肩坡度规定对
其超高横坡有明确的规定,而在规范中没有相应的体现,所以一些
设计仍然将全超高路段的超高横坡设计为单向路拱横坡,这与规范
的硬路肩超高横坡是矛盾的,规范规定硬路肩大于或者等于2.25m,
应设置外倾斜横坡,当横坡值大于8%的时候,曲线外侧应设置相内
倾斜的横坡,其参考值为行车道的横坡相等;当硬路肩小于2.25m
时候,曲线外侧路肩横坡方向和其坡度参数应与行车道一致、因此
在设计全超高路段的横坡时,以路肩参数和横坡值为标准。
4 超高缓和段长度与位置设计
按照设计规范的要求,超高缓和段的长度可以按照公式进行计
算,其中超高缓和段的长度;旋转轴至行车道外出的边缘宽度;超
高坡度与路拱坡度的代数差值;超高渐变率是公式中涉及的参数。
规范对超高渐变率有明确的规定,如:某公路在平原上,丘陵地区
为二级公路,一个平曲线点偏为30°,半径为1 000m,则设定全
超高为3%内,超高旋转轴为公路中心线,按照规范的要求则可以取
渐变率为1/330和1/200,此时求得的超高缓和段长度则为74.24m
和45m;此时需要考虑平面曲线形组合要求设置缓和曲线,按照视
觉要求其值应小于一定的范围,此范围设定在100m~1 000m之间,
则取缓和段长度为120m;按照平曲线的长度要求,可以求出缓和段
的长度的范围。
从综合数据的分析中可以得到,缓和曲线的长度在175m~260m
之间的线形是最佳的,但是这个数据远远大于超高缓和段的长度,
对于此曲线,该路段的超高缓和段就会形成多种设计方案,在设定
曲线长度为180m时,一种取超高缓和段的长度与曲线长度相等,
则平均的超高渐变率得出的结果为1/800,远远小于1/330的规范
要求,因此采用变超高渐变率的方法来实现,即在路拱范围在±2%
时采用1/330;而在路拱为2%~3%的时候采用1/2 350来设计。但
是此种设置超高的方式在挖方的路段是不适宜的,会造成一侧挖方
的边沟出现积水。同时对于纵坡换路段也并不适宜,使得合成坡度
过小排水出现困难,所以适宜在填方路段或者干旱地区使用。
5 结论
在高速公路中因为环境和地理因素的影响,规划中会出现一些
特殊的曲线组合,超高设置的时候应进行区别对待。如:两个反向
缓和曲线径向连接成为一个s型,如果按照常规的方法进行设计,
通常是对前一个曲线的线路的路拱横坡进行全超高恢复为正常的
双向路拱横向设置超高值全超高的参数。而设置路拱横坡是为了保
证行车安全,在直线路段则是为了快速排除路面的积水,在曲线上
为了抵消部分离心力和横向排水,在s型的曲线迳相连接的位置的
路拱横坡值不能按照常规而一概而定,如:在一些立交匝道或者超
高缓和段较短的路段中,超高渐变率较大甚至超高定值,采用曲线
迳相连接位置的路拱横坡值可以为平坡,以此获得较小的横坡代数
差值,使得超高渐变率变小。
工程实例如:平曲线在平面交叉路口上,按照规范取值超高会
过大从而影响施工和使用,,使得平面交叉道口的里面设计增加难
度,行车不畅,此时可以根据交叉路口的实际行车速度进行超高值
的选择,即按照行车主线车速的50%~80%来设计,或者对路段进行
限速。这仅仅是一种方式,在实际的设计中应按照工程实际情况进
行斟酌。
参考文献
[1]杜战军.高速公路超高缓和段设计[j].交通标准化,
2005(9).
[2]臧晓冬,崔巍,王百成.高速公路超高设计方法的研究[j].
森林工程,2007(3).
[3]黄京春.公路平面线形设计中关于超高的探讨[j].山西交通
科技,2005(2).
[4]赵林,倪宝印,闫山,赵拥辉.公路超高设计合理性的研究
与实践[j].公路交通技术,2006(3).
[5]付熙照.高等级公路建设中的超高计算方法[j].陕西煤炭,
2008(1).