大家好,今天给大家分享缓和曲线参数计算公式,一起来看看吧。
关于缓和曲线、圆曲线、竖曲线的原理可以看书了解,我用几张图片简单介绍一下。然后列举几个题目,并给出解答过程,这几个题目可以好好参考。
基本知识点:
例题及详细解答过程:
1、已知一条线路,起点坐标为QD(2819.272,3816.598);交底坐标为JD(3308.546,4688.728)、里程为DK12 212.500,曲线半径为1000、前后缓和曲线长度为120m;终点坐标为ZD(2804.277,5813.457)。
(1)计算直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点里程及坐标;
(2)里程DK12 606.500处有一斜交涵洞,斜交角度为60°,涵洞宽8m、长30m,如上图所示,计算涵洞四个角点A、B、C、D的坐标
解答:(1)计算直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点里程及坐标;
内移值:p=ls²/24R=120²/24/1000=0.6m
切线增值:q=ls/2-ls³/240R²=120/2-120³/240/1000²=59.993m
α1=arctan(△Y/△X)= arctan(872.130/489.274)=60°42′25.6″
α2=arctan(△Y/△X)=arctan(1124.729/-504.269) 180°=114°8′56.2″
α=α2-α1=53°26′30.6″ α/2=26°43′15.3″
切线长:T=(R p)tanα/2 q=563.7
外距:E=(R p)secα/2-R=120.233
缓和曲线角:β=ls/2R=120/2/1000=0.06 换算:3°26′15.9″
圆曲线角:αy=α-2β=46°33′58.8″
圆曲线长:ly=R*αy/180°*π=1000*46°33′58.8″/180°*π=812.736m
ZH点里程:JD里程-T=K12 212.5-563.7=K11 648.8
HY点里程:ZH点里程 ls= K11 648.8 120=K11 768.8
QZ点里程= HY点里程 ly/2= K11 768.8 812.736/2= K12 175.168
YH点里程= QZ点里程 ly/2= K12 175.168 812.736/2= DK12 581.536
HZ点里程= YH点里程 ls= DK12 581.536 120= DK12 701.536
ZH点坐标:
△X=cosα1*T=cos60°42′25.6″*563.7=275.804
△Y=sinα1*T=sin60°42′25.6″*563.7=491.619
XZH=XJD-△X =3308.546-275.804=3032.742
YZH=YJD-△Y =4688.728-491.619=4197.109
HZ点坐标:
△X=cosα2*T=cos114°8′56.2″*563.7=-230.615
△Y=sinα2*T=sin114°8′56.2″*563.7=514.368
XHZ=XJD △X =3308.546 (-230.615)=3077.931
YHZ=YJD △Y =4688.728 514.368=5203.096
QZ点坐标:
外距方位角:αw=α2 (180°-α)/2=177°25′40.9″
△X=cosαw*E=cos177°25′40.9″*120.233=-120.112
△Y=sinαw*E=sin177°25′40.9″*120.233=5.395
XQZ=XJD △X =3308.546 (-120.112)=3188.434
YQZ=YJD △Y =4688.728 5.395=4694.123
HY点坐标:
X圆心= XQZ R*cosαw =3188.434 1000*cos177°25′40.9″=2189.441
Y圆心= YQZ R*sinαw =4694.123 1000*sin177°25′40.9″=4738.997
α圆心-QZ=αw 180°=357°25′40.9″
α圆心-HY=α圆心-QZ-αy /2=357°25′40.9″-46°33′58.8″/2=334°8′41.5″
XHY= X圆心 R*cosα圆心-HY=2189.441 1000*cos334°8′41.5″=3089.341
YHY= Y圆心 R*sinα圆心-HY=4738.997 1000*sin334°8′41.5″=4302.900
YH点坐标:
α圆心-YH=α圆心-QZ αy /2=357°25′40.9″ 46°33′58.8″/2-360°=20°42′40.3″
XYH= X圆心 R*cosα圆心- YH =2189.441 1000*cos20°42′40.3″
=3124.816
YYH= Y圆心 R*sinα圆心- YH =4738.997 1000*sin20°42′40.3″
=5092.655
(2)里程DK12 606.500处有一斜交涵洞,斜交角度为60°,涵洞宽8m、长30m,如上图所示,计算涵洞四个角点A、B、C、D的坐标
根据里程DK12 606.500可得此涵洞在第二缓和曲线上
HZ点坐标: XHZ= 3077.931,YHZ= 5203.096
HZ点里程:DK12 701.536 α2=114°8′56.2″
lh= DK12 701.536-DK12 606.500=95.036
X1= lh – lh5/40R²ls²=95.036-0.013=95.023
Y1= lh ³/6R ls=95.036³/(6*1000*120)=1.192
Xh= XHZ –X1*cos114°8′56.2″-Yh*sin114°8′56.2″=3077.931-95.023* cos114°8′56.2″-1.192*sin114°8′56.2″=3077.931 38.875-1.088= 3115.718
Yh= YHZ - Xh*sin114°8′56.2″ Yh*cos114°8′56.2″=5203.096-86.707 (-0.488)=5115.901
αh=α2-βh=114°8′56.2″-2°9′22.3″=111°59′33.9″
αh-(A-B)=αh-120° 360°=351°59′33.9″
X A-B=Xh 15*cos351°59′33.9″=3115.718 14.854=3130.572
Y A-B=Yh 15*sin351°59′33.9″=5115.901-2.089=5113.812
αA=αh-(A-B)-90°=351°59′33.9″-90°=261°59′33.9″
XA= X A-B 4*cosαA =3130.572 4*cos261°59′33.9″=3130.015
YA= Y A-B 4*sinαA =5113.812 4*sin261°59′33.9″=5109.851
XB= X A-B 4*cosαA =3130.572 4*cos81°59′33.9″=3131.129
YB= Y A-B 4*sinαA =5113.812 4*sin81°59′33.9″=5117.773
X C-D=Xh 15*cos171°59′33.9″=3115.718-14.854=3100.864
Y C-D=Yh 15*sin171°59′33.9″=5115.901 2.089=5117.990
XC= X C-D 4*cosαA =3100.864 4*cos261°59′33.9″=3100.307
YC= Y C-D 4*sinαA =5117.990 4*sin261°59′33.9″=5114.029
XD= X C-D 4*cosαA =3100.864 4*cos81°59′33.9″=3101.421
YD= Y C-D 4*sinαA =5117.990 4*sin81°59′33.9″=5121.951
2、已知某高速公路左右分离式隧道,基底宽度MN=10米,如下图所示:ZH点里程为DK5 540,坐标为(X=3519274.833,Y=500171.301)ZH点到JD的坐标方位角为99°32′00.3″,隧道洞门里程为DK5 620,位于右偏曲线的缓和曲线上,该缓和曲线参数A=200。
根据所给建筑物与线路的位置关系,完成下列要求(计算结果精确到1mm):
1、计算DK5+620线路中线点O处的曲线半径R及O点线路中心线的切线方位角;
2、计算洞门DK5+620线路中线点O的坐标;
3、计算隧道洞门基底M、N点坐标;
解答:
1、计算DK5+620线路中线点O处的曲线半径R及O点线路中心线的切线方位角;
答:lo= DK5+620- DK5 540=80
A²=l*R R=A²/lo=40000/80=500
β=lo²/2Rlo=0.08 换算4°35′1.2″
αo=α1 β=99°32′0.3″ 4°35′1.2″=104°7′1.5″
2、计算洞门DK5+620线路中线点O的坐标;
答: X1= lo – lo5/40R²lo²=80-0.051=79.949
Y1= lo ³/6R lo=80³/(6*1000*80)=2.133
D=√(X1² Y1²)=79.977
弦长夹角:Arctan Y1/X1=1°31′41.7″
弦长方位角α=99°32′0.3″ 1°31′41.7″=101°03′42″
Xo=XZH D*cosα=3519274.833 (-15.345)=3519259.488
Yo=YZH D*sinα=500171.301 78.491=500249.792
3、计算隧道洞门基底M、N点坐标;
答:αM=αo-90°=104°7′1.5″-90°=14°7′1.5″
αN=αo 90°=104°7′1.5″ 90°=194°7′1.5″
XM=Xo D*cosαM=3519259.488 4*cos14°7′1.5″=3519263.367
YM=Yo D*sinαM=500249.792 4*sin14°7′1.5″=500250.768
XN=Xo D*cosαM=3519259.488 6*cos194°7′1.5″=3519253.670
YN=Yo D*sinαM=500249.792 6*sin194°7′1.5″=500248.328
3、已知一道路,起点里程DK0 380,该处高程为28.619m;DK0 430处高程为27.347m,竖曲线半径为600;终点里程为DK0 460,该处高程为29.666m,分别计算DK0 389.21、DK0 417.77、DK0 439.04、DK0 468.08处的高程。
解答:
i1=(27.347-28.619)/(430-380)=-0.02544
i2=(29.666-27.347)/(460-430)=0.0773
ω= i2- i1=0.0773-(-0.02544)=0.10274 为凹曲线
曲线长L=R*ω=600*0.10274=61.644
切线长T=L/2=61.644/2=30.822
竖曲线起点里程:=(K0 430)-30.822= K0 399.178
竖曲线终点里程:=(K0 430) 30.822= K0 460.822
竖曲线起点高程:=27.347 30.822*0.02544=28.131
竖曲线终点高程:=27.347 30.822*0.0773=29.730
1、DK0 389.21 判定该点位于i1直线上
H=27.347 (430-389.21)*i1=28.385
2、DK0 417.77 判定该点位于前半竖曲线上
L=417.77-399.178=18.592
竖距h=L²/2R=18.592²/2/600=0.288
切线点高程H1=28.131-18.592*i1=28.131-0.473=27.658
实际高程H=H1 h=27.658 0.288=27.946
3、DK0 439.04 判定该点位于后半竖曲线上
L=460.822-439.04=21.782
竖距h=L²/2R=21.782²/2/600=0.395
切线点高程H1=29.730-21.782*i2=29.730-1.684=28.046
实际高程H=H1 h=28.046 0.395=28.441
4、DK0 468.08 判定该点位于i2直线上
H=29.730 (468.08-460.822)*i2=30.291
4、已知一道路,起点里程DK0 050,该处高程为8.000m;DK5 260处高程为35.000m,竖曲线半径为250000;终点里程为DK8 405,该处高程为8.000m,分别计算DK3 100.956、DK5 000.125、DK5 650.500、DK7 627.515处的高程。
答:i1=(35-8)/(5260-50)=0.00518
i2=(8-35)/(8405-5260)=-0.008585
ω= i2- i1=-0.008585-0.00518=-0.01376 为凸曲线
曲线长L=R*ω=250000*0.01376=3441.264
切线长T=L/2=3441.264/2=1720.632
竖曲线起点里程:=(K5 260)-1720.632= K3 539.368
竖曲线终点里程:=(K5 260) 1720.632= K6 980.632
竖曲线起点高程:=35-1720.632*0.00518=26.087
竖曲线终点高程:=35-1720.632*0.008585=20.228
1、DK3 100.956 判定该点位于i1直线上
H=26.087-(K3 539.368- K3 100.956)*i1=23.816
2、DK5 000.125 判定该点位于前半竖曲线上
L=5000.125-3539.368=1460.757
h=L²/2R=1460.757²/2/250000=4.267
切线点高程H1= 33.654
实际高程H=H1-h=29.387
3、DK5 650.500 判定该点位于后半竖曲线上
L=6980.632-5650.5=1330.132
竖距h=L²/2R=1330.132²/2/250000=3.538
切线点高程H1=31.647
实际高程H=H1-h=31.647-3.539=28.109
4、DK7 627.515 判定该点位于i2直线上
H=20.228-(7627.515-6980.632)*i2=14.675
5、有一段高速铁路,平曲线为单交点,起点里程为K00 000.000,坐标为(803121.767, 1207813.609),交点坐标为(804908.483,1214608.078)、半径为12000m、前后缓和曲线长度为230m,终点坐标为(802629.608,1219248.846),如图1所示:该段路线,只有一个竖曲线,其中起点轨面标高为325.526m,里程K11 085.00处轨面标高为266.000m,半径为6000,终点处标高为302.650m,如图2所示。在里程K11 125.345处有一个桥墩,该处立面结构如图3所示;该桥墩横向预偏心为30cm,有6根钻孔桩,几何尺寸如图4所示;
(1) 计算K11 125.345处轨面标高、垫梁石标高、承台顶面标高;
(2) 计算6根钻孔桩坐标及桩顶标高。
第五题可自行解决。
以上就是缓和曲线参数计算公式的内容分享,希望对大家有用。
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