道路工程曲線設(shè)計(jì)

道路工程曲線設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)一、設(shè)計(jì)目的二、設(shè)計(jì)任務(wù)三、設(shè)計(jì)地點(diǎn)某大學(xué)校園四、儀器選取全站儀一臺(tái)、經(jīng)緯儀一臺(tái)、鋼尺、花桿。五、踏勘選點(diǎn)選取學(xué)?？刂泣c(diǎn)R、S，即RS為起始導(dǎo)線邊。R的坐標(biāo)X，Y=，Z=，R點(diǎn)位于學(xué)?；顒?dòng)中心西南角。S的坐標(biāo)X=，y=，Z=，S點(diǎn)位于學(xué)?；顒?dòng)中心正南。然后踏勘選點(diǎn)，根據(jù)校園實(shí)際情況，我分別選取點(diǎn)A、B、C、D、E，放向是由西向東，從而構(gòu)成一條支導(dǎo)線。具體圖形見附圖。六、設(shè)計(jì)步驟1、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算由于R和S點(diǎn)已知坐標(biāo)，所以，我可以根據(jù)公式計(jì)算出坐標(biāo)方位角式中、計(jì)算公式如下：式中為控制點(diǎn)R、S的水平距離，這個(gè)距離可以用全站儀測出，也可以用鋼尺量距測出，由于用鋼尺會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，而且操作麻煩，所以我選擇用全站儀測距。將全站儀架在控制點(diǎn)S上，就可以測出和R、S的距離，以及S、A的距離。一次類推，分別將儀器架在導(dǎo)線點(diǎn)A、B、C、D上，就可以測出我們所需要的數(shù)據(jù)，如下：、、、、、、、。由于起使邊方位角已知，這樣，就可以分別計(jì)算出、、、、。具體計(jì)算公式如下：注：如果最后計(jì)算出來的坐標(biāo)方位角不在（—）之間，就用這個(gè)坐標(biāo)方位角減去。由于R、S坐標(biāo)已知，各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)方位角已知，導(dǎo)線點(diǎn)間距離已知，這樣就可以計(jì)算出導(dǎo)線點(diǎn)A、B、C、D、E的坐標(biāo)。計(jì)算公式如下：A點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：B點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：C點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：D點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：E點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：2、線路設(shè)計(jì)根據(jù)交點(diǎn)坐標(biāo)就可以進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)。如圖所示，其中A、B、C、D為交點(diǎn)。根據(jù)實(shí)地情況和滿足設(shè)計(jì)要求，我所設(shè)計(jì)的S-A-D段和B-C-D段為圓曲線，A-B-C段和C-D-E段為具有緩和曲線的圓曲線。2.1、SAD段圓曲線設(shè)計(jì)（1）對(duì)于SAD段的圓曲線，我所設(shè)計(jì)的曲線半徑r=30米，偏角為。偏角可以從實(shí)地測出來，具體做法如下：把全站儀架在A上，然后正鏡瞄準(zhǔn)S點(diǎn)，講水平角置零、把望遠(yuǎn)鏡豎直調(diào)轉(zhuǎn)180度，之后再瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，這樣就可以測出偏角。我們還可以用180度減去，來檢核一下偏角。根據(jù)公式，可以計(jì)算出圓曲線的各個(gè)元素：切線長度：曲線長度：外失距：切曲差：（2）圓曲線主點(diǎn)放樣將經(jīng)緯儀安置在交點(diǎn)上，瞄準(zhǔn)SA段直線上一點(diǎn)，經(jīng)緯儀水平讀盤置零。有JD出發(fā)沿視線方向丈量T，定出ZY點(diǎn)。經(jīng)緯儀向曲線內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，得到角分線方向，在該方向上沿視線方向從JD出發(fā)丈量E，定出QZ點(diǎn)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在該方向上丈量T，定出YZ點(diǎn)。（3）圓曲線細(xì)部計(jì)算與放樣1）偏角法細(xì)部計(jì)算圓曲線的各個(gè)要素求出來會(huì)之后下一步就要進(jìn)行圓曲線的細(xì)部計(jì)算，分別有直角坐標(biāo)法、偏角法、弦線偏距法這三種方法。由于偏角法放樣圓曲線的計(jì)算和操作都比較簡單、靈活，而且可以自行閉合、自行檢核，應(yīng)用比較廣泛，所以我選取偏角法來進(jìn)行細(xì)部計(jì)算和到實(shí)地放樣。偏角法計(jì)算具體方法如下：根據(jù)幾何原理，偏角等于該弦所對(duì)圓心角的一半，即弦長可由下式進(jìn)行計(jì)算在實(shí)際工作中，曲線起點(diǎn)（或終點(diǎn)）的里程往往不是10（20）的整數(shù)倍，但是為了使測量和施工方便，一般要求曲線樁的里程為10（20）的整數(shù)倍。因此，可讓第一段和末段弧長小于10（20）m，從而使得各細(xì)部點(diǎn)的里程能湊到整數(shù)。偏角的計(jì)算公式如下：式中——第一段弧長所對(duì)圓心角；、——規(guī)定弧長L所對(duì)圓心角和偏角；——最末端段弧長所對(duì)的圓心角。2）偏角法放樣步驟針對(duì)圖上S-A-B段路線，說明一下具體偏角法放樣圓曲線步驟安置經(jīng)緯儀于ZY點(diǎn)上，以JD定向，使讀盤讀數(shù)為零。轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀，使度盤讀數(shù)等于第一點(diǎn)的偏角，由ZY點(diǎn)沿視線方向丈量出第一段弧長所對(duì)應(yīng)的弦長，即得到曲線上第一點(diǎn)。再轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使讀盤讀數(shù)等于第二點(diǎn)的偏角，由ZY沿視線方向量出第二段弧對(duì)應(yīng)的弦長，即為第二點(diǎn)。按上面的操作方法，繼續(xù)放樣其余各點(diǎn)，直至QZ點(diǎn)。同樣方法放樣曲線的另一半，亦以QZ點(diǎn)閉合。若放樣的點(diǎn)不與QZ點(diǎn)重合，其橫向誤差不得大于，縱向誤差不得大于。以上是對(duì)于圓曲線的各要素計(jì)算方法、詳細(xì)放樣計(jì)算方法以及實(shí)地放樣步驟。2.2、具有緩和曲線的圓曲線的計(jì)算方法和放樣步驟。對(duì)于線路A-B-C段和C-D-E我設(shè)計(jì)的是具有緩和曲線的圓曲線，我下面主要針對(duì)C-D-E段進(jìn)行詳細(xì)介紹：我所設(shè)計(jì)的曲線半徑r=45m，緩和曲線長m，偏角為。偏角的得到方法與圓曲線取得偏角的方法相同。（1）曲線要素計(jì)算1）緩和曲線常數(shù)的計(jì)算緩和曲線的常數(shù)包括曲線的切線角、圓曲線的內(nèi)移值p和切線外移量m，根據(jù)我所設(shè)計(jì)的緩和曲線長度和圓曲線半徑R，其計(jì)算公式如下2）有緩和曲線的圓曲線要素計(jì)算切線長度：曲線長度：外矢距：切曲差：（2）曲線主點(diǎn)放樣1）ZH、QZ、HZ可以采用圓曲線的放樣方法。將經(jīng)緯儀安置在交點(diǎn)上，瞄準(zhǔn)CD段直線上一點(diǎn)，經(jīng)緯儀水平讀盤置零。有JD出發(fā)沿視線方向丈量T，定出ZH點(diǎn)。經(jīng)緯儀向曲線內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，得到角分線方向，在該方向上沿視線方向從JD出發(fā)丈量E，定出QZ點(diǎn)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在該方向上丈量T，定出HZ點(diǎn)。2）HY、YH點(diǎn)的放樣ZH和HZ點(diǎn)放樣好后，分別以ZH和HZ為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，利用公式計(jì)算出HY和YH點(diǎn)的坐標(biāo)，采用切線支距法確定出HY、YH點(diǎn)的位置。緩和曲線上各點(diǎn)的直角坐標(biāo)計(jì)算公式：我們還可以根據(jù)方位角、距離的計(jì)算公式來計(jì)算出HY、YH的確切坐標(biāo)，而不是相對(duì)坐標(biāo)。（3）綜合曲線的詳細(xì)放樣對(duì)于綜合曲線而言，有兩種方法可以計(jì)算出放樣的數(shù)據(jù)。分別是切線支距法和偏角法。由于本次設(shè)計(jì)之前介紹了偏角法放樣步驟，下面我就用切線支距法來計(jì)算和放樣，如圖所示。1）放樣數(shù)據(jù)的計(jì)算從ZH點(diǎn)開始，緩和曲線段上各點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式為：式中——第i個(gè)細(xì)部點(diǎn)距ZH的里程在圓曲線上各段點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式：2）放樣步驟a）將經(jīng)緯儀安置在JD上，定出JD到ZH和JD到HZ兩條直線的方向。b）自ZH點(diǎn)出發(fā)沿著到JD方向，水平丈量點(diǎn)的橫坐標(biāo)，得到在橫坐標(biāo)軸上的垂足。c）在各個(gè)垂足點(diǎn)上用經(jīng)緯儀標(biāo)定出與切線垂直的方向，然后在該方向上依次量取對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，就可以確定對(duì)應(yīng)的碎部點(diǎn)。d）同樣的方法可以進(jìn)行從YZ點(diǎn)到QZ點(diǎn)之間曲線段的細(xì)部點(diǎn)的放樣工作，完成后也應(yīng)該進(jìn)行校核。困難地段曲線測設(shè)交點(diǎn)不能安置儀器時(shí)的主點(diǎn)放樣線路的交點(diǎn)有時(shí)落到河流里或其他不能安置儀器的地方，致使線路偏角不能再交點(diǎn)上測得，曲線起、終點(diǎn)也不能直接從交點(diǎn)上來確定。此時(shí)可采用設(shè)置輔助交點(diǎn)法進(jìn)行主點(diǎn)放樣。曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)不能安置儀器的放樣方法當(dāng)曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)不能到達(dá)時(shí)，可采用極坐標(biāo)法放樣曲線點(diǎn)。點(diǎn)i位于放樣的曲線點(diǎn)，在JD安置儀器，以外矢距方向定向撥角沿此方向量距d,即的i點(diǎn)。和值還可以用坐標(biāo)反算求得。在放樣時(shí)，為了避免以QZ點(diǎn)位后視使視線太短所帶來的影響，可以在放樣QZ點(diǎn)的同時(shí)，再沿外矢距較遠(yuǎn)處定出一點(diǎn)，以作為后視?；蛘咭郧芯€方向定向，使度盤讀數(shù)為，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使度盤讀數(shù)為零時(shí)即外矢距方向。心得總結(jié)通過本次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，鞏固、擴(kuò)大和加深我從課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，掌握了全站儀、經(jīng)緯儀的使用知識(shí)，還有學(xué)會(huì)了施工圓曲線、綜合曲線的繪制方法，獲得了測量理論工作的初步經(jīng)驗(yàn)和基本技能，本次設(shè)計(jì)著重培養(yǎng)了我們的獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)了我的計(jì)算和繪