綜合曲線坐標(biāo)計(jì)算

1、綜合曲線測設(shè),一、相關(guān)知識(shí),緩和曲線：緩和曲線是在直線和圓曲線之間、圓曲線與圓曲線之間插入的一段曲率半徑由無窮大漸變至圓曲線的半徑的過渡曲線。,曲線上任一點(diǎn)的曲率半徑 與該點(diǎn)至起點(diǎn)的曲線長 l 成反比，即,c 緩和曲線半徑變更率，是一個(gè)常數(shù)。 l 緩和曲線上任意點(diǎn)至緩和曲線起點(diǎn)的曲線長。 在與圓曲線相接處，l = lo ， 等于圓曲線半徑 R，則 c = Rlo。 lo 緩和曲線總長。,（一）緩和曲線的性質(zhì),回旋曲線（輻射螺旋線） 的方程式為：,（二）緩和曲線方程式,實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般舍去高次項(xiàng)，取一、二項(xiàng)即可。則緩和曲線公式簡化為：,（三）加緩和曲線后曲線的變化,加設(shè)緩和曲線后的曲線稱為綜合曲

2、線。 1、加設(shè)緩和曲線后曲線的變化 （1）綜合曲線的主點(diǎn)由三個(gè)變成五個(gè)，即直緩點(diǎn)（ZH）、緩圓點(diǎn)（HY）、曲中點(diǎn)（QZ）、圓緩點(diǎn)（YH）、緩直點(diǎn)（HZ）。,（2）加設(shè)緩和曲線的方法（兩端切線不動(dòng)） 半徑不變，圓心內(nèi)移；（我國采用） 圓心不動(dòng)，縮短半徑。,ZH,HY,YH,HZ,QZ,O,緩和曲線的常數(shù)包括：緩和曲線切線角o 、切垂距（切線增長值）m 、內(nèi)移距 p。 緩和曲線切線角o 過 HY（或YH）點(diǎn)的切線與ZH（或HZ）點(diǎn)的切線組成的角。即圓曲線被緩和曲線所代替的那一段弧長對(duì)應(yīng)的圓心角。 切垂距 m 由圓心向切線作垂線的垂足到緩和曲線起點(diǎn)的距離。 內(nèi)移距 p 加緩和曲線后，圓曲線相對(duì)于切線

3、的內(nèi)移量。,（四）緩和曲線常數(shù)計(jì)算,緩和曲線常數(shù)示意圖,曲線要素包括： 曲線半徑 R 轉(zhuǎn)向角 切線長 T 曲線總長 L 外矢距 Eo 切曲差 q 其中，曲線半徑 R 為設(shè)計(jì)值，轉(zhuǎn)向角 為實(shí)測值，均為已知，其它各曲線要素可由半徑 R、轉(zhuǎn)向角 以及曲線常數(shù)計(jì)算求得。,（五）緩和曲線要素計(jì)算,綜合曲線要素示意圖,綜合曲線要素計(jì)算公式：,根據(jù)交點(diǎn)里程和曲線要素推算主點(diǎn)里程。 （1）鐵路習(xí)慣推算方法 ZH里程 = JD里程 - T HY里程 = ZH里程 + lo QZ里程 = ZH里程 + L/2 YH里程 = QZ里程 + L- lo HZ里程 = YH里程 + lo 計(jì)算校核：HZ里程 = JD里

4、程 + T - q,（六）主點(diǎn)里程計(jì)算,（2）公路習(xí)慣推算方法 ZH里程 = JD里程 - T HY里程 = ZH里程 + lo YH里程 = ZH里程 + L HZ里程 = YH里程 + lo QZ里程 = HZ里程 - L/2 計(jì)算校核：HZ里程 = JD里程 + T - q,（七）緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)測設(shè)資料計(jì)算,用直角坐標(biāo)法測設(shè)HY、YH點(diǎn)。需計(jì)算HY、YH點(diǎn)在切線作標(biāo)系中的坐標(biāo)。,（八）全站儀測設(shè)曲線點(diǎn),隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和全站儀的普及，建立全線統(tǒng)一測量坐標(biāo)系，采用全站儀極坐標(biāo)法進(jìn)行中線測量，已成為線路測量的一種簡便、迅速、精確的方法。 全站儀極坐標(biāo)法測設(shè)中線，是將儀器安置在導(dǎo)線點(diǎn)上，應(yīng)用

5、極坐標(biāo)法測設(shè)線路上各中樁。 利用全站儀的坐標(biāo)放樣功能測設(shè)點(diǎn)位，只需輸入有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)值即可，現(xiàn)場不需要做任何手工計(jì)算，而是由儀器自動(dòng)完成有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算。,（一）直線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,各交點(diǎn)的測量坐標(biāo)系坐標(biāo)已經(jīng)測定或在地形圖上量算出； 按坐標(biāo)反算公式求得線路相鄰交點(diǎn)連線的坐標(biāo)方位角 和邊長 S ； HZ 點(diǎn)至 ZH 點(diǎn)在直線段上，可用坐標(biāo)正算的方法計(jì)算其測量作標(biāo)。,（二）曲線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,1、計(jì)算切線坐標(biāo) （1）ZHHY段,式中： li 緩和曲線上任意一點(diǎn) i 到直緩點(diǎn)的弧長。,2、HYYH段,式中： li 圓曲線上任意一點(diǎn) i 到直緩點(diǎn)的弧長。,（3）YHHZ段,式中： li 緩和曲線上任意一

6、點(diǎn) i 到緩直點(diǎn)的弧長。,將YHHZ段坐標(biāo)換算為以ZH點(diǎn)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。,2、計(jì)算測量坐標(biāo),當(dāng)曲線右轉(zhuǎn)時(shí)=1， 當(dāng)曲線左轉(zhuǎn)時(shí)= -1 。,道路工程施工放樣,已知某道路曲線第一切線上控制點(diǎn)ZD1（500,500）和JD1（750,750），該曲線設(shè)計(jì)半徑1000m，緩和曲線長L0=100m，JD1里程為DK1+300，轉(zhuǎn)向角=230338。計(jì)算道路曲線主點(diǎn)ZH、HY、QZ點(diǎn)坐標(biāo)，及第一緩和曲線和圓曲線上中樁點(diǎn)K1+100、K1+280的坐標(biāo)，共計(jì)算5個(gè)點(diǎn)。,R=1000m,a=230338,JD1 DK1+300,L0=100m,解：1、綜合曲線要素計(jì)算公式：,緩和曲線切線角o角：,

7、切垂距 m：,圓曲線相對(duì)切線內(nèi)移量p：,解：1、綜合曲線要素計(jì)算公式：,切線長：,外矢距：,切曲差：,曲線長：,根據(jù)交點(diǎn)里程和曲線要素推算主點(diǎn)里程。 （1）鐵路習(xí)慣推算方法 ZH里程 = JD里程 T=DK1+045.912 HY里程 = ZH里程 + lo=DK1+145.912 QZ里程 = ZH里程 + L/2 =DK1+297.154 YH里程 = QZ里程 + L/2 lo=DK1+448.395 HZ里程 = YH里程 + lo=DK1+548.395 計(jì)算校核：HZ里程 = JD里程 + T - q,（六）主點(diǎn)里程計(jì)算,解：2、主點(diǎn)里程的計(jì)算：,（七）緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)測設(shè)資料計(jì)算,

8、用直角坐標(biāo)法測設(shè)HY、YH點(diǎn)。需計(jì)算HY、YH點(diǎn)在切線作標(biāo)系中的坐標(biāo)。,解：3、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)測設(shè)資料計(jì)算：,ZH點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：,（二）曲線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,1、計(jì)算切線坐標(biāo) （1）ZHHY段(K1+100為例),式中：li 緩和曲線上任意一點(diǎn) i 到直緩點(diǎn)的弧長。 則li =1100-1045.912=54.088,解：4、曲線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算：,DK1+045.912,ZH里程,（二）曲線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,解：4、曲線上樁點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算：,DK1+045.912,ZH里程,ZHHY段，K1+100為例,2、HYYH段，以QZ （K1+280）,式中：li 圓曲線上任意一點(diǎn) i 到直緩點(diǎn)的弧長。,則：,DK1+045.912,ZH里程,2、HYYH段，以QZ為例：,K1+280為例：,（3）YHHZ段,式中： li 緩和曲線上任意一點(diǎn) i 到緩直點(diǎn)的弧長。,將YHHZ段坐標(biāo)換算為以ZH點(diǎn)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）,當(dāng)曲線右轉(zhuǎn)時(shí)=1（本例為右轉(zhuǎn)）， 當(dāng)曲線左轉(zhuǎn)時(shí)= -1 。,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換） （1）ZH點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換） （2）HY點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換） （2）HY點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換） （3）QZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：,2、計(jì)算測量坐標(biāo)（坐標(biāo)轉(zhuǎn)換） （