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緩和曲線坐標計算方法和流程簡介

發布時間:2014-07-28 18:44


  齊齊哈爾市東干部立交橋F線線路中心線由10段曲線組成,其中有4段是圓曲線,6段是緩和曲線。比較特殊的是第6段緩和曲線,它起點與半徑為282.25米的圓曲線相接,終點與半徑為55米圓曲線相接。計算緩和曲線上各點坐標,一般方法是從ZH點算起,但這條緩和曲線沒有給出ZH點坐標和ZH點切線方位角。要算其各點坐標,首先根據設計給出的曲線參數和交點坐標反算ZH點坐標和ZH點切線方位角,然后再計算其曲線上各點坐標。具體計算方法如下:
  1、計算第6段緩和曲線起點QD和終點ZD坐標;
  已知:JD5(X=62812.8558,Y=29092.9137)
  JD6(X=62909.5186,Y=29207.4123)
  JD7(X=62913.5337,Y=29288.9588)
  TL=37.797TK=24.2387
  計算得:
  方位角α65=229-49-40.95α67=87-10-52.35
  坐標QD(X=62885.1364,Y=29178.5312)
  ZD(X=62910.7106,Y=29231.6217)
  2、驗算曲線參數:
  A2=RL
  已知 A=64.0304 LS=60.0177 α右=37-21-11.27
  L1=A2/R1=64.03042/282.25=14.5258
  L2=A2/R2=64.03042/55=74.5435
  ΔL=L2-L1=74.5435-14.5258=60.0177=LS
  Δα=α67-α56=87-10-52.35 - 49-49-40.95=37-21-11.4=α右
  通過計算可知,第6段緩和曲線是由曲率半徑282.25M變到曲率半徑55M的標準緩和曲線的一部分。
  3、ZH點坐標(M、N)的計算:
  直角坐標法放樣緩和曲線 ,曲線上各點相對坐標分別按下列公式計算:
  X相=L-L^5/40/R^2/L0^2 ……1
  Y相=L^3/6/R/L0-L^7/336/R^3/L0^3 ……2
  β=(L^2/2/R/L0 )*180/3.1415926……3
  式中L—緩和曲線上任意一點至ZH點的曲線長
  R—緩和曲線的曲率半徑
  L0—ZH點至曲率半徑為R的曲線長
  β—對應點切角
  由公式1、2、3可計算QD和ZD相對坐標與切角分別為:
  QD相(14.5248,0.1246) β1=1.474349
  ZD相(71.1930,筆耕論文新浪博客,16.2943) β2=38.827527
  其中β2-β1=38.827527-1.474349=37-21-11.44=α右說明計算方法和公式完全正確。
  由坐標旋轉公式:
  X=M+ACOSα-BSINα……4
  Y=N+ASINα+BCOSα……5
  可推出:
  M=X+BSINα-ACONα……6
  N=Y-ASINα-BCONα……7
  式中M、N—是ZH點絕對坐標
  X、Y—是曲線上各點的絕對坐標
  A、B—分別是垂直和平行ZH切線的距離(有方向性)
  α—是ZH點切線方位角
  則:
  α=α56-β1=49.828042-1.474349=48.353693
  用QD相(14.5248,0.1246)代入6、7計算ZH點坐標得:
  M=62885.1364+0.1246SIN48.353693-14.5248CON48.3536935
  =62875.577
  N=29178.5312-14.5248SIN48.353693-0.1246CON48.353693
  =29167.594
  同樣的方法把ZD相(71.1930,16.2943)代入6、7計算ZH點坐標得:
  M,=62910.7106+16.2943SIN48.353693-71.1930CON48.3536935
  =62875.577
  N,=29231.6217-71.1930SIN48.353693-16.2943CON48.353693
  =29167.594
  M=M,、N=N,說明坐標(62875.577,29167.594)就是所求的ZH點坐標。
  4、緩和曲線上各點坐標的計算:
  由公式1、2、3和4、5可算出緩和曲線上任一點的坐標和該點的切線方位角。計算結果下表。
  線路中心線坐標計算一覽表
  曲線長相對從坐標絕對坐標備注
  XYXY
  14.525814.524838210.12458862885.13629178.531起點
  1514.998870630.13719162885.44229178.893
  2019.99524120.32515762888.62129182.752
  2524.985479610.63491662891.70629186.687
  3029.963879061.09664662894.66929190.714
  3534.921965561.74015562897.48329194.846
  4039.847970172.59462762900.11829199.095
  4544.726328443.68825962902.54329203.467
  5049.537222675.04779562904.72429207.966
  5554.256187496.69792562906.62729212.589
  6058.853805298.66056662908.21529217.328
  6563.2955244710.9539962909.45329222.172
  7067.5416406413.5918462910.30429227.097
  74.543571.1929898816.2943162910.71129231.622終點

 



本文編號:6835

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