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一、概念
卵形曲線:是指在兩半徑不等的圓曲線間插入一段緩和曲線。也就是說:卵形曲線本身是緩和曲線的一段,隻是在插入時去掉了靠近半徑無窮大方向的一段,而非是一條完整的緩和曲線。
二、卵形曲線坐标計算原理
根據已知的設計參數,求出包括卵形曲線的完整緩和曲線的相關參數和曲線要素,再按緩和曲線坐标計算的方法來計算卵形曲線上任意點上的坐标。
三、坐标計算
以雅(安)至攀(枝花)高速公路A合同段(西昌西甯)立交區A匝道一卵形曲線為例,見表:
1、緩和曲線(卵形曲線)參數計算
2.卵形曲線所在緩和曲線要素計算
卵形曲線長度LF由已知條件知:
卵形曲線作為緩和曲線的一段,因此先求出整條緩和曲線的長度LS,由此找出HZ'點的樁号及坐标(實際上不存在,隻是作為卵形曲線輔助計算用)
由上說明計算正确
3.HZ'點坐标計算
y=∑ {(-1)N-1×L4N-1 ÷[(2N-1)!×(2c)2N-1×(4N-1)]}
①用緩和曲線切線支距公式計算,緩和曲線切線支距公式通式:
公式中符号含義:
n — 項數序号(1、2、3、……n);
!— 階乘
R — 圓曲線半徑;
Ls — 緩和曲線長
②現取公式前6項計算(有關書籍中一般為2-3項,不能滿足小半徑的緩和曲線計算精度要求,如本例中AK0 090~AK0 160段緩和曲線,如AK0 160中樁坐标帶2項算誤差達8cm),公式如下:
公式中L為計算點至ZH'或HZ'的弧長
HZ':AK0 368.213的坐标從YH1:AK0 223.715推算,
L=LS=HZ'-YH1=368.213-223.715=144.498
将L=LS 代入公式(1)、(2)得:
X = 117.1072 Y = 59.8839
L對應弦長C=√(X2 Y2)= 131.5301
偏角a1 = arctg(Y÷X)= 27°05’00.2”
* 偏角計算用反正切公式,不要用其它公式。
緩和曲線切線角:
* K為卵型曲線參數,本例中
4.HZ’:AK0 368.213點的切線方位角(D"B)計算
D"B方位角:
=205°24’33.6” Q2=205°24’33.6” 82°47’28.5”= 288°12’02.1”
∴B"D切線方位角:
=288°12’02.1”-180=108°12’02.1”
5.計算卵型曲線上任意點坐标(以HZ’:AK0 368.213作為推算起點)
①計算HY2:AK0 271.881的坐标
∵L = HZ’- HY2 = 368.213 - 271.881 = 96.332
代入公式1、2得: X = 92.434 Y = 20.022
偏角Q= arctg(Y÷X)= 12°13’19.61”
對應弦長C = √(X2 Y2)= 94.578
坐标:
②與設計值比較:
rX=X計算值-X設計值=9880.442-9880.438 = 0.004
rY=Y計算值-Y設計值=10100.902-10100.904 = -0.002 mm
同理依次可計算出卵型曲線上其它任意點的坐标。
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