公路路线平曲线测设是公路工程测量的重要组成部分。平曲线基本形式有:圆曲线、缓和曲线、复曲线和回头曲线等。
本章主要介绍平曲线的常规测设原理与方法,以及单曲线遇障碍的测设。通过本章的学习,学生应能够:会用切线支距法和偏角法详细测设园曲线;理解遇障碍时曲线的测设方法;描述缓和曲线;能用切线支距法和偏角法测设带有缓和曲线段的园曲线;
第一节 圆曲线主点测设
在路线平曲线测设中,圆曲线是路线平曲线的基本组成部分,且单圆曲线是最常见的曲线形式。圆曲线的测设工作一般分两步进行,先定出曲线上起控制作用的点,称为曲线的主点测设,然后在主点基础上进行加密,定出曲线上的其它各点,完整地标定出圆曲线的位置,这项工作称为曲线的详细测设。
在图12-1中:
图 12-1
P点——公路路线测量中所测定的交点JD位置;
——路线转角;
R——圆曲线半径;
A点和B点——直线与圆曲线的切点,即圆曲线的起点ZY和终点YZ;
M点——分角线与圆曲线的相交点,即圆曲线的中点QZ;
T——圆曲线的切线长;
L——圆曲线的曲线长;
E——交点JD至圆曲线中点M的距离,称为外距。
根据图中的几何关系,单圆曲线元素按下列公式计算:
切线长:
曲线长: (12-1)
外距:
另外,为了计算里程和校核,还应计算切曲差(超距),即两切线长与曲线长的差值。
切曲差(超距) D=2T-L
二、圆曲线的主点测设
单圆曲线有三个主点,即曲线起点(ZY)、曲线中点(QZ)和曲线终点(YZ)。它们是确定圆曲线位置的主要点位。在其点位上的桩称为主点桩,是圆曲线测设的重要桩志。
1.主点里程桩号的计算
在中线测时中,路线交点(三星i788JD)的里程桩号是实际丈量的,而曲线主点的里程桩号是根据交点的里程桩号推算而得的。其计算步骤如下:
交点 JD 里程
-) T
圆曲线起点 ZY 里程
+) L
圆曲线终点 YZ 里程
-) L/2
圆曲线中点 QZ 里程
+) D/2
校核 JD 里程
2.主点的测设
如图12-1所示,自路线交点JD分别沿后视方向和前视方向量取切线长T,即得曲线起点ZY和曲线终点YZ的桩位。再自交点JD沿分角线方向量取外距E,便是曲线中点QZdrs系统的桩位。
例一 路线交点JD12的里程为K8+518.88,转角=104°40′,圆曲线半径R=30m,求圆曲线的主点里程。
解:1.圆曲线元素的计算:科教导刊
T=Rtan=30×tan=38.86(m)
L=·R=×104°40′×30=54.80(m)
E=R(sec-1)=30×(sec-1)=19.09(m)
D=2T-L=2×38.862-54.803=22.92(m)
2.圆曲线主点里程计算:
JD12 K8+518.88
-)T 38.86
ZY K8+480.02
+)L 54.80
YZ K8+534.82爱安海
-)L/2 27.40
QZ K8+507.42
-)D/2 11.46
校核 JD12 K8+518.88
第二节 圆曲线的详细测设
在公路中线测量中,为更详细更准确地确定路中线位置,除测定圆曲线主点外,还要按有关技术要求和规定桩距在曲线主点间加密设桩,进行圆曲线的详细测设。加密设桩的方法通常有两种:一种是整桩距法,即从曲线起点(或终点)开始,以相等的整桩距(整弧段)向曲线中点设桩,最后余下一段不足整桩距的零桩距。这种方法的桩号除加设百米和公里桩外,其余桩号均不为整数;另一种是整桩号法,即将靠近曲线起点(或终点)的第一个桩号凑为整数桩号,然后再按整桩距向曲线中点连续设桩,这种方法除个别加桩外,其余的桩号均为整桩号。
圆曲线详细测设方法很多,但最常用的有以下两种:
一、切线支距法
1.切线支距法原理
如图前缀12-2a)mst所示,切线支距法是以曲线的起点或终点为坐标原点,坐标原点至交点的切线方向为X轴,坐标原点至圆心的半径为Y轴。曲线上任意一点P即可用坐标值x和y(即切线支距)来确定。
2.切线支距的计算
设P为所要设置的曲线上任意一点,P到曲线起点(或终点)的弧长l,相对应的圆心角为,如图12-2a)所示,则P点的坐标为:
(12-2)
式中: =