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其他类型平面曲线的测设

时间:2022-08-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:由两个或两个以上同向的不同半径R1、 R2圆曲线组成的曲线称为复曲线。有时候复曲线的元素α1、 α2采用实地测定的办法。这时,预先只设计其中一圆曲线半径,另一圆曲线半径需通过解算求得。在公路曲线测设中,还有一种用以连接不同平面上直线的曲线,称为立交曲线。该曲线由高度为h1的平面上升到高度为h2的平面。由于地形条件的限制,或因线路改动的需要,在线路设计中往往在圆曲线的两端加设不等长的缓和曲线,称为非对称线形。

一、回头曲线

回头曲线是交点位于曲线内侧、偏角接近或大于180°的曲线,见图7-23。对这样的线路,若按常规方法设计曲线,将使线路长度缩短,但对克服高度不利。图7-23所示的回头曲线,它由直线、缓和曲线及圆曲线组成。其曲线要素的计算公式如下:

图7-23 回头曲线

回头曲线的偏角接近180°,交点JD不易在现场测得,曲线的起点ZH及终点HZ可按以下步骤测设:

(1)在曲线附近的直线上适当的位置选定副交点C、 D,并测量CD长度及角度θ1、θ2

(2)在△ACD中,根据正弦定理求得AC、 AD长度;

(3)副交点C至曲线起点ZH之距离CB=T-AC,副交点D至曲线终点HZ之距离DE=T-AD。然后由C、 D分别量出CB、 DE的长度,即得ZH及HZ的位置。

回头曲线在公路工程中应用较多,在铁路工程中仅在山岭地区等少数情况下使用,现代铁路建筑中,常以隧道来克服地形的障碍,以解决线路的选择问题,避免采用回头曲线展线。

二、复曲线

由两个或两个以上同向的不同半径R1、 R2圆曲线组成的曲线称为复曲线。两圆曲线之间,可以用缓和曲线连接,也可以直接连接。下面介绍直接连接的情况。

图7-24 复曲线

如图7-24所示,半径为R1与R2的复曲线的交点为JD,起点为ZY点,终点为YZ点,公共切点为YY。在设计选定R1、 R2及α1、 α2后,可算得曲线要素T1、 L1、 E1及T2、 L2、 E2,此时AB=T1+T2。从△ABC中可求得AC与BC的长度。

有时候复曲线的元素α1、 α2采用实地测定的办法。这时,预先只设计其中一圆曲线半径,另一圆曲线半径需通过解算求得。其关键是在于现场选定A、 B点的位置,并测定偏角α1、α2及AB的距离,依据观测数据与设计半径R1,算得T1、 L1、 E1,此时有T2=SABB-T1 。再按α2和R2可求得曲线要素L2、E2

三、立交曲线

在公路曲线测设中,还有一种用以连接不同平面上直线的曲线,称为立交曲线。该曲线由高度为h1的平面上升到高度为h2的平面。立交曲线在现代化城市建设中应用很广。立交曲线是空间曲线,其测设既有平面,又有高程,但通常是分别测设,高程测设的方法在第三章中已讲述,故在此只介绍平面部分的测设。

(一)立交圆曲线

立交圆曲线是一个半径为R的连接着立体交叉上、下两条直线段的圆曲线,它由高度h1均匀上升到高度h2。如图7-25所示,曲线的起点ZY与下线相连,曲线的终点YZ与上线连接,设计时应给定曲线半径R,选线时实地钉出交点JD′,并测定偏角α′。据α′及R即可求得相应的曲线(虚圆曲线)要素T′、 L′及E′,进而获得立交圆曲线(实圆曲线)的要素: (1) α=360°-α′ , (2) L=2πR-L′ (3)E=2R+E′。

如图7-25所示,立交圆曲线交点的里程有两个:即下线的里程为JD′下,上线的里程为JD′上。则主要点的里程计算方法为: (1) ZY点的里程=JD′下的里程+T′ ; (2) QZ点的里程=ZY的里程+L/2; (3) YZ点的里程=QZ的里程+L/2; (4) JD′上的里程=YZ的里程+T′ 。

图7-25 立交圆曲线

图7-26 有非对称缓和曲线的圆曲线

(二)有非对称缓和曲线的圆曲线要素及计算

由于地形条件的限制,或因线路改动的需要,在线路设计中往往在圆曲线的两端加设不等长的缓和曲线,称为非对称线形。这种非对称线形的曲线测设与对称线形的曲线测设的差别只在于主点曲线要素的计算公式有所变化。

如图7-26所示,设圆曲线的半径为R,线路转角为α,缓和曲线的长度分别为l01和l02。按前面讲述的公式可求得m1、 p1、 β1和m2、 p2、 β2。则切线长和曲线长为:

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