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测量中有关缓和曲线、圆曲线、竖曲线的知识介绍(圆曲线)

发布:2024-06-26 浏览:43

核心提示:关于缓和曲线、圆曲线、竖曲线的原理可以看书了解,我用几张图片简单介绍一下。然后列举几个题目,并给出解答过程,这几个题目可以好好参考。基本知识点:例题及详细解答过程:1、已知一条线路,起点坐标为QD(2819.272,3816.598);交底坐标为JD(3308.546,4688.728)、里程为DK12+212.500,曲线半径为1000、前后缓和曲线长度为120m;终点坐标为ZD(2804.277,5813.457)。(1)计算直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点里程及坐标;(2)里程DK12+606

关于缓和曲线、圆曲线、竖曲线的原理可以看书了解,我用几张图片简单介绍一下。
然后列举几个题目,并给出解答过程,这几个题目可以好好参考。
基本知识点:例题及详细解答过程:1、已知一条线路,起点坐标为QD(2819.272,3816.598);交底坐标为JD(3308.546,4688.728)、里程为DK12+212.500,曲线半径为1000、前后缓和曲线长度为120m;终点坐标为ZD(2804.277,5813.457)。
(1)计算直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点里程及坐标;(2)里程DK12+606.500处有一斜交涵洞,斜交角度为60°,涵洞宽8m、长30m,如上图所示,计算涵洞四个角点A、B、C、D的坐标解答:(1)计算直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点里程及坐标;内移值:p=ls²/24R=120²/24/1000=0.6m 切线增值:q=ls/2-ls³/240R²=120/2-120³/240/1000²=59.993mα1=arctan(△Y/△X)= arctan(872.130/489.274)=60°42′25.6″α2=arctan(△Y/△X)=arctan(1124.729/-504.269)+180°=114°8′56.2″α=α2-α1=53°26′30.6″ α/2=26°43′15.3″切线长:T=(R+p)tanα/2+q=563.7外距:E=(R+p)secα/2-R=120.233 缓和曲线角:β=ls/2R=120/2/1000=0.06 换算:3°26′15.9″圆曲线角:αy=α-2β=46°33′58.8″圆曲线长:ly=R*αy/180°*π=1000*46°33′58.8″/180°*π=812.736mZH点里程:JD里程-T=K12+212.5-563.7=K11+648.8 HY点里程:ZH点里程+ls= K11+648.8+120=K11+768.8QZ点里程= HY点里程+ly/2= K11+768.8+812.736/2= K12+175.168YH点里程= QZ点里程+ly/2= K12+175.168+812.736/2= DK12+581.536HZ点里程= YH点里程+ls= DK12+581.536+120= DK12+701.536ZH点坐标: △X=cosα1*T=cos60°42′25.6″*563.7=275.804 △Y=sinα1*T=sin60°42′25.6″*563.7=491.619 XZH=XJD-△X =3308.546-275.804=3032.742 YZH=YJD-△Y =4688.728-491.619=4197.109HZ点坐标: △X=cosα2*T=cos114°8′56.2″*563.7=-230.615 △Y=sinα2*T=sin114°8′56.2″*563.7=514.368 XHZ=XJD+△X =3308.546+(-230.615)=3077.931 YHZ=YJD+△Y =4688.728+514.368=5203.096QZ点坐标: 外距方位角:αw=α2+(180°-α)/2=177°25′40.9″ △X=cosαw*E=cos177°25′40.9″*120.233=-120.112 △Y=sinαw*E=sin177°25′40.9″*120.233=5.395 XQZ=XJD+△X =3308.546+(-120.112)=3188.434 YQZ=YJD+△Y =4688.728+5.395=4694.123HY点坐标:X圆心= XQZ+R*cosαw =3188.434+1000*cos177°25′40.9″=2189.441Y圆心= YQZ+R*sinαw =4694.123+1000*sin177°25′40.9″=4738.997α圆心-QZ=αw+180°=357°25′40.9″α圆心-HY=α圆心-QZ-αy /2=357°25′40.9″-46°33′58.8″/2=334°8′41.5″ XHY= X圆心+R*cosα圆心-HY=2189.441+1000*cos334°8′41.5″=3089.341 YHY= Y圆心+R*sinα圆心-HY=4738.997+1000*sin334°8′41.5″=4302.900YH点坐标: α圆心-YH=α圆心-QZ+αy /2=357°25′40.9″+46°33′58.8″/2-360°=20°42′40.3″ XYH= X圆心+R*cosα圆心- YH =2189.441+1000*cos20°42′40.3″ =3124.816 YYH= Y圆心+R*sinα圆心- YH =4738.997+1000*sin20°42′40.3″=5092.655(2)里程DK12+606.500处有一斜交涵洞,斜交角度为60°,涵洞宽8m、长30m,如上图所示,计算涵洞四个角点A、B、C、D的坐标根据里程DK12+606.500可得此涵洞在第二缓和曲线上HZ点坐标: XHZ= 3077.931,YHZ= 5203.096 HZ点里程:DK12+701.536 α2=114°8′56.2″lh= DK12+701.536-DK12+606.500=95.036 X1= lh – lh5/40R²ls²=95.036-0.013=95.023 Y1= lh ³/6R ls=95.036³/(6*1000*120)=1.192Xh= XHZ –X1*cos114°8′56.2″-Yh*sin114°8′56.2″=3077.931-95.023* cos114°8′56.2″-1.192*sin114°8′56.2″=3077.931+38.875-1.088= 3115.718Yh= YHZ - Xh*sin114°8′56.2″+Yh*cos114°8′56.2″=5203.096-86.707+(-0.488)=5115.901αh=α2-βh=114°8′56.2″-2°9′22.3″=111°59′33.9″αh-(A-B)=αh-120°+360°=351°59′33.9″X A-B=Xh+15*cos351°59′33.9″=3115.718+14.854=3130.572Y A-B=Yh+15*sin351°59′33.9″=5115.901-2.089=5113.812αA=αh-(A-B)-90°=351°59′33.9″-90°=261°59′33.9″XA= X A-B+4*cosαA =3130.572+4*cos261°59′33.9″=3130.015YA= Y A-B+4*sinαA =5113.812+4*sin261°59′33.9″=5109.851XB= X A-B+4*cosαA =3130.572+4*cos81°59′33.9″=3131.129YB= Y A-B+4*sinαA =5113.812+4*sin81°59′33.9″=5117.773X C-D=Xh+15*cos171°59′33.9″=3115.718-14.854=3100.864Y C-D=Yh+15*sin171°59′33.9″=5115.901+2.089=5117.990XC= X C-D +4*cosαA =3100.864+4*cos261°59′33.9″=3100.307YC= Y C-D +4*sinαA =5117.990+4*sin261°59′33.9″=5114.029XD= X C-D +4*cosαA =3100.864+4*cos81°59′33.9″=3101.421YD= Y C-D +4*sinαA =5117.990+4*sin81°59′33.9″=5121.9512、已知某高速公路左右分离式隧道,基底宽度MN=10米,如下图所示:ZH点里程为DK5+540,坐标为(X=3519274.833,Y=500171.301)ZH点到JD的坐标方位角为99°32′00.3″,隧道洞门里程为DK5+620,位于右偏曲线的缓和曲线上,该缓和曲线参数A=200。
根据所给建筑物与线路的位置关系,完成下列要求(计算结果精确到1mm):1、计算DK5+620线路中线点O处的曲线半径R及O点线路中心线的切线方位角;2、计算洞门DK5+620线路中线点O的坐标;3、计算隧道洞门基底M、N点坐标;解答:1、计算DK5+620线路中线点O处的曲线半径R及O点线路中心线的切线方位角;答:lo= DK5+620- DK5+540=80 A²=l*R R=A²/lo=40000/80=500 β=lo²/2Rlo=0.08 换算4°35′1.2″ αo=α1+β=99°32′0.3″+4°35′1.2″=104°7′1.5″2、计算洞门DK5+620线路中线点O的坐标;答: X1= lo – lo5/40R²lo²=80-0.051=79.949 Y1= lo ³/6R lo=80³/(6*1000*80)=2.133 D=√(X1²+ Y1²)=79.977 弦长夹角:Arctan Y1/X1=1°31′41.7″ 弦长方位角α=99°32′0.3″+1°31′41.7″=101°03′42″ Xo=XZH+D*cosα=3519274.833+(-15.345)=3519259.488 Yo=YZH+D*sinα=500171.301+78.491=500249.7923、计算隧道洞门基底M、N点坐标;答:αM=αo-90°=104°7′1.5″-90°=14°7′1.5″ αN=αo+90°=104°7′1.5″+90°=194°7′1.5″ XM=Xo+D*cosαM=3519259.488+4*cos14°7′1.5″=3519263.367 YM=Yo+D*sinαM=500249.792+4*sin14°7′1.5″=500250.768 XN=Xo+D*cosαM=3519259.488+6*cos194°7′1.5″=3519253.670 YN=Yo+D*sinαM=500249.792+6*sin194°7′1.5″=500248.3283、已知一道路,起点里程DK0+380,该处高程为28.619m;DK0+430处高程为27.347m,竖曲线半径为600;终点里程为DK0+460,该处高程为29.666m,分别计算DK0+389.21、DK0+417.77、DK0+439.04、DK0+468.08处的高程。
解答:i1=(27.347-28.619)/(430-380)=-0.02544 i2=(29.666-27.347)/(460-430)=0.0773 ω= i2- i1=0.0773-(-0.02544)=0.10274 为凹曲线 曲线长L=R*ω=600*0.10274=61.644 切线长T=L/2=61.644/2=30.822 竖曲线起点里程:=(K0+430)-30.822= K0+399.178 竖曲线终点里程:=(K0+430)+30.822= K0+460.822 竖曲线起点高程:=27.347+30.822*0.02544=28.131 竖曲线终点高程:=27.347+30.822*0.0773=29.730 1、DK0+389.21 判定该点位于i1直线上 H=27.347+(430-389.21)*i1=28.385 2、DK0+417.77 判定该点位于前半竖曲线上 L=417.77-399.178=18.592 竖距h=L²/2R=18.592²/2/600=0.288 切线点高程H1=28.131-18.592*i1=28.131-0.473=27.658 实际高程H=H1+h=27.658+0.288=27.946 3、DK0+439.04 判定该点位于后半竖曲线上 L=460.822-439.04=21.782 竖距h=L²/2R=21.782²/2/600=0.395 切线点高程H1=29.730-21.782*i2=29.730-1.684=28.046 实际高程H=H1+h=28.046+0.395=28.441 4、DK0+468.08 判定该点位于i2直线上 H=29.730+(468.08-460.822)*i2=30.2914、已知一道路,起点里程DK0+050,该处高程为8.000m;DK5+260处高程为35.000m,竖曲线半径为250000;终点里程为DK8+405,该处高程为8.000m,分别计算DK3+100.956、DK5+000.125、DK5+650.500、DK7+627.515处的高程。
答:i1=(35-8)/(5260-50)=0.00518 i2=(8-35)/(8405-5260)=-0.008585 ω= i2- i1=-0.008585-0.00518=-0.01376 为凸曲线 曲线长L=R*ω=250000*0.01376=3441.264 切线长T=L/2=3441.264/2=1720.632 竖曲线起点里程:=(K5+260)-1720.632= K3+539.368 竖曲线终点里程:=(K5+260)+1720.632= K6+980.632 竖曲线起点高程:=35-1720.632*0.00518=26.087 竖曲线终点高程:=35-1720.632*0.008585=20.228 1、DK3+100.956 判定该点位于i1直线上 H=26.087-(K3+539.368- K3+100.956)*i1=23.816 2、DK5+000.125 判定该点位于前半竖曲线上 L=5000.125-3539.368=1460.757 h=L²/2R=1460.757²/2/250000=4.267 切线点高程H1= 33.654 实际高程H=H1-h=29.387 3、DK5+650.500 判定该点位于后半竖曲线上 L=6980.632-5650.5=1330.132 竖距h=L²/2R=1330.132²/2/250000=3.538 切线点高程H1=31.647 实际高程H=H1-h=31.647-3.539=28.109 4、DK7+627.515 判定该点位于i2直线上H=20.228-(7627.515-6980.632)*i2=14.6755、有一段高速铁路,平曲线为单交点,起点里程为K00+000.000,坐标为(803121.767, 1207813.609),交点坐标为(804908.483,1214608.078)、半径为12000m、前后缓和曲线长度为230m,终点坐标为(802629.608,1219248.846),如图1所示:该段路线,只有一个竖曲线,其中起点轨面标高为325.526m,里程K11+085.00处轨面标高为266.000m,半径为6000,终点处标高为302.650m,如图2所示。
在里程K11+125.345处有一个桥墩,该处立面结构如图3所示;该桥墩横向预偏心为30cm,有6根钻孔桩,几何尺寸如图4所示; (1) 计算K11+125.345处轨面标高、垫梁石标高、承台顶面标高;(2) 计算6根钻孔桩坐标及桩顶标高。
第五题可自行解决。

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