線路逐樁坐標(biāo)計(jì)算原理.doc

《線路逐樁坐標(biāo)計(jì)算原理.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、線路逐樁坐標(biāo)計(jì)算原理高等級公路、鐵路的測設(shè)通常要用全站儀應(yīng)用極坐標(biāo)法測設(shè)中線，利用極坐標(biāo)法測設(shè)中線就必須知道線路中線的點(diǎn)位坐標(biāo)。下面就有關(guān)計(jì)算原理進(jìn)行說明。直線段逐樁坐標(biāo)計(jì)算原理直線是線路中最基本的線形。直線以最短的距離連接兩目的地，具有線路短捷，汽車行車方向明確，駕駛操作簡單，視距良好等特點(diǎn)，同時(shí)直線線形簡單也容易計(jì)算。其計(jì)算方法和導(dǎo)線類似，知道一個(gè)已知點(diǎn)坐標(biāo)，直線的方位角和距離（即歷程差）就能計(jì)算未知點(diǎn)里程樁坐標(biāo)。如圖2-1，例如已知直線A點(diǎn)坐標(biāo)和直線方位角以及直線AB之間的距離推算B點(diǎn)坐標(biāo)：圖2-1直線線路（2-1）圓曲線逐樁坐標(biāo)

2、計(jì)算原理鐵路與公路線路的平面通常由直線和曲線構(gòu)成，這是因?yàn)樵诰€路的定線中，由于受地形、地物或其他因素限制,需要改變方向。在改變方向處，相鄰兩直線間要求用曲線連結(jié)起來,以保證行車順暢安全。這種曲線稱平面曲線。由于受地形等條件限制，路線總是不斷從一個(gè)方向轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向。這時(shí)為了工程能安全運(yùn)營，必須用曲線來連接。其中，圓曲線是最基本線路曲線之一，它是有一定曲率的圓弧。下面介紹圓曲線的理論計(jì)算。如圖2-2所示，直線與圓曲線的連接點(diǎn)稱為直圓點(diǎn)（ZY）；圓曲線的中點(diǎn)稱為曲線中點(diǎn)（QZ）；圓曲線與直線的連接點(diǎn)稱為圓直點(diǎn)（YZ）。圓曲線要素有線路轉(zhuǎn)向角

3、，圓曲線半徑R，圓曲線長L，外矢距E及切曲差。其中轉(zhuǎn)向角（單位：度、分、秒）和半徑R是已知數(shù)據(jù)，其余要素如切線長T，曲線長L,外矢距E,切曲差可以按下列關(guān)系式計(jì)算得出：圖2-2圓曲線（2-2）1)曲線要素計(jì)算由交點(diǎn)里程、切線長T和曲線長L計(jì)算曲線主點(diǎn)里程：ZY里程=JD里程-切線長TQZ里程=ZH里程+L/2YZ里程=ZY里程+曲線長L2)ZY點(diǎn)與YZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算由已知條件和計(jì)算出的曲線要素用極坐標(biāo)法求出ZY和YZ點(diǎn)坐標(biāo)。①ZY點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：（2-3）②YZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：（2-4）3)圓心O點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算注：曲線右偏時(shí)K值取“+1”；曲線左偏時(shí)取

4、“-”1；（2-5）4）計(jì)算全曲線上任意未知里程點(diǎn)里程差：里程差所對應(yīng)的圓心角：計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)：注：曲線右偏時(shí)K值取“+1”；曲線左偏時(shí)取“-”1；（2-6）緩和曲線逐樁坐標(biāo)計(jì)算原理車輛在圓曲線上行駛會產(chǎn)生離心力，為平衡離心力，可以通過升高道路外側(cè)（稱為超高）使車輛傾斜，而車輛在直線上行駛，道路外側(cè)并沒有超高。因此，從直線到圓曲線之間插入緩和曲線。緩和曲線的半徑由漸變?yōu)閳A曲線半徑R，超高由0漸變?yōu)閳A曲線設(shè)計(jì)的超高。緩和曲線可用螺旋線、三次拋物線等空間曲線來設(shè)置。我國采用螺旋線作為緩和曲線。如圖2-3所示，直線與緩和曲線的連接點(diǎn)稱為直緩點(diǎn)（Z

5、H）；緩和曲線與圓曲線的連接點(diǎn)稱為緩圓點(diǎn)（HY）；曲線的中點(diǎn)稱為曲中點(diǎn)（QZ）；圓曲線與緩和曲線的連接點(diǎn)稱為圓緩點(diǎn)（YH）；緩和曲線與直線的連接點(diǎn)稱為緩直點(diǎn)（HZ）。有緩和曲線的圓曲線要素有線路轉(zhuǎn)向角，圓曲線半徑R，緩和曲線長度，曲線的切線長T，曲線長L，外矢距E及切曲差q。圖2-3緩和曲線根據(jù)設(shè)計(jì)文件所給的已知條件計(jì)算出緩和曲線要素和逐樁坐標(biāo)。設(shè)計(jì)文件所給已知條件：交點(diǎn)坐標(biāo)及里程，曲線半徑R，緩和曲線長，轉(zhuǎn)向角。1)曲線要素計(jì)算：由轉(zhuǎn)向角，半徑，緩和曲線長計(jì)算曲線要素。（2-7）由交點(diǎn)里程，切線長T和曲線長L計(jì)算曲線主點(diǎn)里程：ZH里程

6、=JD里程-切線長THY里程=ZH里程+緩和曲線長QZ里程=ZH里程+YH里程=ZH里程+曲線長L-緩和曲線長HZ里程=ZH里程+曲線長L圖2-4緩和曲線2)ZH點(diǎn)與HZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：由已知條件和計(jì)算出的曲線要素用極坐標(biāo)法求出ZH和HZ點(diǎn)坐標(biāo)。①ZH點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：由的坐標(biāo)反算的坐標(biāo)方位角；（2-8）②曲線要素、HZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：由的坐標(biāo)反算的坐標(biāo)方位角；（2-9）坐標(biāo)反算示例：假設(shè)坐標(biāo)（2000，2000），坐標(biāo)（1000，1000）那么到的坐標(biāo)方位角為：（2-10）3)未知里程點(diǎn)在ZH-HY上的坐標(biāo)，方位角的計(jì)算：圖2-5緩和曲線段（2-1

7、1）為過點(diǎn)做直線的垂線距離，為ZH到直線所對應(yīng)的垂足的距離。注：曲線右偏時(shí)K值取“+1”；曲線左偏時(shí)取“-1”；求點(diǎn)坐標(biāo)：（2-12）計(jì)算點(diǎn)切線方位角：4）未知里程點(diǎn)在HY-YH圓曲線上的坐標(biāo)，方位角計(jì)算：圖2-6圓曲線段如圖1-3，為ZH到C點(diǎn)的距離；為到點(diǎn)的距離；為ZH到點(diǎn)的距離；為到點(diǎn)的距離；的角度值等于角的角度值。所以依據(jù)圖2-7可知：圖2-7圓曲線段（2-13）為過點(diǎn)做直線的垂線距離，為ZH到直線所對應(yīng)的垂足的距離。注：曲線右偏時(shí)取“+”；曲線左偏時(shí)取“-”。求點(diǎn)坐標(biāo)：（2-14）求點(diǎn)切線方位角：（2-15）5）未知里程點(diǎn)在Y

8、H-HZ緩和曲線上的坐標(biāo)，方位角的計(jì)算：圖2-8緩和曲線段由HZ向YH推，和ZH向HY推類似，曲線右偏時(shí)取“-”；曲線左偏時(shí)取“+”；（2-16）計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)方位角：（2-17）緩和曲線線路逐樁坐標(biāo)計(jì)算實(shí)例在