曲线的测设

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综合曲线详细测设的主要方法有哪三种~

偏角法、切线支距法、极坐标法,现在都是直接算坐标放样了,极坐标法的延伸

岔后曲线是指道岔后面线路所设的曲线,测设要按照设计要求、规范和曲线的转角、半径等要素决定。当岔后两平行股道直线间距不大于5.2米时,岔后的连接曲线叫道岔附带曲线。不知你指的是那种?
道岔附带曲线在日常维护中,要保持良好状态,在曲线方向变化超过维护标准时,才进行整正。校核方法很多,一般现场多采用绳正法进行拨道,使其圆顺。
在整正前,都要做好现场调查,测定道岔号数(9#、10#、11#或12#)、平均股道间的线间距、附带曲线的半径等。再根据以上数据,定出附带曲线中央点、曲线头和曲线尾。
然后,可以用直股支距法、长弦矢距查表法、长弦矢距简便计算法等进行拨正。
有关道岔养护方法,比较专业,计算公式较多,如果你正从事铁路养护工作,建议你到路局的图书发行社,购买专业技术书籍查阅。太专业了,一时也解析不全面的。

线路(铁路、公路、厂区道路等)由于受地形地质和其他原因的限制,经常要改变方向。当线路改变方向时,或由一坡度转变为另一坡度时,为保证行车安全,一般须在水平方向和竖直方向设置曲线,用以连接相邻两直线。由一定半径的圆弧构成的曲线,称为圆曲线。本节将介绍在水平方向和竖直方向测设圆曲线的方法。

一、圆曲线的测设

1.圆曲线要素及其计算

图10-14 圆曲线要素图示

如图10-14所示,圆曲线的半径为R、偏角(路线转角)α、切线长T、曲线长L、外矢距E及切曲差q,称为曲线要素。其中R及α均为已知数据,由图10-14 可知各要素的计算公式为

建筑工程测量

2.圆曲线主点的测设

图10-15 圆曲线主点的测设

圆曲线的起点ZY、中点QZ和圆曲线的终点YZ称为圆曲线的主点。

测设时,将经纬仪置于交点JD 上(图10-15),分别瞄准后、前方向的交点或转点,沿方向线各量出切线长T,即可定出曲线起点ZY和终点YZ,然后在交点用经纬仪作角平分线,得QZ点方向,沿此方向量出外矢距 E,即得曲线中点QZ。在主要点测设后,还要进行检核。在测设曲线主点时,还要计算曲线主点的里程桩桩号。

3.圆曲线的详细测设

为了在地面上比较确切地反映圆曲线的形状,在施工时还必须沿着曲线每隔一定距离测设若干个点,如图10-16中的1,2,…,各点,这一工作称为圆曲线的详细测设。圆曲线详细测设的方法很多,较多采用的是偏角法和切线支距法。

(1)偏角法

偏角法是利用偏角(弦切角)和弦长来测设圆曲线。如图10-16所示,根据几何原理得各偏角的计算公式为

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式中:l——弧长。

当圆曲线上各点等距离时,则曲线上各点的偏角为第一点偏角的整倍数,即

δ1=ε,δ2=2δ1,…,δn=nδ1 (10-9)

测设时,可在ZY点安置经纬仪,后视JD点,拨出偏角δi,再以规定的长度l,自(i-1)点与拨出的视线方向交会得出i点。依此一直测设至曲线中点QZ,并与QZ校核其位置。

ci=2Rsin2δi (10-10)

图10-16 偏角法

图10-17 极坐标法

当所测设的曲线较短或用光电测距仪测设曲线时,也可用极坐标法进行。如图10-17所示,在曲线的起(终)点拨出偏角后,直接在视线方向上量取弦长ci,即可得出曲线上i点的位置。

(2)切线支距法

图10-18 切线支距法

如图10-18,以曲线起点ZY(或终点YZ)为坐标原点,切线方向为x轴,过ZY的半径方向为y轴,建立直角坐标系统。测设时,在地面上沿切线方向自ZY(或 YZ)量出 xi,在其垂线方向量出yi,即可得出曲线上的i点。

从图上可看出,曲线上任一点i的坐标为

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式中:

二、有缓和曲线的圆曲线的测设

为行车安全和舒适,常要求在直线和圆曲线的衔接处逐渐改变方向,因此在圆曲线和直线之间设置缓和曲线。缓和曲线是一段曲线半径由无限大渐变到等于圆曲线半径的曲线。我国采用螺旋线作为缓和曲线。

当圆曲线两端加入缓和曲线后,圆曲线应内移一段距离,才能使缓和曲线与直线衔接,如图10-19(a)所示。

1.缓和曲线要素的计算公式

从图10-19(b)可看出,加入缓和曲线后,其曲线要素可用下列公式求得

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式中:l0——缓和曲线长度;

m——加设缓和曲线后使切线增长的距离;

P——因加设缓和曲线圆曲线相对于切线的内移量;

β0——缓和曲线角度。

其中m,p,β0称为缓和曲线参数,可按下式计算

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图10-19 缓和曲线图示

2.具有缓和曲线的圆曲线主点的测设

具有缓和曲线的圆曲线,其主点有:直缓点ZH,缓圆点HY,曲中点QZ,圆缓点YH,缓直点HZ。

当求得T,E后,可按圆曲线主点的测设方法测设起点ZH、终点HZ和曲中点QZ,测设主点HY和YH,一般采用切线支距法,这就需要建立以直缓点ZH为原点,过ZH点指向交点方向为x轴、ZH点上缓和曲线的半径方向为y轴的直角坐标系(图10-20)。

缓和曲线上任一点的直角坐标的计算公式为

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式中:li——缓和曲线起点至缓和曲线上任一点的曲线长;

R——圆曲线的半径。

当li=l0时,即得缓圆点HY和圆缓点YH的直角坐标计算式

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求得HY和YH的坐标值后,即可按圆曲线测设中的切线支距法确定HY,YH点。

图10-20 缓和曲线主点的测设

图10-21 缓和曲线的详细测设

3.缓和曲线的详细测设

有缓和曲线的圆曲线的测设,常用的有偏角法和切线支距法,这里仅介绍用切线支距法测设曲线细部的方法。

用切线支距法进行曲线的详细测设时,首先应建立如图10-21所示的直角坐标系,然后利用曲线上各点在此坐标系中的坐标x,y测设曲线。

缓和曲线上各点的坐标计算公式如前,圆曲线上任一点i的坐标计算公式,从图10-21的几何关系中看出

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式中:

用切线支距法测设曲线细部的具体步骤与圆曲线的测设中所述相同。

三、竖曲线的测设

线路纵断面是由许多不同坡度的坡段连接成的。坡度变化之点称为变坡点。为了保证行车安全、舒适以及视距的需要,在两相邻坡度线间以圆曲线连接。这种连接不同坡度的圆曲线称为竖曲线,竖曲线有凹形和凸形两种。

1.竖曲线要素及其计算公式

1)竖曲线切线长度T由图10-22可知:

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式中:α——竖向转折角,其值一般都很小,故可用两相邻坡度值的代数差来代替,即

α=i1-i2

因为α很小,故

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2)竖曲线长度L,由于α很小,所以L=2T。

3)外矢距E。

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图10-22 竖曲线要素图示

2.竖曲线的测设

竖曲线的切线长T值求出后,即可由变坡点定出曲线的起点Z和终点Y。曲线上各点常用切线支距法测定(图10-18)。由于α很小,故可认为y坐标与半径方向一致,也可认为它是切线与曲线上的高程差,即

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算得高程差y,即可按坡度线上各点高程计算出各曲线点的高程。

竖曲线上各点的测设,以曲线起点Z(或终点Y)沿切线方向量取各点的x值(水平距离),并设置标桩。施工时,再根据附近已知高程点进行各曲线点设计高程的测设。

复习题

1.测设的基本工作有哪几项?测设与测量有何不同?

2.测设点的平面位置有几种方法?各适用于什么情况?

3.要在地面上精确测设已知长度的线段,须考虑哪些因素?

4.如何用一般方法测设已知数值的水平角?

5.已用一般方法测设直角∠AOB,并用多个测回测得其平均角值为90°00′48″,又知OB的长度为150m,问在垂直于OB的方向上,B点应该向何方向移动多少距离才能得到的90°角?

6.如图10-23,已知αAB=300°04′00″,xA=14.22m,yA=86.71m,x1=34.22m,y1=66.71m,x2=54.14m,y1=101.40m。试计算仪器安置于A点,用极坐标法测设1与2点的测设数据,并简述测设点位过程。

图10-23 极坐标法放样点位

7.利用高程为9.500m的水准点,测设高程为9.800m的室内±0.000 标高。设用一木杆立在水准点上时,按水准仪水平视线在木杆上画一条线,问在此杆上什么位置再画一条线才能使水平视线对准此线时,木杆底部就是±0.000标高位置?




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