1)缓和曲线常数的计算方法
缓和曲线的常数有:缓和曲线的倾角β0、圆曲线的内移值P和切线的外延量m。
如图13-9,虚线部分为一转向角为α、半径为R的圆曲线AB,今欲在两侧插入长为l0的缓和曲线。圆曲线的半径R不变而将圆心从O′移至O点,使得移动后的曲线离切线的距离为p。曲线起点沿切线向外侧移至E点,设DE=m,同时将移动后圆曲线的一部分(图中的C~F)取消,从E点到F点之间用弧长为l0的缓和曲线代替,故缓和曲线大约有一半在原圆曲线范围内,而另一半在原直线范围内。缓和曲线的倾角β0即为C~F所对的圆心角。这里缓和曲线的倾角β0、圆曲线的内移值p和切线的外延量m称为缓和曲线常数,其计算公式如下。
图13-9 缓和曲线连同圆曲线
由式(13-11)可知:
从图13-9中可以看出:
p=y0-R·(1-cosβ0)
将式(13-13)及cosβ0展开式代入上式,可得:
同样将式(13-13)及sinβ0的展开式代入上式,可得:
2)带有缓和曲线的圆曲线综合要素的计算
(1)圆曲线的曲线控制点
交点是曲线最重要的曲线控制点,用JD来表示,圆曲线的其他5个控制点是:直缓点ZH、缓圆点HY、曲中点QZ、圆缓点YH和缓直点HZ。
(2)圆曲线的要素和里程计算(www.daowen.com)
为了要测设这些控制点并求出这些点的里程,必须计算圆曲线要素,主要有切线长T、外矢距E、曲线长L和切曲差D。
如图13-9,各曲线要素计算公式如下:
式中:R——圆曲线的半径;
α——转向角,其大小均由设计确定。
圆曲线上各点的里程都是从一已知里程的点开始沿曲线逐点推算。一般已知JD点的里程(JD里程是从前一直线段推算而得),再由它推算其他各控制点的里程。
ZH(里程)=JD(里程)-T (13-18a)
【例13-2】 已知一带有缓和曲线的圆曲线,转向角α=24°36′48″,设计半径R=500m,缓和曲线长l0=80m,交点JD里程为K12+382.40,计算缓和曲线常数、曲线的要素及曲线控制点里程。
【解】 ①缓和曲线常数计算:
②圆曲线的要素计算:
③曲线控制点里程计算及检核:
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