施工中的中桩坐标获取有2种情况,一是由设计单位提供的设计图表中获取统一坐标系坐标。二是由线路控制桩控制线路,可在施工标段内建立施工坐标系,计算中线逐桩坐标,以便采用坐标法放样。
(一)直线段坐标计算
如图4.8.1所示,直线上一点i的坐标为:
式中 xi,yi——计算点的坐标;
x0,y0——直线段已知起点坐标;
α——转向点之间的切线方位角;
li——直线上起点至计算点距离。
图4.8.1 直线段坐标计算方法
(二)缓和曲线及圆曲线段坐标计算
1.切线坐标系坐标
(1)缓和曲线。
式中 C=Rl0
(2)圆曲线。
圆曲线各点坐标按式(4.7.8)计算。
2.线路统一坐标系坐标计算
如图4.8.2所示,曲线任一点坐标计算步骤如下:
(1)计算ZH点坐标。
用相邻两交点已知坐标进行坐标反算,计算出直线段方位角αZJ,选择直线段起点坐标,按照式(4.8.1),计算ZH点坐标。
(2)计算HZ点坐标。
式中 α——转向角,右转向角“+α”,左转向角“-α”。
(3)计算测设点在切线坐标系的坐标。
测设点位于ZH至HY或HZ至YH之间用式4.8.2。测设点位于HY至YH之间用式4.7.8。
(4)计算ZH至YH之间的测设点在统一坐标系中的坐标。
式中 αZi——ZH点至计算点i的坐标方位角;
αZJ——ZH点至JD点的坐标方位角;
“±”号,右转向曲线用“+”,左转向曲线用“-”。
(5)计算HZ至YH之间的测设点在统一坐标系中的坐标。
式中 xJH——JD至HZ点的坐标方位角;
αHi——H点至计算点i的坐标方位角;
“∓”号,右转向曲线用“-”,左转向曲线用“+”。
【例4.8.1】 某公路JD4、JD5的坐标见表4.8.1,JD4的半径R=400 m,缓和曲线长l0=90 m,β左=48°15′47″。试计算各中桩(缓和曲线上10 m一个点、圆曲线上20 m一个点)的坐标。
表4.8.1 某线路已知点坐标表
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【解】(1)计算曲线要素、常数及主点里程见表4.8.2。
表4.8.2 曲线要素、常数、主点里程表
(2)方位角计算。
① 计算αJD4-JD5:
该直线方位角在第二象限。
② 计算αJD4-HZ:
因为JD4、HZ、JD5三点在同一直线上,所以
③ 计算αZH-JD4、αJD4-ZH:
(3)计算直线上中桩坐标。
① 计算ZH点坐标:
② 计算HZ点坐标:
③ 计算直线上任意中桩坐标(以K3+000为例)。
中桩K3+000到JD4的距离为Li:
(4)计算缓和曲线上任意中桩的坐标。
① 第一缓和曲线上任意中桩坐标(以K3+576.875为例)。
在切线坐标系中的坐标为:
② 第二缓和曲线上任意中桩坐标(以K2+923.815为例)。
在切线坐标系中的坐标为:
(5)计算圆曲线段内任一点中桩坐标(以K2+700为例)。
① 切线坐标系中:
② 统一坐标系中:
3.中桩坐标计算成果(见表4.8.3)
表4.8.3 中桩坐标表
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