道路工程曲線設計

道路工程曲線設計實習一、設計目的二、設計任務三、設計地點某大學校園四、儀器選取全站儀一臺、經緯儀一臺、鋼尺、花桿。五、踏勘選點選取學校控制點R、S，即RS為起始導線邊。R的坐標X，Y=，Z=，R點位于學?；顒又行奈髂辖?。S的坐標X=，y=，Z=，S點位于學?；顒又行恼?。然后踏勘選點，根據校園實際情況，我分別選取點A、B、C、D、E，放向是由西向東，從而構成一條支導線。具體圖形見附圖。六、設計步驟1、導線坐標計算由于R和S點已知坐標，所以，我可以根據公式計算出坐標方位角式中、計算公式如下：式中為控制點R、S的水平距離，這個距離可以用全站儀測出，也可以用鋼尺量距測出，由于用鋼尺會產生較大的誤差，而且操作麻煩，所以我選擇用全站儀測距。將全站儀架在控制點S上，就可以測出和R、S的距離，以及S、A的距離。一次類推，分別將儀器架在導線點A、B、C、D上，就可以測出我們所需要的數據，如下：、、、、、、、。由于起使邊方位角已知，這樣，就可以分別計算出、、、、。具體計算公式如下：注：如果最后計算出來的坐標方位角不在（—）之間，就用這個坐標方位角減去。由于R、S坐標已知，各導線點坐標方位角已知，導線點間距離已知，這樣就可以計算出導線點A、B、C、D、E的坐標。計算公式如下：A點坐標計算：B點坐標計算：C點坐標計算：D點坐標計算：E點坐標計算：2、線路設計根據交點坐標就可以進行線路的設計。如圖所示，其中A、B、C、D為交點。根據實地情況和滿足設計要求，我所設計的S-A-D段和B-C-D段為圓曲線，A-B-C段和C-D-E段為具有緩和曲線的圓曲線。2.1、SAD段圓曲線設計（1）對于SAD段的圓曲線，我所設計的曲線半徑r=30米，偏角為。偏角可以從實地測出來，具體做法如下：把全站儀架在A上，然后正鏡瞄準S點，講水平角置零、把望遠鏡豎直調轉180度，之后再瞄準B點，這樣就可以測出偏角。我們還可以用180度減去，來檢核一下偏角。根據公式，可以計算出圓曲線的各個元素：切線長度：曲線長度：外失距：切曲差：（2）圓曲線主點放樣將經緯儀安置在交點上，瞄準SA段直線上一點，經緯儀水平讀盤置零。有JD出發(fā)沿視線方向丈量T，定出ZY點。經緯儀向曲線內轉動，得到角分線方向，在該方向上沿視線方向從JD出發(fā)丈量E，定出QZ點。繼續(xù)轉動，在該方向上丈量T，定出YZ點。（3）圓曲線細部計算與放樣1）偏角法細部計算圓曲線的各個要素求出來會之后下一步就要進行圓曲線的細部計算，分別有直角坐標法、偏角法、弦線偏距法這三種方法。由于偏角法放樣圓曲線的計算和操作都比較簡單、靈活，而且可以自行閉合、自行檢核，應用比較廣泛，所以我選取偏角法來進行細部計算和到實地放樣。偏角法計算具體方法如下：根據幾何原理，偏角等于該弦所對圓心角的一半，即弦長可由下式進行計算在實際工作中，曲線起點（或終點）的里程往往不是10（20）的整數倍，但是為了使測量和施工方便，一般要求曲線樁的里程為10（20）的整數倍。因此，可讓第一段和末段弧長小于10（20）m，從而使得各細部點的里程能湊到整數。偏角的計算公式如下：式中——第一段弧長所對圓心角；、——規(guī)定弧長L所對圓心角和偏角；——最末端段弧長所對的圓心角。2）偏角法放樣步驟針對圖上S-A-B段路線，說明一下具體偏角法放樣圓曲線步驟安置經緯儀于ZY點上，以JD定向，使讀盤讀數為零。轉動經緯儀，使度盤讀數等于第一點的偏角，由ZY點沿視線方向丈量出第一段弧長所對應的弦長，即得到曲線上第一點。再轉動儀器，使讀盤讀數等于第二點的偏角，由ZY沿視線方向量出第二段弧對應的弦長，即為第二點。按上面的操作方法，繼續(xù)放樣其余各點，直至QZ點。同樣方法放樣曲線的另一半，亦以QZ點閉合。若放樣的點不與QZ點重合，其橫向誤差不得大于，縱向誤差不得大于。以上是對于圓曲線的各要素計算方法、詳細放樣計算方法以及實地放樣步驟。2.2、具有緩和曲線的圓曲線的計算方法和放樣步驟。對于線路A-B-C段和C-D-E我設計的是具有緩和曲線的圓曲線，我下面主要針對C-D-E段進行詳細介紹：我所設計的曲線半徑r=45m，緩和曲線長m，偏角為。偏角的得到方法與圓曲線取得偏角的方法相同。（1）曲線要素計算1）緩和曲線常數的計算緩和曲線的常數包括曲線的切線角、圓曲線的內移值p和切線外移量m，根據我所設計的緩和曲線長度和圓曲線半徑R，其計算公式如下2）有緩和曲線的圓曲線要素計算切線長度：曲線長度：外矢距：切曲差：（2）曲線主點放樣1）ZH、QZ、HZ可以采用圓曲線的放樣方法。將經緯儀安置在交點上，瞄準CD段直線上一點，經緯儀水平讀盤置零。有JD出發(fā)沿視線方向丈量T，定出ZH點。經緯儀向曲線內轉動，得到角分線方向，在該方向上沿視線方向從JD出發(fā)丈量E，定出QZ點。繼續(xù)轉動，在該方向上丈量T，定出HZ點。2）HY、YH點的放樣ZH和HZ點放樣好后，分別以ZH和HZ為原點建立直角坐標系，利用公式計算出HY和YH點的坐標，采用切線支距法確定出HY、YH點的位置。緩和曲線上各點的直角坐標計算公式：我們還可以根據方位角、距離的計算公式來計算出HY、YH的確切坐標，而不是相對坐標。（3）綜合曲線的詳細放樣對于綜合曲線而言，有兩種方法可以計算出放樣的數據。分別是切線支距法和偏角法。由于本次設計之前介紹了偏角法放樣步驟，下面我就用切線支距法來計算和放樣，如圖所示。1）放樣數據的計算從ZH點開始，緩和曲線段上各點坐標計算公式為：式中——第i個細部點距ZH的里程在圓曲線上各段點坐標計算公式：2）放樣步驟a）將經緯儀安置在JD上，定出JD到ZH和JD到HZ兩條直線的方向。b）自ZH點出發(fā)沿著到JD方向，水平丈量點的橫坐標，得到在橫坐標軸上的垂足。c）在各個垂足點上用經緯儀標定出與切線垂直的方向，然后在該方向上依次量取對應的縱坐標，就可以確定對應的碎部點。d）同樣的方法可以進行從YZ點到QZ點之間曲線段的細部點的放樣工作，完成后也應該進行校核。困難地段曲線測設交點不能安置儀器時的主點放樣線路的交點有時落到河流里或其他不能安置儀器的地方，致使線路偏角不能再交點上測得，曲線起、終點也不能直接從交點上來確定。此時可采用設置輔助交點法進行主點放樣。曲線起點或終點不能安置儀器的放樣方法當曲線起點或終點不能到達時，可采用極坐標法放樣曲線點。點i位于放樣的曲線點，在JD安置儀器，以外矢距方向定向撥角沿此方向量距d,即的i點。和值還可以用坐標反算求得。在放樣時，為了避免以QZ點位后視使視線太短所帶來的影響，可以在放樣QZ點的同時，再沿外矢距較遠處定出一點，以作為后視。或者以切線方向定向，使度盤讀數為，轉動照準部使度盤讀數為零時即外矢距方向。心得總結通過本次設計學習，鞏固、擴大和加深我從課堂上所學的理論知識，掌握了全站儀、經緯儀的使用知識，還有學會了施工圓曲線、綜合曲線的繪制方法，獲得了測量理論工作的初步經驗和基本技能，本次設計著重培養(yǎng)了我們的獨立工作能力，培養(yǎng)了我的計算和繪