第七章-道路勘測設(shè)計(jì)-定線方法_第1頁
第七章-道路勘測設(shè)計(jì)-定線方法_第2頁
第七章-道路勘測設(shè)計(jì)-定線方法_第3頁
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文檔簡介

定義:在選線的基礎(chǔ)上,具體定出道路中線位置的過程。任務(wù):按照已定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在選定的“路線帶”

的范圍內(nèi),結(jié)合地形、地質(zhì)條件,考慮平、縱、橫三面的安排,定出道路中線的位置的過程。定線方法:直接定線:用于標(biāo)準(zhǔn)較低的路線。

紙上定線:用于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的、地形、地物復(fù)雜的路線。定線參加人員:道路、橋梁、水文、地質(zhì)、園林、生態(tài)、環(huán)境方面的技術(shù)人員。側(cè)重點(diǎn):平原微丘:正確繞避平面障礙,控制點(diǎn)間路線短捷順直山嶺重丘:合理利用地形,避讓艱巨工程和不良地質(zhì)紙上定線:在大比例尺(一般以1:1000為宜)地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法:

(一)定導(dǎo)向線

1.確定路線方案。第一節(jié)紙上定線B起點(diǎn)平臺斷崖終點(diǎn)紙上定線:在大比例尺(一般以1:1000為宜)地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法:

(一)定導(dǎo)向線

1.確定路線方案。

2.繪勻坡線。等高線間平距:a=h/i平均第一節(jié)紙上定線5.0%-5.5%紙上定線:在大比例尺(一般以1:1000為宜)地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法:

(一)定導(dǎo)向線

1.確定路線方案。

2.繪均坡線:等高線間平距:a=h/i平均

3.定導(dǎo)向線:分段調(diào)整縱坡,使路線經(jīng)過或規(guī)避控制點(diǎn)。

第一節(jié)紙上定線4.平面試線:-參照導(dǎo)向線定出平、縱穿直線:按照“照顧多數(shù),保證重點(diǎn)”的要求,穿直線交點(diǎn),初定路線導(dǎo)線。

敷設(shè)曲線:初定各彎道的圓曲線半徑,緩和曲線長度等。紙上定線:在大比例尺(一般以1:1000為宜)地形圖上確定道路中線的位置的過程。越嶺線紙上定線的方法:

(一)定導(dǎo)向線

1.確定路線方案。

2.繪均坡線。等高線間平距:a=h/i平均

3.定導(dǎo)向線。

第一節(jié)紙上定線

(二)修正導(dǎo)向線1.點(diǎn)繪縱斷面草圖。

2.縱斷面修正導(dǎo)向線。根據(jù)填挖情況,對縱斷面地面高程進(jìn)行修正(挖方過大,降低地面高程;填方大,升高地面高程),調(diào)整平面線位,稱為修正導(dǎo)向線。3.橫斷面修正導(dǎo)向線(橫斷面校核)。用橫斷修正平面,避免橫向填挖過大3.橫斷面修正導(dǎo)向線(橫斷面校核)。

(三)定線經(jīng)過幾次修正導(dǎo)向線后,最終確定出滿足《標(biāo)準(zhǔn)》、平縱線形都比較合理的路線導(dǎo)線,最終定出交點(diǎn)位置(一般由交點(diǎn)坐標(biāo)控制)。

1.直線型法(傳統(tǒng)法);

2.曲線型法。

(二)修正導(dǎo)向線1.點(diǎn)繪縱斷面草圖。

2.縱斷面修正導(dǎo)向線。根據(jù)填挖情況,對縱斷面地面高程進(jìn)行修正(挖方過大,降低地面高程;填方大,升高地面高程),調(diào)整平面線位,稱為修正導(dǎo)向線。實(shí)地放線:在實(shí)際地面上敷設(shè)設(shè)計(jì)路線,供詳細(xì)測量和施工用。方法:穿線交點(diǎn)法,撥角法,直接定交點(diǎn)法、坐標(biāo)法等。應(yīng)用:根據(jù):地形和路線復(fù)雜程度、精度要求,測設(shè)儀器設(shè)備水平等選用。第二節(jié)實(shí)地放線

一、穿線交點(diǎn)法根據(jù)設(shè)計(jì)路線與施測地形時(shí)的控制導(dǎo)線的關(guān)系,把設(shè)計(jì)路線的每條邊逐一放到實(shí)地上去,延伸這些直線交會(huì)出交點(diǎn),構(gòu)成路線導(dǎo)線。

1.支距法方法:量支距放支距穿線交點(diǎn)2.解析法化簡單為復(fù)雜方法:計(jì)算夾角計(jì)算距離放線兩條線交叉點(diǎn)M的坐標(biāo)為(YM,YM)

二、撥角法撥角放線:用坐標(biāo)計(jì)算的距離、方向、轉(zhuǎn)向角,用極坐標(biāo)放點(diǎn)三、直接定交點(diǎn)法路線要求不嚴(yán),可依紙上路線和明顯目標(biāo)的關(guān)系,現(xiàn)場直接定出交點(diǎn)。精度不高

圖解法1.采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)對路線帶實(shí)測地形圖和紙上定線。2.計(jì)算交點(diǎn)和中樁坐標(biāo)(逐樁坐標(biāo))。3.按路線逐樁坐標(biāo)表進(jìn)行實(shí)地放線。方法:極坐標(biāo)法(即撥角測距法,至少需要兩個(gè)導(dǎo)線點(diǎn),采用全站儀)。坐標(biāo)法(RTK)四、坐標(biāo)法JDndPDDiDDi-1θ定線方法:直線型定線方法曲線型定線方法直線型定線:根據(jù)控制點(diǎn)或?qū)蚓€及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),穿出一系列與地形相適應(yīng)的直線單元,然后在兩直線的轉(zhuǎn)折處用曲線連接的定線方法。--穿線交點(diǎn)定線法適用條件:平原微丘地形曲線型定線:根據(jù)地形及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),先定出圓曲線單元,然后在圓曲線間以直線和緩和曲線連接的定線方法適用條件:山嶺重丘地形第三節(jié)定線的解析計(jì)算方法(一)路線標(biāo)定1.交點(diǎn)坐標(biāo)確定:(1)直接采集法在地形圖上直接讀取各交點(diǎn)坐標(biāo)。--適用于直線方向和位置限制不嚴(yán)的情況。(2)定前后直線間接推算交點(diǎn)坐標(biāo)在相鄰兩條邊各取2個(gè)點(diǎn)坐標(biāo),再用解析法計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)。--適用于直線方向和位置限制較嚴(yán)的情況。一、直線型定線方法交點(diǎn)前直線上兩點(diǎn):(x1,y1)和(x2,y2),交點(diǎn)后直線上兩點(diǎn):(x3,y3)和(x4,y4),則交點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)為:直線2

JD直線1

(x2,y2)(x1,y1)(x4,y4)(x3,y3)(x,y)(二)曲線設(shè)置主要工作:確定園曲線半徑R

緩和曲線長Ls方法:試算和反算試算:假定R,Ls,計(jì)算T、E和曲線長L

判斷:是否滿足規(guī)范要求是否適應(yīng)地形不滿足:調(diào)整R、Ls重算反算:根據(jù)T或E,試定Ls,計(jì)算R

判斷:R是否滿足要求否則:調(diào)整,再算

1.外距控制2.切線長控制3.曲線長控制4.特殊條件控制1.單交點(diǎn)曲線(1)已知切線長T,反算R試定Ls,由下式反算R取整:T以最大控制時(shí),R向小取整T以最小控制時(shí),R向大取整--再由取整后的R精確計(jì)算其他要素(2)已知外距E,反算R試定Ls,由下式反算R取整:--再由取整后的R精確計(jì)算其他要素2.雙交點(diǎn)曲線虛交特例-實(shí)地定線常采用,紙上定線很少采用已知:基線長AB,轉(zhuǎn)角aA、aB,試定Ls,由下式反算R取整:虛交點(diǎn),R可取整--解算出三角形,按單交計(jì)算曲線要素雙交點(diǎn)曲線要素按下式計(jì)算:3.復(fù)曲線以兩園曲線直接相接為例設(shè)兩段的緩和曲線分別為Ls1、Ls2,兩圓半徑為R1和R2,在公切點(diǎn)GQ相切,則內(nèi)移值p1=p2=p,則有:若R2>R1,先選定Ls2和R2,則R2取整:R1不可取整檢查R1、R2,Ls1和Ls2是否滿足要求,否則重新假定、計(jì)算4.回頭曲線回頭曲線一般R和Ls已知,線位要求嚴(yán)格;可參照雙交點(diǎn)曲線計(jì)算。已知:R、Ls、轉(zhuǎn)角aA、aB,基線長AB為:求得AB后,平移T1、T2或二者都平移(轉(zhuǎn)角aA、aB不變),使JD1A、JD1B直接距離為AB,則回頭曲線位置確定,檢查前后配合,滿足要求則按雙交點(diǎn)公式計(jì)算回頭曲線要素。AB高等級道路采用國家坐標(biāo)系統(tǒng)--測圖、用圖時(shí)確定(三)坐標(biāo)計(jì)算

設(shè)起點(diǎn)坐標(biāo)為JD0(X0,Y0),第i個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為(Xi,Yi),i=1,2,…,n,則

坐標(biāo)增量:1.交點(diǎn)間距、偏角交角計(jì)算

交點(diǎn)間距:

計(jì)算方位角:

如果:DX>0,DY>0DX>0,DY<0DX<0,DY<0DX<0,DY>0

公路偏角:

如果αi>0,路線為右偏;如果αi<0,路線為左偏。(1)直線段上任一點(diǎn)M(Lcz)的坐標(biāo)計(jì)算方法:式中:Lm——直線段上任一點(diǎn)M到JDi的距離(JDi前直線),

Lm=Lcz-JDi

(注意:Lm<0)——直線段上任一點(diǎn)M的計(jì)算方位角。2.逐樁坐標(biāo)計(jì)算:JDiM

(xm,,ym)(Xi,Yi)

(2)單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算:1)不設(shè)緩和曲線的單曲線ZY點(diǎn):YZ點(diǎn):則圓曲線上的坐標(biāo)為:式中:l-圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至ZY點(diǎn)的曲線長

R-圓曲線半徑ξ——公路轉(zhuǎn)向系數(shù),右偏ξ=1(凸),左偏ξ=-1(凹)。

(2)單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算:2)設(shè)緩和曲線的單曲線ZH點(diǎn):HZ點(diǎn):緩和曲線上任意點(diǎn)切線橫距:式中:l-緩和曲線內(nèi)任意點(diǎn)至ZH(或緩直)點(diǎn)的曲線長

Ls-緩和曲線長度①第一緩和曲線(ZH-HY)任意點(diǎn)的坐標(biāo)②圓曲線上任意的的坐標(biāo):由HY-YH式中:l-圓曲線上任意點(diǎn)至HY的曲線長③第二緩和曲線(HZ-YH)任意點(diǎn)的坐標(biāo)式中:l-第二緩和曲線上任意點(diǎn)至HZ的曲線長習(xí)題:已知某二級公路有一彎道,偏角α左=23°56′36″,半徑R=700m,緩和曲線Ls=150。JD=K3+763.39。交點(diǎn)坐標(biāo)x=65230.56,y=21238.72,起始邊方位角為263°15′28″。試計(jì)算K3+500~K4+000每隔50m整樁號及主點(diǎn)里程樁號的坐標(biāo)及計(jì)算方位角(列表計(jì)算)。方法:先定出園曲線,再用緩和曲線或直線與園曲線相連1.定線步驟(1)參照導(dǎo)向線,徒手畫出與地形相適應(yīng)的路線概略位置。(2)直尺和不同半徑的圓曲線彎尺擬合徒手畫線,把該畫線分解-圓弧和直線。(3)在圓弧或直線上各采集兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),將直線和圓固定下來。(4)通過試算,用緩和曲線將兩單元連接。二、曲線型定線法與坐標(biāo)計(jì)算方法2)回旋曲線表法

3)近似計(jì)算法回旋線參數(shù)A可用下式計(jì)算:回旋線參數(shù)A的確定常用方法有:

1)回旋曲線尺法2.確定回旋線參數(shù)式中:D—基本型為內(nèi)移值p,S型、卵型為圓弧之間距離;

R—基本型為園曲線半徑R,S型、卵型為換算半徑,

S型曲線:

卵型曲線:

檢查:是否A=[R/3-R]滿足,OK

不滿足,變化D,重算(1)直線與圓曲線連接已知直線上兩點(diǎn)D1(xD1,yD1)和D2(xD2,yD2),圓曲線上兩點(diǎn)C1

(xC1,yC1)和C2(xC2,yC2),圓曲線半徑為R。4)解析計(jì)算法:

要求設(shè)計(jì)緩和曲線LS連接圓曲線并與直線D1~D2相切。①圓心坐標(biāo)M(xm,ym)

C1C2兩點(diǎn)之間距離:

xm=xC1+Rcosαmym=yC1+Rsinαm

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率:

②圓到直線的距離D

直線D1D2斜率:

③回旋線參數(shù)A及長度Ls

圓曲線與直線之間的距離D=內(nèi)移值p,即p=D。若按回旋線參數(shù)A2=RLS設(shè)計(jì),則

GQq2q1p1p2(2)兩反向曲線連接(S型)

已知:兩圓半徑R1、R2;兩圓心M1、M2坐標(biāo)兩曲線間距D:

GQq2q1p1p2建立方程:用牛頓求根法可解出A1,A2(3)兩同向曲線連接(卵型)

兩圓心間距:

q2-q1R1+p1-R2-p2建立方程:用牛頓求根法可解出A。

基本型曲線計(jì)算方法:由兩段緩和曲線把圓曲線與兩條直線連接起來。

3.曲線型定線坐標(biāo)計(jì)算方法:(1)曲線主點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算:

ZH、HZ點(diǎn)到圓心M的方位角:

ZH、HZ點(diǎn)坐標(biāo):

aMZ圓心M到HY、YH的方位角:

HY、YH的坐標(biāo):

β1β2(2)曲線主點(diǎn)里程樁號計(jì)算:

平曲線長度

設(shè)前直線上點(diǎn)(x1,y1)的里程樁號為Lcz,

HY=ZH+Ls1,HZ=ZH+L,YH=HZ-Ls2β1β2(2)曲線主點(diǎn)里程樁號計(jì)算:

平曲線長度

設(shè)前直線上點(diǎn)(x1,y1)的里程樁號為Lcz,

HY=ZH+Ls1,HZ=ZH+L,YH=HZ-Ls2(3)曲線上任意點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算:(方法同前)習(xí)題:兩直線上分別有兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為:D1(10203.65,,20328.62)、D2(10526.08,20665.11)和D3(10837.56,20733.76)、D4(11324.71,20692.14)。擬設(shè)計(jì)一個(gè)半徑為265m的圓曲線與其連接,圓心坐標(biāo)為(10803.16,20472.29)。其中D1點(diǎn)樁號為K23+125.62。要求計(jì)算確定兩段緩和曲線長度并計(jì)算曲線主點(diǎn)里程樁號。期末考試出題一、單項(xiàng)選擇題(本大題共30小題,每小題1分,共30分)如:汽車的動(dòng)力因數(shù)是:(p23)A.D=(T-R)/GB.D=(T-RW)/G

C.D=(T-RR)/GD.D=(T-RI)/G

二、填空題(本大題共10小題,每小題1分,共10分)如:公路根據(jù)功能和

分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路。(p4)三、名詞解釋(本大題共5小題,每小題3分,共15分)如:汽車的最小穩(wěn)定速度:(p26)四、簡答題(本大題共7小題,每小題5分,共35分)如:汽車行駛的充分條件和必要條件。(p22)五、計(jì)算題(本大題共1題,共10分)如:已知某交叉口的右轉(zhuǎn)車道寬為3.5m,載貨汽車行駛速度為40km/h,右轉(zhuǎn)車速規(guī)定為20km/h,一次紅燈受阻直行車為4輛,若減速度用2.5m/,加速度用1.0m/,試計(jì)算右轉(zhuǎn)車道長度和加速車道長度。(p206)給出答案第四節(jié)直接定線一、直接定線的工作步驟(一)分段安排路線在主要控制點(diǎn)之間,試坡,粗定應(yīng)穿、應(yīng)避的中間控制點(diǎn),擬定路線輪廓方案。(二)放坡,定導(dǎo)向線現(xiàn)場放坡。儀器:坡度儀或手水準(zhǔn)儀、花桿。直接定線:設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場確定道路中線位置的方法1度=1.75%(三)修正導(dǎo)向線:橫向移動(dòng),確定適合的填挖高度(四)穿

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