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1、本章教学内容的课时安排： 纸上定线 1 课时 实地定线 0.5课时 定线的解析计算方法 0.5课时 教学目标 1、理解定线的基本原理； 2、掌握纸上定线、实地定线的设计方法。 3、了解定线的解析计算方法 。 引子 定义：按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，具体定出道路中线的确切位置的过程。 定线方法： 直接（实地）定线：适用于标准较低的路线。 纸上定线：适用于技术标准高的、地形、地物复杂的路线。,第七章 道路定线方法,纸上定线：在大比例尺（一般以1：5001:2000为宜）地形图上确定道路中线的位
2、置的过程。 越岭线纸上定线 的方法： （一）定导向线 1确定路线方案。 2纸上放坡（绘均坡线） 3定导向线。,第一节 纸上定线,等高线间平距：a = h/i平均,B,确定路线方案,绘均坡线,定导向线,（二）修正导向线,穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。 敷设曲线： 按路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线半径，缓和曲线长度等。 设计纵坡：沿路线中线在图上地形纵横向变化处敷设加桩，标出地面标高，再点汇纵断面地面线，按照纵坡要求、土石方平衡、路基稳定等设计纵坡。,（二）修正导向线,1点绘纵断面草图。 2纵断面修正导向线。根
3、据纵断面设计填挖情况，对纵断面高程进行修正（挖方过大，降低高程；填方大，升高高程），在平面对对应路段进行平面线位调整，称为修正导向线。,3横断面修正导向线（横断面校核）,（三）定线 为了更经济合理定出路线，将纵断面上量出的各桩的设计高度在平面“试线”的相应各桩号的横断面左右方向上点出与上述设计高程相等的点，这些点既具有理想纵坡，横断面中心高程又不挖不填的经济线。但这时又是转折多的折线，在此基础上根据平面线形要求做修正后再定中线。获得较为理想的线形。 多次试线才能获得理想的线形。 经过几次修正导向线后，最终确定出满足标准、平纵线形都比较合理的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。,定
4、 线,第二节 实地放线,一、穿线交点法 穿线交点法是根据平面图上路线与施测地形时敷设的控制导线（以下简称导线）的关系，把纸上路线的每条边逐一而独立地放到实地上去，延伸这些直线支出交点，构成路线导线。 1支距法,2解析法,拨角放线：根据纸上路线在平面图上的位置与导线的关系，用坐标计算每一条线的距离、方向、转向角和各控制柱的里程，按照资料直接拨角量距。,二、拨角法,三、直接定交点法,在地形平坦，视线开阔，路线受限不十分严，路线位置能根据地面目标明显决定的地区；可依纸上路线和地貌地物的关系，现场直接将交点定出。,1. 采用统一的坐标系统对路线导线进行坐标计算（计算导线点坐标）。 2. 实测地形图，进
5、行纸上定线后，计算路线中线上各桩号的坐标（逐桩坐标）。 3. 按路线逐桩坐标表进行实地放线。 4. 采用极坐标法进行坐标放线。（即拨角测距法，至少需要两个导线点，采用全站仪）。,四、坐标法,适用情况,1.线位明确 2.路线等级不高的阶段测设。,基本步骤,1.分段安排路线根据选线结果定出控制点，逐段确定路线方案。 2.放坡 3.调整坡度线产生导向线(二次修正导线) 4.穿线交点，定出交角点（打木桩） 5.测角：测偏角测视距打转点 6.中桩：曲线设计中桩丈量钉桩曲线敷设 7.水准测量 8.横断面测量,第三节 实地定线,分段安排路线,根据选线结果定出控制点，逐段确定路线方案，拟订路线轮廓方案。,放坡
6、,控制坡度 按平均坡度放坡5.05.5%。对整个路线起控制作用。 放真坡：按真实纵断面放坡。 放坡 工具花杆、手水准。10=1.75% 30=5.25% 2052=5%,i1,i2,h2,h1,放坡原理,放坡步骤,手水准定好角度-指挥另一人跑-插旗-得到导向线,放坡应注意几个问题,放坡者要有距离的概念和实地测定距离的能力。 测距法： a目估法 b用手水准读视距 c用花杆量距 d步测 放坡者要有线型的概念 a合成坡 b沟、山嘴的跨越 要根据地形、地质情况，长短坡、大小坡结合。,调整坡度线产生导向线，穿线交点,穿线交点，定出交角点,测角,打中桩,水准测量，纵断面设计,横断面测量,道路中线坐标定线法
7、,X,Y,P（Xp,Yp),x,y,道路中线坐标定线法,缓和曲线1： P点为ZH,圆曲线： P点为HY点,缓和曲线2： P点为HZ,定线方法：直线型定线方法 曲线型定线方法 一、直线型定线方法 1交点坐标确定： （1）直接采集法 在绘有网格的地形图上直接读取各交点坐标。 适用于交点前后直线方向和位置限制不严的情况。 （2）定前后直线间接推算交点坐标 在相邻两条边各取2个点坐标，再用相邻直线相交的解析法计算交点坐标。,第四节 定线的解析计算方法,交点前直线上两点：（x1，y1）和（x2，y2）， 交点后直线上两点：（x3，y3）和（x4，y4）， 则交点坐标（x,y）为：,（2）定前后直线间接推
8、算交点坐标,2交点间距、偏角交角计算,设起点坐标为JD0（X0，Y0），第i个交点坐标为（Xi，Yi），i=1，2，n，则 坐标增量：,计算方位角：,如果DX0，,公路偏角：,如果i0，路线为右偏； 如果i0，路线为左偏。,交点间距 ：,（1）直线段上任一点M（Lcz）的坐标计算方法：,1）以交点坐标计算逐桩坐标,式中：Lm直线段上任一点M到JDi的距离（ JDi前直线）， Lm=Lcz-JDi （注意：Lm0）,直线段上任一点M的计算方位角。,3逐桩坐标计算：,xq=Xn+ lqcos q yq=Yn+ lqsin q,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,q =n-1+ 180 - ,q
9、 =n + ,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,q =n-1 + 180-（ 上半支曲线） q =n+（ 下半支曲线） JDn与Q点连线与缓和曲线切线的夹角。,公路转向系数，右偏=1，左偏=-1。,式中：,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,上半支 下半支,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,上半支 下半支,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,式中：公路转向系数，右偏=1，左偏=-1。,（2）曲线上任意一点Q的坐标计算方法：,2）以圆曲线起、终点为基点计算圆曲线点（Lcz）坐标,设圆曲线起点坐标（xHY，yHY），起始边计算方位角为i-1。 则曲线起点与计算点Lcz间的距离为
10、 ： l = Lcz HY 或 l = Lcz ZY 切线方位角：,弦切角：,（1）以起点（ZY、HY）为基点（计算HYYH）,计算方位角：,坐标：同后,（2）以终点（YZ、YH）为基点（计算YHHY） 设圆曲线终点坐标（xYH，yYH），计算方位角为i（JDi的前视边计算方位角）。 l = YH Lcz 或 l =YZ Lcz 弦切角：,2）以圆曲线起、终点为基点计算坐标,坐标：,切线方角：,计算方位角：,（1）以第一缓和曲线起点（ZH）坐标计算,3）以缓和曲线起点为基点计算缓和曲线段坐标,缓和曲线弦偏角：,计算方位角：,缓和曲线弦线方位角：,坐 标： （同前） 计算方位角：,（2）以第二缓
11、和曲线起点（HZ）坐标计算,缓和曲线弦线方位角：,3）以缓和曲线起点为基点计算缓和曲线段坐标,4）以缓和曲线起点（ZH、HZ）坐标计算圆曲线点坐标,圆曲线弦角：,计算方位角：,坐标：,弦线方位角：,习题：,已知某二级公路有一弯道，偏角左=235636，半径R=700m，缓和曲线Ls=150。JD=K3+763.39。交点坐标x=65230.56，y=21238.72，起始边方位角为263 1528。 试计算K3+500K4+000每隔50m整桩号及主点里程桩号的坐标及计算方位角（列表计算）。,1定线步骤 (1) 徒手画出线形顺适、平缓并与地形相适应的路线概略位置。 (2)选用直尺和不同半径的圆
12、曲线弯尺拟合徒手画线，把该画线分解成规则的数学单元一圆弧和直线。 (3)在每一被分解后的圆弧或直线上各采集两个点的坐标，从而将直线和圆固定下来。通过试定或试算，用合适的缓和曲线将固定的线形单元顺滑地连接，形成一条以曲线为主的连续面线形。,二、曲线型定线法坐标计算方法,回旋线参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,2确定回旋线参数,回旋线参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,2确定回旋线参数,回旋线参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,2确定回旋线参数,式中：D圆弧之间距离； R换算半径， S型曲线,卵型曲线：,2)回旋曲线表法 3)近似计算法 S型、卵型曲线，回旋线参数A可用下
13、式计算：,2确定回旋线参数,（1）直线与圆曲线连接 已知直线上两点D1（xD1，yD1）和D2（xD2，yD2），圆曲线上两点C1 （xC1，yC1）和C2（xC2，yC2）， 圆曲线半径为R。,4）解析计算法：,要求设计缓和曲线LS连接圆曲线并与直线D1D2相切。,（1）直线与圆曲线连接,圆心坐标M（xm，ym） C1C2两点之间距离：,xm=xC1+Rcosm ym=yC1+Rsinm,圆心到直线的距离D 直线D1D2斜率：,回旋线参数A及长度Ls 圆曲线与直线之间的距离D即曲线内移值p，即 p = D。 若按回旋线参数A2=RLS设计，则,（2）两反向曲线连接（S型）,两曲线间距D：,用
14、牛顿求根法可解出A1，A2,建立方程：,（3）两同向曲线连接（卵型）,两圆心间距：,建立方程：,用牛顿求根法可解出A。,1）单曲线计算方法：,由两段缓和曲线把圆曲线与两条直线连接起来。,3. 曲线型定线坐标计算方法：,（1）曲线主点坐标计算： ZH、HZ点到圆心M的方位角：,ZH、HZ点坐标：,圆心M到HY、YH的方位角：,HY、YH的坐标：,（2）曲线主点里程桩号计算：,平曲线长度,设前直线上点（x1,y1）的里程桩号为Lcz，,HY=ZH+Ls1，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2,（2）曲线主点里程桩号计算：,平曲线长度,设前直线上点（x1,y1）的里程桩号为Lcz，,HY=ZH+Ls1
15、，HZ=ZH+L，YH=HZ-Ls2,（3）曲线上任意点坐标计算： （方法同前）,习题：,两直线上分别有两个点的坐标为：D1(10203.65,20328.62)、D2(10526.08,20665.11)和D3(10837.56,20733.76)、D4(11324.71,20692.14)。 拟设计一个半径为265m的圆曲线与其连接，圆心坐标为（10803.16,20472.29）。其中D1点桩号为K23+125.62。 要求计算确定两段缓和曲线长度并计算曲线主点里程桩号。,2）S型曲线计算方法,已知两圆心坐标为M1(xm1，ym1)，M2(xm2，ym2)，半径R1，R2 （反向），计算确定缓和曲线长度Ls1、Ls2。,(1)线形元素连接点坐标计算,公切点D2坐标计算：,D2点的坐标：,圆心M1到公切点D2的方位角：,，,公切点D2坐标计算：,D2点的坐标：,圆心M1到公切点D2的方位角：,圆心M2到公切点D2的方位角：,可通过两种方式解决：设定D2为公切点， 移动M2的位置； 调整Ls2的参数A2。 移动圆心M2的位置时：,如果回旋线参数A计算不准确，则由M1和M2计算出的D2坐标不相等，即D2不是公切点。,缓
