道路路线计算

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1、道路路线计算道路路线计算 2006 2006 年年 11 11 月月道路工程教研室 李玉华道路路线计算主要内容道路路线计算主要内容2 路线计算资料准备 3 平曲线要素计算 4 桩号编排及坐标计算 6 路线透视三维模型建立 5 纵断面及横断面计算 1 路线计算的主要内容 7 道路工程CAD技术 8 习题与作业 重点 重点 自学 自学 重点 了解 了解 了解 1 1 路线计算的主要内容路线计算的主要内容平面设计计算纵断面设计计算横断面设计计算竖曲线要素计算设计高程计算填挖高度计算横向净距计算填挖面积计算用地宽度与面积计算路基土石方计算路基设计表平曲线要素计算主点桩号计算主点坐标、逐桩坐标计算曲线超

2、高计算 曲线加宽计算路线计算1) 电子地形图 目前道路 设计必须采 用电子地形 图，其比例 为：1:500, 1:1000,1:2000。1、设计方便1) 室内路线选线、定线，方案调整；2) 坐标点取、距离量测、方位确定等；、计算机出图方便图形绘制、修改，与路线叠加等；、资料保存方便档案存储、重复利用方便；2 2 路线计算资料准备路线计算资料准备 (1)(1)2 2 路线计算资料准备路线计算资料准备 (2)(2)2) 道路路线技术指标 总体技术指标 道路等级及计算行车速度公路: 高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路；城市道路： 快速路、主干路、次干路、支路；其它道路： 林区道路、厂

3、矿道路 。计算行车速度： 公路(20km/h - 120km/h)；城市道路(20km/h-80km/h)； 车道数、行车道宽度及路基宽度 单车道宽度: 3.75m(80-120km/h); 3.5m(40-60km/h); 3.0-3.25m(20-30km/h)行车道数量: 4、( 高速公路)；4(一级公路)；2(二级公路、三级公路)公路路基宽度= 行车道宽度 + 路肩宽度; 含中间带、变速车道、爬坡车道、应急停 车带宽度等。 用地范围、道路红线公路用地范围: 路堤两侧排水沟外缘、路堑坡顶截水沟外边缘以外不小于米(高 速公路、一级公路为3米，二级公路为2米)的土地为公路用地范围；城市道路红

4、线：包括道路两侧绿化带在内的道路宽度，40米60米；2 2 路线计算资料准备路线计算资料准备 (3)(3) 平面技术指标 圆曲线最小半径一般最小半径、极限最小半径、 不设超高最小半径。 平曲线最小长度缓和曲线长度、最小平曲线长度 最大直线长度20V(一般); 70s(V60km/h); 最小直线长度反向曲线之间的最小直线长度 2V(m)， 同向曲线之间的最小距离 6V (m)。V的单位:km/h。V=120km/h (高速公路) R一般最小=1000m; R极限最小=650m;R不设超高=5500m(i2.0%), 7500m(i2.0%)V=80km/h (城市快速路)L平曲线最小=140m

5、， Lc圆曲线最小=70m,Ls缓和曲线最小=70m（取m、10m的倍数)V=120km/h (高速公路)L最长直线=2400m；2333.3mV=120km/h (高速公路) 反向曲线: L最短直线=240m 同向曲线: L最短直线=720m 2) 道路路线技术指标 2 2 路线计算资料准备路线计算资料准备 (4)(4)1. 导线点坐标(x, y)2. 采用导线法进行平曲线设计：导线点的坐标(x, y) 3. 平曲线类型 基 本 型：简单型、对称型、不对称型； 其它类型：可由基本类型组合得到。 平曲线要素包括曲线半径R、缓和曲线长度Ls、切线长度T、外矢距E、曲线长度L, 不同 类型的平曲线

6、基本参数需要确定的个数不同，一般只需要其中的两个即可。 调整目标可调整的平曲线基本参数，如曲线半径R、缓和曲线长度Ls、切线长度等T， 或直线之间的目标距离（如满足同向或反向曲线之间的最短距离）。3) 平面路线设计计算基本资料 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (1)(1)曲直法 积木法拟合法 综合法 弦切线法闭合导线法 端点受限法BP神经网络法 圆弧移动法曲线设 计法直线设 计法实地定线纸上定线直线设计法曲线设计法平曲线 设计1) 平曲线设计方法 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (2)(2) 偏转角、R 圆曲线半径、Ls1 第一缓和曲线长度、 Ls2 第二缓和曲线长度Ts1 第一切

7、线长、Ts2 第二切线长、 Lc 圆曲线长度、 L 平曲线总长、 E 外矢距K=0K=0 1/RK=1/RK=1/RK=0 1/RK=02) 平曲线要素 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (3)(3)三个基本线形元素三个基本线形元素直线直线: L: L基本型基本型复曲线复曲线回头曲线回头曲线简单型简单型: L-R-L: L-R-L对称型对称型: L-Ls-R-Ls-L: L-Ls-R-Ls-L不不对称型对称型: L-Ls1-R-Ls2-L: L-Ls1-R-Ls2-LC C 型型: R1-Ls1-Ls2-R2: R1-Ls1-Ls2-R2凸型凸型: L-Ls1-Ls2-L: L-Ls1-L

8、s2-LS S 型型: : 反向平曲线连接反向平曲线连接简单型简单型: L-R1-R2-L: L-R1-R2-L正常型正常型: L-Ls1-R1-R2-Ls2-L: L-Ls1-R1-R2-Ls2-L卵型卵型: L-Ls1-R1-Ls2-R2-Ls3-L: L-Ls1-R1-Ls2-R2-Ls3-L复合型复合型: L-Ls1-Ls2 - : L-Ls1-Ls2 - LsnLsn - L - L圆曲线圆曲线: R: R缓和曲线缓和曲线: Ls: Ls虚交点：转换为单交点虚交点：转换为单交点平平 面面 线线 形形 分分 类类L-R1-L-R2-L-R3-LL-R1-L-R2-L-R3-L3) 平曲

9、线类型 Ls1R1Ls3Ls4R2Ls2ZHHYYHHHHYYHHZJD简单圆曲线： Ls3=Ls4=0，Ls1=Ls2=0, R1=R20 对称基本型： Ls3=Ls4=0，Ls1=Ls2 0, R1=R2 0不对称基本型： Ls3=Ls4=0，Ls1 Ls2 0 , R1=R20 凸型： Ls3=Ls4=0, Ls1 0，Ls2 0 ，R1=R2=0.0C型： Ls3 0，Ls4 0 ， Ls1=Ls2=0, R1 0，R2 0卵型 Ls3 或Ls4=0, R1 0，R2 0,Ls1=Ls2=04) 平曲线统一形式 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (4)(4)统一形式： L-Ls1-

10、R1-Ls3-Ls4-R2-Ls2-L 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (5)(5)JD1JD2JD3JD4 JD5Y474750.000东方向XY北 方 向X552100.000X554629.240 Y476210.257X553934.647 Y480149.488X551336.571 Y481649.488X551336.571 Y484049.488平面坐标系统： X(北方向) ；Y(东方向)2920.5154000.0003000.0002400.000O导线之间的距离计算，应 注意数据计算的精度(采用双精 度数据类型)，一般至少保留到 小数点后4位，数据输出时精确 到 m

11、m (小数点后3位)。5) 平面导线数据 路线平面导线点坐标数据资料 导线长度计算 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (6)(6)JD1JD2JD3JD4JD5Y474750.000xX552100.000X554629.240 Y476210.257X553934.647Y480149.488X551336.571Y481649.488 X551336.571 Y484049.488yxyxyxyFxj1Fxj2Fxj3Fxj4导线方位角：从北 方向顺时针方向旋转到 该导线方向的角度。范 围：0，360)计算方法：采用反 正切函数计算，再考虑 所在象限。3) 导线方位角计算 -1 AB

12、CDE3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (7)(7)JD1JD2Y474750.000xX552100.000X554629.240 Y476210.257yxyFxj1Fxj2JD3Dx=2529.240 Dy=1460.257 第一象限ATan(Dy/Dx)=30o Fxj1= 30oDx=-694.593 Dy=3939.231 第二象限ATan(Dy/Dx)= -80o Fxj2= 100oX553934.647Y480149.4883) 导线方向角计算 -2 ABC导线导线ABAB导线导线BCBC3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (8)(8)JD3JD4JD5X553934.

13、647 Y480149.488X551336.571 Y481649.488X551336.571 Y484049.488xyxyFxj3Fxj4Dx= -2598.076 Dy=1500.000 第二象限ATan(Dy/Dx)= -30o Fxj3= 150oDx= 0.000 Dy=2400.000 第一象限ATan(Dy/Dx) = 90o Fxj4= 90o3) 导线方向角计算 -3 DCE导线导线CDCD导线导线DE DE 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (9)(9)JD1JD2 JD3JD4JD5 2 3 4偏转角 ：由前一导线方向旋转至本导线方向的角度。逆 时针方向为左转（

14、负值），顺时针方向为右转（正值）。Fxj2= 100oFxj3= 150oFxj4=90oFxj1= 30o2 = Fxj2 - Fxj1 = 70o3 = Fxj3 - Fxj2 = 50o4 = Fxj4 - Fxj3 = -60o计算方法：本导线方位角与前一导线方位角的代数差。4) 平曲线偏转角计算 ABCDE3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (10)(10) 基本型平曲线. 不设置缓和曲线（简单基本型）. 设置对称缓和曲线（对称基本型）. 设置不对称缓和曲线（不对称基本型） 其它类型一般可转换为基本型进行计算JD1JD2JD3JD4JD5R=1600Ls1=0.0 Ls2=0.0R=1500Ls1=300 Ls2=300R=800Ls1=100 Ls2=80 =70o = 60o = 50o 简单基本型 对称基本型 不对称基本型 要 求熟练掌握三种基本型平曲线要素的计算5) 平曲线类型确定 3 3 平曲线要素计算平曲线要素计算 (11)(11) 计算结果 T =1600Tan(70/2)=1120.332E =1600/Cos(70/2) 1600=353.239 Lc=1600 70 Pi/180 = 1954.769JD1JD2JD3R=1600Ls1=0 Ls2=0