(完整版)缓和曲线、圆曲线测设计算例题
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已知曲线半径R=6000,缓和曲线长度l 0=280,交点JD27坐标及相邻方位角已在图中给出,ZH 点里程为DK2+100。请计算:
1、曲线要素中的切线长T 、曲线长L 、外矢距E ;
2、HY 、QZ 、YH 、HZ 的里程;
3、ZH 点坐标及其左边桩3米的坐标;
4、DK2+180的坐标及右边桩2米的坐标;
5、DK2+660的坐标及右边桩35米的坐标。 永州α=225-17-08.0JD27(D K 2+100)(1000.000,1000.000)α=232-
35-13.9H Z Q Z
HZ H Y YH
附公式:
m 为缓和曲线切垂距,m= l 0/2- l 03/(240R 2)
p 为缓和曲线内移距,P= l 02/(24R )- l 04/(2688R 3)
缓和曲线方程式:
X=h - h 5/(40R 2l 2)+ h 9/(3456 R 4l 4)
Y=h 3/(6Rl )- h 7/(336 R 3l 3)+ h 11/(42240 R 5l 5)
解:
1、转向角α=α2-α1=7°18′05.9″
切线长T=(R+P )tg (α/2)+m = 522.863
曲线长L=(R απ)/180+l 0= 1044.626
外矢距E=(R+P )sec (α/2)-R=12.746
式中m 为缓和曲线切垂距,m= l 0/2- l 03/(240R 2)=139.9974
p 为缓和曲线内移距,P= l 02/(24R )- l 04/(2688R 3)=0.5444
2、HY 点里程为DK2+100+280=DK2+380;
QZ 点里程为DK2+100+1044.626/2=DK2+622.313;
HZ 点里程为DK2+100+1044.626=DK3+144.626;
YH 点里程为DK3+144.626-280=DK2+864.626
3、JD27到ZH 点的方位角αJD27-ZH =232°35′13.9″-180=52°35′13.9″ JD27到ZH 点的坐标增量为:
△x =T ×cos αJD27-ZH =317.667m
△y =T ×sin αJD27-ZH =-415.299m
于是ZH 点坐标为
X ZH = x JD27+ △x = 1317.667m
y ZH = Y JD27+△y =1415.299m
ZH点到左边桩3米的方位角αZH-
左边桩= 232°35′13.9″-90=142°35′13.9″
左边桩3米的坐标为:
X左= x ZH+ 3×cosαZH-左边桩= 1315.284m
Y左= y ZH +3×sinαZH-左边桩=1417.122m
4、DK2+180的坐标及右边桩2米的坐标:
DK2+180在缓和曲线上,计算过程为:
ZH点到JD27的方位角αZH-JD1= =232°35′13.9″
DK2+180到ZH点的缓和曲线长度h为180-100=80
根据缓和曲线方程式:
X=h - h5/(40R2l2)+ h9/(3456 R4l4)=80.000
Y=h3/(6Rl)- h7/(336 R3l3)+ h11/(42240 R5l5)=0.0508
由X和Y可以求出DK5+900与ZH的距离D和它的偏角δ:
D=√(X2+ Y2)=80.000
δ=arctg(Y/ X)=0°02′11.0″
于是DK2+180的坐标(X1,Y1)为:
X1= 1317.667+Dcos(232°35′13.9″-δ)=1269.022
Y1 = 1415.299+Dsin(232°35′13.9″-δ)=1351.788
DK2+300右边桩2米的坐标(X2,Y2)为:
X2= 1269.022+2×cos(232°35′13.9″-3δ+90)=1270.608
Y2= 1351.788+2×sin(232°35′13.9″-3δ+90)=1350.570
5、圆曲线点DK2+660计算过程为:
曲中点QZ的里程推算为DK2+622.313, DK2+660到QZ的圆曲线长度为660-622.313=37.687,所对应的圆心角为O′=(180*37.687)/(πR)=0°21′35.6″, JD27到圆心O的方位角αJD27-O=225°17′08.0″-(180-7°18′05.9″)/2=138°56′10.95″
圆心O的坐标为:
X3 =1000+(E+R)cos(138°56′10.95″)=-3533.494
Y3= 1000+(E+R)sin(138°56′10.95″)=4949.753
DK2+660的坐标(X4,Y4)为:
X4= X3++ R cos(138°56′10.95″+180- O′)=965.544
Y4 = Y3+Rsin(138°56′10.95″+180- O′)=980.035
DK2+660右边桩35米的坐标(X5,Y5)为:
X5= X3++ (R+35)×cos(138°56′10.95″+180- O′)=991.788
Y5= Y3+(R+35)×sin(138°56′10.95″+180- O′)=956.878