《道路勘測設(shè)計(jì)》ch9定線

1、第9章 定 線本章提要定線的概念；紙上定線、直線定線；放線概念；穿線交點(diǎn)法；直接定交點(diǎn)法；坐標(biāo)法；第一頁，共69頁。定線是按照已定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在選線布局階段選定的“路線帶”（或叫定線走廊）的范圍內(nèi)，結(jié)合細(xì)部地形、地質(zhì)條件，綜合考慮平、縱、橫三面的合理安排，確定井通常實(shí)地定出道路中線的確切位置的過程。 第9章 定 線定義直接定線：適用于標(biāo)準(zhǔn)較低的路線。紙上定線：適用于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的、地形、地物復(fù)雜的路線。定線方法9.1 概 述第9章 定 線第二頁，共69頁。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。9.

2、2 紙上定線第9章 定 線9.2.1 紙上定線的步驟第三頁，共69頁。B第9章 定 線第四頁，共69頁。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平均第9章 定 線9.2 紙上定線9.2.1 紙上定線的步驟第五頁，共69頁。第9章 定 線第六頁，共69頁。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

3、9章 定 線9.2 紙上定線9.2.1 紙上定線的步驟第七頁，共69頁。第八頁，共69頁。 4. 平面試線： 穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計(jì)的要求，穿線交點(diǎn)，初定路線導(dǎo)線（初定出交點(diǎn)）。 敷設(shè)曲線： 按路中線計(jì)劃通過部位選取且注明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9章 定 線9.2.1 紙上定線的步驟第九頁，共69頁。第9章 定 線第十頁，共69頁。 （二）修正

4、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)縱斷面設(shè)計(jì)的填挖情況，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），在平面試線是的對應(yīng)路段進(jìn)行平面線位調(diào)整，稱為修正導(dǎo)向線。第9章 定 線第十一頁，共69頁。第9章 定 線第十二頁，共69頁。 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)縱斷面設(shè)計(jì)的填挖情況，對縱斷面地面高程進(jìn)行修正（挖方過大，降低地

5、面高程；填方大，升高地面高程），在平面試線是的對應(yīng)路段進(jìn)行平面線位調(diào)整，稱為修正導(dǎo)向線。第9章 定 線第十三頁，共69頁。定線方法：直線型定線方法 曲線型定線方法一、直線型定線方法1交點(diǎn)坐標(biāo)確定： （1）直接采集法 在繪有網(wǎng)格的地形圖上直接讀取各交點(diǎn)坐標(biāo)。適用于交點(diǎn)前后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)，再用相鄰直線相交的解析法計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)。9.2.2 紙上定線的方法第9章 定 線第十四頁，共69頁。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： （2）定前后

6、直線間接推算交點(diǎn)坐標(biāo)第9章 定 線第十五頁，共69頁。2交點(diǎn)間距、偏角交角計(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： 計(jì)算方位角： 如果DX0，路線為右偏； 如果i0，路線為左偏。 交點(diǎn)間距 ：第9章 定 線第十六頁，共69頁。（1）直線段上任一點(diǎn)M（Lcz）的坐標(biāo)計(jì)算方法： 1）以交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算逐樁坐標(biāo)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：Lm0） 直線段上任一點(diǎn)M的計(jì)算方位角。3逐樁坐標(biāo)計(jì)算：第9章 定 線第十七頁，共69頁。xq=Xn+ lqcos qyq=Yn+ lqsin

7、q （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：q =n-1+ 180 - 第9章 定 線第十八頁，共69頁。q =n + （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：第9章 定 線第十九頁，共69頁。 q =n-1 + 180-（ 上半支曲線） q =n+（ 下半支曲線） JDn與Q點(diǎn)連線與緩和曲線切線的夾角。 公路轉(zhuǎn)向系數(shù)，右偏=1，左偏=-1。 式中： （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：第9章 定 線第二十頁，共69頁。上半支下半支 （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：第9章 定 線第二十一頁，共69頁。上半支下半支 （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：Q點(diǎn)緩和角第9章 定 線第二十二頁，共

8、69頁。 上半支圓曲線 下半支圓曲線 式中：公路轉(zhuǎn)向系數(shù)，右偏=1，左偏=-1。 （2）曲線上任意一點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算方法：第9章 定 線第二十三頁，共69頁。 2）以圓曲線起、終點(diǎn)為基點(diǎn)計(jì)算圓曲線點(diǎn)（Lcz）坐標(biāo)設(shè)圓曲線起點(diǎn)坐標(biāo)（xHY，yHY），起始邊計(jì)算方位角為i-1。則曲線起點(diǎn)與計(jì)算點(diǎn)Lcz間的距離為 ： l = Lcz HY 或 l = Lcz ZY切線方位角： 弦切角： （1）以起點(diǎn)（ZY、HY）為基點(diǎn)（計(jì)算HYYH）第9章 定 線第二十四頁，共69頁。 2）以圓曲線起、終點(diǎn)為基點(diǎn)計(jì)算圓曲線點(diǎn)（Lcz）坐標(biāo)（1）以起點(diǎn)（ZY、HY）為基點(diǎn)（計(jì)算HYYH）設(shè)圓曲線起點(diǎn)坐標(biāo)（xHY，yHY

9、），起點(diǎn)計(jì)算方位角為i-1。則曲線起點(diǎn)與計(jì)算點(diǎn)Lcz間的距離為 ： l = Lcz HY 或 l = Lcz ZY切線方位角： 計(jì)算方位角： 弦切角： 坐 標(biāo)： 第9章 定 線第二十五頁，共69頁。（2）以終點(diǎn)（YZ、YH）為基點(diǎn)（計(jì)算YHHY）設(shè)圓曲線終點(diǎn)坐標(biāo)（xYH，yYH），計(jì)算方位角為i（JDi的前視邊計(jì)算方位角）。 l = YH Lcz 或 l =YZ Lcz弦切角： 2）以圓曲線起、終點(diǎn)為基點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo) 坐標(biāo)：公式同前 計(jì)算方位角： 切線方位角：第9章 定 線第二十六頁，共69頁。（1）以第一緩和曲線起點(diǎn)（ZH）坐標(biāo)計(jì)算 3）以緩和曲線起點(diǎn)為基點(diǎn)計(jì)算緩和曲線段坐標(biāo) 緩和曲線弦偏角：

10、計(jì)算方位角： 緩和曲線弦線方位角： 第9章 定 線第二十七頁，共69頁。 坐 標(biāo)： （同前） 計(jì)算方位角： （2）以第二緩和曲線起點(diǎn)（HZ）坐標(biāo)計(jì)算 緩和曲線弦線方位角： 3）以緩和曲線起點(diǎn)為基點(diǎn)計(jì)算緩和曲線段坐標(biāo)第9章 定 線第二十八頁，共69頁。4）以緩和曲線起點(diǎn)（ZH、HZ）坐標(biāo)計(jì)算圓曲線點(diǎn)坐標(biāo) 圓曲線弦角： 計(jì)算方位角： 坐標(biāo)： 弦線方位角： 第9章 定 線第二十九頁，共69頁。習(xí)題：已知某二級公路有一彎道，偏角左=235636，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 1528。試計(jì)算K

11、3+500K4+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）。 第9章 定 線第三十頁，共69頁。1定線步驟(1) 徒手畫出線形順適、平緩并與地形相適應(yīng)的路線概略位置。(2)選用直尺和不同半徑的圓曲線彎尺擬合徒手畫線，把該畫線分解成規(guī)則的數(shù)學(xué)單元一圓弧和直線。(3)在每一被分解后的圓弧或直線上各采集兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而將直線和圓固定下來。通過試定或試算，用合適的緩和曲線將固定的線形單元順滑地連接，形成一條以曲線為主的連續(xù)面線形。 二、曲線型定線法坐標(biāo)計(jì)算方法第9章 定 線9.2.2 紙上定線的方法第三十一頁，共69頁?；匦€參數(shù)A的確定常用方法有： 1)回旋曲線尺法2確定回

12、旋線參數(shù)第9章 定 線第三十二頁，共69頁。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)第9章 定 線第三十三頁，共69頁。第9章 定 線回旋線參數(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)第三十四頁，共69頁。式中：D圓弧之間距離； R換算半徑， S型曲線 卵型曲線： 2)回旋曲線表法 3)近似計(jì)算法 S型、卵型曲線，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)第9章 定 線第三十五頁，共69頁。（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）

13、和D2（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D1D2相切。第9章 定 線第三十六頁，共69頁。 （1）直線與圓曲線連接 圓心坐標(biāo)M（xm，ym） C1C2兩點(diǎn)之間距離： xm=xC1+Rcosm ym=yC1+Rsinm 4）解析計(jì)算法：C1-M第9章 定 線第三十七頁，共69頁。 圓心到直線的距離D 直線D1D2斜率： （1）直線與圓曲線連接 4）解析計(jì)算法：第9章 定 線第三十八頁，共69頁。 圓心到直線的距離D 直線D1D2斜率： （1）直線與圓曲線連接 4）解析計(jì)算法： 回旋線參數(shù)A及長度Ls 圓曲線與直線之間的距離D即曲線內(nèi)移值

14、p，即 p = D。 若按回旋線參數(shù)A2=RLS設(shè)計(jì)，則 第9章 定 線第三十九頁，共69頁。GQq2q1p1p2（2）兩反向曲線連接（S型） 兩曲線間距D： 第四十頁，共69頁。用牛頓求根法可解出A1，A2建立方程：第四十一頁，共69頁。（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。 第四十二頁，共69頁。1）單曲線計(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：第四十三頁，共69頁。（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)： 第四十四頁，共69頁。圓心M到HY

15、、YH的方位角： HY、YH的坐標(biāo)： 第四十五頁，共69頁。（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第四十六頁，共69頁。（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）第四十七頁，共69頁。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

16、)、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。第四十八頁，共69頁。M2(xm2,ym2)M1(xm1,ym1)NDm2）S型曲線計(jì)算方法 已知兩圓心坐標(biāo)為M1(xm1，ym1)，M2(xm2，ym2)，半徑R1，R2 （反向），計(jì)算確定緩和曲線長度Ls1、Ls2。 R2R1D3D2D1q2q1q1+q221NQ2Q1Qp2p1第四十九頁，共69頁。(1)線形元素連接點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算第五十頁，共69頁。公切點(diǎn)D2坐標(biāo)計(jì)

17、算： D2點(diǎn)的坐標(biāo)： 圓心M1到公切點(diǎn)D2的方位角： ， LDLD2第五十一頁，共69頁。公切點(diǎn)D2坐標(biāo)計(jì)算： D2點(diǎn)的坐標(biāo)： 圓心M1到公切點(diǎn)D2的方位角： 圓心M2到公切點(diǎn)D2的方位角： 第五十二頁，共69頁?？赏ㄟ^兩種方式解決：設(shè)定D2為公切點(diǎn)， 移動(dòng)M2的位置； 調(diào)整Ls2的參數(shù)A2。移動(dòng)圓心M2的位置時(shí)： 如果回旋線參數(shù)A計(jì)算不準(zhǔn)確，則由M1和M2計(jì)算出的D2坐標(biāo)不相等，即D2不是公切點(diǎn)。緩和曲線與圓連接點(diǎn)D1、D3的坐標(biāo)計(jì)算： （公式同前） （2）主點(diǎn)里程樁號計(jì)算： （方法同前）（3）曲線上任意點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算： （方法同前）第五十三頁，共69頁。3）卵型曲線計(jì)算方法 已知兩圓心坐標(biāo)為M

18、1(xm1，ym1)，M2(xm2，ym2)，半徑R1，R2 （同向），計(jì)算確定緩和曲線長度Ls1、Ls2。 第五十四頁，共69頁。q2-q1R1+p1-R2-p2XD1D2(1)線形元素連接點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算如果xM2 xM1 ，=+180。 3）卵型曲線計(jì)算方法 第五十五頁，共69頁。 則銜接點(diǎn)D1和D2坐標(biāo)計(jì)算公式為：（i=1，2） 從小圓過渡到大圓時(shí)方位角：R1R2 第五十六頁，共69頁。（2）中間緩和曲線坐標(biāo)計(jì)算 必須檢查參數(shù)A是否在規(guī)定范圍R2/2AR2時(shí)： D1點(diǎn)切線方位角： M點(diǎn)切線方位角： 第五十八頁，共69頁。中間緩和曲線起點(diǎn)M坐標(biāo)計(jì)算 ：由D1坐標(biāo)推算M坐標(biāo)： 當(dāng)R1R2時(shí)：回旋

19、線起點(diǎn)M位于D1點(diǎn)后方。 D1點(diǎn)切線方位角： M點(diǎn)切線方位角： M點(diǎn)坐標(biāo)： 式中：x,y緩和曲線終點(diǎn)切線支距值； 緩和曲線終點(diǎn)弦角， 第五十九頁，共69頁。中間緩和曲線起點(diǎn)M坐標(biāo)計(jì)算 ： 當(dāng)R1R2時(shí)：回旋線起點(diǎn)M位于D2點(diǎn)前方 。 由D1坐標(biāo)推算M坐標(biāo)： M點(diǎn)切線方位角： M點(diǎn)坐標(biāo)： 當(dāng)計(jì)算出之間緩和曲線起點(diǎn)坐標(biāo)及方位角后，即可據(jù)此計(jì)算緩和曲線上任意點(diǎn)坐標(biāo)。第六十頁，共69頁。（3）卵型曲線與兩邊線的連接計(jì)算：從兩條直線上分別選取兩個(gè)點(diǎn)，采集坐標(biāo)，標(biāo)定兩直線。同時(shí)必須確定第一條邊上一點(diǎn)的里程樁號，作為推算該路段里程樁號的基點(diǎn)。分別計(jì)算卵型曲線連接兩直線的緩和曲線長度及參數(shù)；計(jì)算出兩段緩和曲線的pi、qi、i值； 分別計(jì)算第一圓曲線R1的ZH、HY點(diǎn)坐標(biāo)，第二圓曲線R2的YH、HZ點(diǎn)坐標(biāo)。第六十一頁，共69頁。（3）卵型曲線與兩邊線的連接計(jì)算：ZH里程樁號由已知里程樁號的導(dǎo)線點(diǎn)（坐標(biāo)x1,y1）推算 ：第六十二頁，共69頁。M1M2R2R1q1-q2p2p1R1+p1-R2-p2X第六十三頁，共69頁。9.4 實(shí)地放線 9.4.1 穿線交點(diǎn)法 穿線交點(diǎn)法是根據(jù)平面圖上路線與施測地形時(shí)敷設(shè)的控制導(dǎo)線（以下簡稱導(dǎo)線）的關(guān)系，把紙上路線的每條邊逐一而獨(dú)立地放到實(shí)地上