平曲线线形设计一般原则.pptx

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1、平曲线线形设计一般原则平曲线线形设计一般原则 1 1长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）第1页/共32页 （四）应避免连续急弯的线形（四）应避免连续急弯的线形 这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足

2、够长的直线或回旋线。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）（三）保持平面线形的均衡与连贯（技术指标的均衡与连续性）1 1长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。长直线尽头不能接以小半径曲线。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入中等曲率的过渡性曲线，并使纵坡不要过大。2高、低标准之间要有过渡。高、低标准之间要有过渡。第2页/共32页（五）平曲线

3、应有足够的长度（五）平曲线应有足够的长度 汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于汽车在公路的任何线形是行驶的时间均不宜短于3s3s，以使驾驶操作不显的过分紧张。，以使驾驶操作不显的过分紧张。(1)(1)平曲线一般最小长度为平曲线一般最小长度为9s9s行程；行程；(2)(2)平曲线极限最小长度为平曲线极限最小长度为6s6s行程。行程。(3)偏角小于偏角小于7时的平曲线最小长度时的平曲线最小长度 ：式中：式中：公路偏角，当公路偏角，当2时，按时，按=2计算。计算。第3页/共32页二、平面线形要素的组合类型（一）基本型（一）基本型 按直线按直线-回旋线回旋线-圆曲线圆曲线-回旋线回旋线-直线的顺

4、序组合的线形。直线的顺序组合的线形。适用场合：交点间距不受限。适用场合：交点间距不受限。第4页/共32页二、平面线形要素的组合类型 计算方法：计算方法：由平曲线长度由平曲线长度L=R+Ls按按1：1：1设计时，设计时，L=3Ls，则，则3Ls=R+Ls故故 （一）基本型（一）基本型 按直线按直线-回旋线回旋线-圆曲线圆曲线-回旋线回旋线-直线的顺序组合的线形。直线的顺序组合的线形。适用场合：交点间距不受限。适用场合：交点间距不受限。从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1。第5页/共32页（二）（二）S型

5、型 两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。2V21JD1JD2第6页/共32页（二）（二）S型型 两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用条件：适用条件：第7页/共32页（二）（二）S型型 （2）在）在S型曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式：型曲线上，两个反向回旋线之间

6、不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式：式中：式中：l反向回旋线间短直线或重合段的长度。反向回旋线间短直线或重合段的长度。两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合 适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用条件：适用条件：（1）S型相邻两个回旋线参数型相邻两个回旋线参数A1与与A2宜相等。当采用不同的参数时，宜相等。当采用不同的参数时，A1与与A2之比应小于之比应小于2.0，有条件时以小于，有条件时以小于1.5为宜。为宜。第8页/共32页（3）S型型两两圆圆

7、曲曲线线半半径径之之比比不不宜宜过大，宜为：过大，宜为：式中：式中：R1大圆半径（大圆半径（m）；）；R2小圆半径（小圆半径（m）。）。第9页/共32页 用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。（三）卵型（三）卵型第10页/共32页式中：式中：A回旋线参数；回旋线参数；R2小圆半径（小圆半径（m）。）。（2）两圆曲线半径之比宜在下列界限之内：）两圆曲线半径之比宜在下列界限之内：（1）卵型上的回旋线参数）卵型上的回旋线参数A不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定，同时宜在下列界限

8、之内：不应小于该级公路关于回旋线最小参数的规定，同时宜在下列界限之内：（三）卵型（三）卵型 用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用条件：适用条件：第11页/共32页（3）两两圆圆曲曲线线的的间间距距，宜宜在在下列界限之内：下列界限之内：式中：式中：D两圆曲线最小间距（两圆曲线最小间距（m）。）。第12页/共32页凸凸型型的的回回旋旋线线的的参参数数及及其其连连接接点点的的曲曲率率半半径径，应应分分别别符符合合容容许许最最小小回回旋旋线线参参数数和和圆圆曲曲线线一一般般最最小

9、小半径的规定。半径的规定。（四）凸型（四）凸型在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径相衔接的组合。第13页/共32页两两个个回回旋旋线线参参数数之之比比宜宜为为：A A2 2：A A1 1=1=1：1.51.5复复台台型型回回旋旋线线除除了了受受地地形形和和其其它它特特殊殊限限制制的的地地方方外外一一般般很很少少使使用用，多多出出现现在在互互通通式式立立体体交交叉叉的的匝匝道道线形设计中。线形设计中。（五）复合型（五）复合型两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的线形。线形。第14页/共32页（六）（六）C

10、 C型型 其连接处的曲率为其连接处的曲率为0，也就是也就是R=R=，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为，相当于两基本型的同向曲线中间直线长度为0 0。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。C C型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。型曲线只有在特殊地形条件下方可采用。适用条件：同卵形曲线。适用条件：同卵形曲线。同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的线形。线形。第15页/共32页例：平原区某公路有两个交点间距为例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD1=K7+231.38，偏角，偏角1=122420

11、（左偏），半径（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，为右偏，2=153250，R2=1000m。要求：要求：按按S型曲线计算型曲线计算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。长度，并计算两曲线主点里程桩号。21JD1JD2T1T2L1L2第16页/共32页例：平原区某公路有两个交点间距为例：平原区某公路有两个交点间距为407.54m，JD1=K7+231.38，偏角，偏角1=122420（左偏），半径（左偏），半径R1=1200m；JD2为右偏，为右偏，2=153250，R2=1000m。要求：要求：按按S型曲线计算型曲线计算Ls1、Ls2长度，并计算两曲线主点里程桩号。长度，并

12、计算两曲线主点里程桩号。解：解：（1）计算确定缓和曲线长度）计算确定缓和曲线长度Ls1、Ls2：令两曲线的切线长相当，则取令两曲线的切线长相当，则取T1=407.54/2=203.77m 按各线形要素长度按各线形要素长度1：1：1计算计算Ls1：Ls1=R/2=12.2420/1801200/2=129.91 取取Ls1=130m 则经计算得，则经计算得，T1=195.48m 407.54/2=203.77m第17页/共32页切线长度与缓和曲线长度的增减有近似切线长度与缓和曲线长度的增减有近似1/21/2的关系，的关系，LS1=130+28.29=146.58，取，取Ls1=140m。则则计算

13、得计算得，T1=200.49m T2=407.54-T1=407.54-200.49=207.05 按按1：1：1计算计算Ls2：Ls2=R/2=15.3250PI/1801000/2=135.68计算切线长计算切线长T2得，得，T2=204.45m 207.05-204.45=2.60 取取Ls2=135.68+22.60=140.88 计算得，计算得，T2=207.055m 207.05-207.055=-0.005 取取Ls2=140.88-20.005=140.87 203.77-195.48=8.29，即，即T1计算值偏短。计算值偏短。第18页/共32页JDJD1 1曲线要素及主点里

14、程桩号计算曲线要素及主点里程桩号计算R1=1200 Ls1=140 1=12.2420T1=200.49 L1=399.82 E1=7.75 J1=1.15JD1=K7+231.38ZH1=K7+030.89HY1=K7+170.89QZ1=K7+230.80YH1=K7+290.71HZ1=K7+430.71第19页/共32页JDJD2 2里程桩号计算：里程桩号计算：JD2=JD1+407.54-J1=7231.38+407.54-1.15 =K7+637.7721JD1JD2T1T2L1L2HZ1ZH2JD2=JD1+交点间距交点间距-J1 =HZ1+曲线间直线长度曲线间直线长度+T2LZ

15、X第20页/共32页JDJD2 2里程桩号计算：里程桩号计算：JD2曲曲线线要要素素及及主主点点里里程程桩桩号号计计算算 T2=207.05 L2=412.22 E2=10.11 J2=1.88 JD2=K7+637.77 ZH2=K7+430.72 HY2=K7+571.59 QZ2=K7+636.83 YH2=K7+702.07 HZ2=K7+842.94JD2=K7+637.77R2=1000 Ls1=140.87 2=15.3250第21页/共32页作业：作业：平平原原区区某某公公路路有有两两个个交交点点间间距距为为371.82m，JD1=K15+385.63，偏偏角角1=201952

16、（右右偏偏），半半径径R1=700m，JD2为为 右右 偏偏，2=170532，R2=850m，试试按按S型型曲曲线线计计算算LS1、LS2长长度度，并并计算两曲线主点里程桩号。计算两曲线主点里程桩号。第22页/共32页附：非对称缓和曲线计算方法附：非对称缓和曲线计算方法 公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线公路平面线形基本要素是由直线、圆曲线和缓和曲线三个要素构成的。三个要素构成的。三个要素构成的。三个要素构成的。规范规范规范规范规定，基本型也可使用非对称的缓和曲线，以规定，基本型也可使用非

17、对称的缓和曲线，以规定，基本型也可使用非对称的缓和曲线，以规定，基本型也可使用非对称的缓和曲线，以适应周围地形地物。适应周围地形地物。适应周围地形地物。适应周围地形地物。（一）计算原理（一）计算原理（一）计算原理（一）计算原理 缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足缓和曲线采用的线型一般为回旋线，其性质满足r r l=Cl=C（常量）。公路设计中定义该常量（常量）。公路设计中定义该常量（常量）。公路设计中定义该常量（常量）。公路设计中定义该常量C C为回旋线参数为回旋线参数为回旋线参数为回旋线参数A A，且

18、，且，且，且A A2 2=R=R LsLs。这样当圆曲线半径。这样当圆曲线半径。这样当圆曲线半径。这样当圆曲线半径R R和缓和曲线长度和缓和曲线长度和缓和曲线长度和缓和曲线长度LsLs确定时，确定时，确定时，确定时，参数参数参数参数A A就是定值，圆曲线的内移值就是定值，圆曲线的内移值就是定值，圆曲线的内移值就是定值，圆曲线的内移值p p，也就是定值。，也就是定值。，也就是定值。，也就是定值。第23页/共32页非对称缓和曲线计算原理非对称缓和曲线计算原理22Ls1Ls1Ls2Ls2RO第24页/共32页（二）采用的测设方法（二）采用的测设方法 平移圆心平移圆心 法法：平移圆心使圆曲线：平移圆心

19、使圆曲线到两条切线的距离分别等于两个到两条切线的距离分别等于两个内移值，这样设计的平曲线位置内移值，这样设计的平曲线位置相对于切线是不对称的。相对于切线是不对称的。调整缓和曲线参数法调整缓和曲线参数法：保持圆心：保持圆心位置不变而通过调整缓和曲线参位置不变而通过调整缓和曲线参数数A值来实现非对称缓和曲线设值来实现非对称缓和曲线设计。计。第25页/共32页（二）采用的测设方法（二）采用的测设方法 1.平移圆心平移圆心 法法T1T2ORp1p2R112q1q1Ls1Ls2ABDECO第26页/共32页2.2.调整缓和曲线参数法调整缓和曲线参数法 按缓和曲线平均插入圆曲线原则设计：按缓和曲线平均插入

20、圆曲线原则设计：22-2-22Ls1Ls1Ls2Ls2RO第27页/共32页（1 1 1 1）计算原理）计算原理）计算原理）计算原理设设设设第第第第一一一一缓缓缓缓和和和和曲曲曲曲线线线线长长长长度度度度为为为为LsLs1 1，第第第第二二二二缓缓缓缓和和和和曲曲曲曲线线线线长长长长度度度度为为为为LsLs2 2，且，且，且，且LsLs1 1 Ls Ls2 2，则，则，则，则缓和曲线参数：缓和曲线参数：缓和曲线参数：缓和曲线参数：A A1 12 2=RLs=RLs1 1，A A2 22 2=RLs=RLs2 2第28页/共32页缓和曲线参数：缓和曲线参数：缓和曲线参数：缓和曲线参数：A A1

21、12 2=RLs=RLs1 1，A A2 22 2=RLs=RLs2 2因为因为因为因为LsLs1 1LsLs2 2，所以，所以，所以，所以A A1 1AA2 2，p p1 1pp2 2，方法方法方法方法 令令令令p p2=2=p p1 1，由，由，由，由p p2 2反推缓和曲线参数反推缓和曲线参数反推缓和曲线参数反推缓和曲线参数A A2 2，再进行缓和曲，再进行缓和曲，再进行缓和曲，再进行缓和曲线计算。线计算。线计算。线计算。因为所以第29页/共32页（2 2）几何要素计算：）几何要素计算：上、下半支曲线分别按上、下半支曲线分别按LsLs1 1和和LsLs2 2单独计算。单独计算。切线长：上半支切线长：上半支 下半支下半支 曲线总长 曲线长：上半支 下半支外 距：校正值：J=T1+T2-L 第30页/共32页习题：习题：已已知知某某二二级级公公路路有有一一弯弯道道，偏偏角角=123842，半半 径径 R=800m，Ls1=120，Ls2=150，JD=K5+136.53。计计算算曲曲线线主主点点里里程桩号。程桩号。第31页/共32页