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桥梁布局线中的公路曲线
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2014/11/03 16:34:43

问题描述:在应用 CSiBridge 定义桥梁布局线时,能否考虑公路工程中的公路曲线形式呢?如何输入相关的曲线参数呢?

解答:

首先,公路曲线大致可分为圆曲线和缓和曲线(transition curve)。其中:

1. 缓和曲线是道路平面线形要素之一,它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线

2. 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定,除四级路可不设缓和曲线外,其余各级公路都应设置缓和曲线。在现代高速公路上,有时缓和曲线所占的比例超过了直线和圆曲线,成为平面线形的主要组成部分。在城市道路上,缓和曲线也被广泛地使用。

其次,设置缓和曲线的目的主要包括:

a. 通过曲率的逐渐变化,适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,缓和行车方向的突变和离心力的突然产生;

b. 使离心加速度逐渐变化,不致产生侧向冲击;

c. 缓和超高,作为超高变化的过渡段,来减少行车震荡。

最后,缓和曲线的线型包括很多种,但在公路工程中主要采用回旋线,具体参见《公路工程技术标准》。

a. 回旋线是道路路线半径从无穷大一直变化到一定设计值的一种过渡曲线。

b. 缓和曲线之所以更多地采用回旋线,主要原因在于汽车的行驶轨迹非常近似回旋线。另外,回旋线不仅可以用做缓和曲线,而且也可以作为线形要素之一。同时,又有相应的测设用表,具备了使用条件。

在 CSiBridge 的布局线定义中,可以考虑水平面内的圆曲线和缓和曲线(回旋线),如下图所示:

对于圆曲线,三个参数(终点测站、终点方位角、曲率半径)可以任选其二,由程序计算第三个参数。

对于公路曲线(回旋线),程序将限制曲率半径的最小值和最大值,最大值即圆曲线对应的曲率半径,最小值为最大值的一半。程序内部将根据回旋线的基本公式确定其形状和各点坐标:

具体的公路曲线线型如下图所示:


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