道路纵坡设计标高采集算法及程序

《道路纵坡设计标高采集算法及程序》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据2007年第8期西部探矿工程167道路纵坡设计标高采集算法及程序杨晓冬1，刘连旺1，雍壮志2(1．广西电力勘察设计研究院，广西南-7530023,2．桂林水利电力设计院，广西桂林541004)摘要：当前道路设计与施工大多采用图纸文件的形式来传递设计信息，还没有达到无纸交换的程度，这样在道路施工过程中仍需按照纵坡设计线计算大量的中线放样标高，给出了计算机自动采集此标高的算法及程序。关键词：竖曲线；坡道标高中图分类号：U412文献标识码：B文章编号：1004—5716(2007)08一0167珈4l中线上任意点设计标高数据采集算法纵断面设

2、计线是由直线和竖曲线组成的，见图1。为编程的需要，我们可以把纵断面设计线分解为首尾连接的折线一坡道线(图2中实线部分)和附加的竖曲线改正(图2中虚线部分)两部分。图1纵断面设计线图2坡道线与竖曲线1．1坡道线变坡点(折线段部分)标高计算图2中h0～h分别为变坡点的高程(m)、KI加～KI以(m)分别为变坡点的里程、d，～也分别为坡长(m)、i-～i4分别为坡度值(％)。变坡点的里程及标高计算公式如下：KLI=KI加+了牟KI以√1+‘而11)2=KI。l+—=』

3、LKI习41+(1-‰0)2一KI以+—芦』警==√1+(盖)2h，=hoq一_

4、=尘与=×i，、√1+(蠡)2h2h，+—；』呈×i241+(1-‰0)2h3=h2+—声』窖×i3√1+(蠡)2在坡段KI棚--一KI。，中任意点P的高程值：hp=ho+(“目标点里程”--KI加)×i】其它坡段同上述计算方法类似。1．2坡道标高(折线段部分)计算机算法万方数据168西部探矿工程2007年第8期建立数据库一表，该表中每一条记录(折线元)的字段为：起点里程、终点里程、起点高程、终点高程、起点半径R，、终点半径R2、起点Wl、终点W2、坡长d、坡度l。其中：起点Wl一“本记录的坡度”一“前一记录的坡度”终点W2=“下一记录的坡度

5、”一“本记录的坡度”输入任意点里程桩后程序按照以下方式运行：第一步：以起点里程、终点里程字段为标志定位任意点所在的记录(折线元)位置；第二步：利用该折线元的参数计算任意点标高，算法如下：设I。为任意点距该折线元起点的距离，那么I。一任意点的里程一该折线元起点的里程h任意点=该折线元起点的高程+I。×该折线元坡度1．3竖曲线部分标高改正值的计算纵断面上两个坡度的转折处，为了减缓冲击和保证行车视距，用一段曲线来缓和，称为竖曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，但在设计和计算上因抛物线比圆曲线更为方便而广为采用。由于在纵断面上只计水平距离和竖直高

6、度，斜线不计角度而计坡度，因竖曲线的切线长与曲线长是以其在水平面上的投影长度计，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。如图3所示，在xoy坐标系中设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i·和iz，它们的代数差用00-----iz—i，表示，即。当Oil为“+”时，表示凹形竖曲线；为“一”时，表示凸形竖曲线。图3竖曲线要素示意图1．3．1用二次抛物线作为竖曲线的基本方程式在图示xoy坐标系下，二次抛物线一般方程为：y=去x2+ix对竖曲线上任一点P，其斜率为：ip—d。一kX·It。(1)当x一0时，i=i-；x—I。时，i一丧+i12

7、i2，则：k=上一上(2)抛物线上任一点的曲率半径为：R一[1+(爱)2]312／噩式中：毫=i，鬟一击，代人上式得：R=k(1+i2)3／2因为I介于i，与i：之间，且i。、i2均很小，故i2可略去不计，则R≈K一导(3)(D将式(2)和式(3)代人式(1)，得二次抛物线竖曲线基本方程式为：y--瓦0tlx2T-"1x或y--舂x2+ilx瓦xT11x或掠r十11x式中：c一坡差，％；I一竖曲线长度，m；R——竖曲线半径，m；卜竖曲线上任意点与竖曲线起点或终点的水平距离，m。1．3．2竖曲线诸要素计算公式竖曲线长度I。或竖曲线半径R：I产R

8、a,或R一詈竖曲线切线长：因为T=TI≈．T2则T_L--譬竖曲线上任意点竖距h：h=PQ=y，一yQ一孤Xz十11x—ilx一豢(4)当∞为“+”时，h为“+”；∞为“一”时，h为“一’’1．3．3竖曲线上标高改正值算法使用1．2节建立的数据库一表，输人任意点里程桩后程序按照以下方式运行：第一步：定位任意点所在的记录(折线元)第二步：利用该折线元的参数计算任意点竖曲线上标高改正值△h，算法如下：(1)如果“起点半径”=O那么如果“终点里程”一“任意点里程”一I，

9、结束判断(2)如果“终点半径”=o那么如果“任意点里程”一“起点里程’，一I<孚I(1】ll那么x：娶I(t11I-I。△ll一索文否则：Ah—O’结束判断(3)如