ROAD-2程序特殊应用04 - 卵形曲线的处理091103 - 图文

ROAD-2程序特殊应用04——卵形曲线的处理

王中伟 发表于2009年11月03日 21:55 阅读(990) 评论(15) 分类： 技术交流 举报

ROAD-2程序特殊应用04——卵形曲线的处理

今天讨论的是有关ROAD-2程序特殊应用的最后一个主题了，就是卵形曲线的处理。

一、什么是卵形曲线

什么是卵形曲线？这种曲线有何特别之处？在路线线型布置方面有什么优点？计算方面有什么不一样的地方？这一系列问题，有必要先弄清楚。

1．基本型曲线

我们对比一下基本型曲线和卵形曲线的图形，先看基本型曲线：

在描述基本型曲线的特点之前，我们先把一个概念描述清楚，就是：完整缓和曲线。我们规定，凡是缓和曲线的一个端点的曲率为0（半径无穷大）的，不论长短，以及另一端曲率大小，都称为完整缓和曲线。

基本型曲线的特点是：它由三个曲线元素组成：第一缓和曲线+圆曲线+第二缓和曲线，用符号表达，就是：Ls1+Ly+Ls2，其中最关键的一点是关于缓和曲线的，不论是Ls1还是Ls2，都必须是完整缓和曲线，它连接直线和圆曲线，其中连接直线的那一端的曲率即为0。

基本型曲线是各种等级公路主线使用最多的线型，因此它的计算是最基本的要求。凡是满足基本型曲线的定义的，其曲线要素、中桩坐标等均可使用同一套公式进行计算。

基本型曲线可以衍生出以下各种类型的曲线： （1）纯圆曲线：Ls1=Ls2=0 （2）对称基本型曲线：Ls1=Ls2 （3）凸形曲线：Ly=0

（4）一侧带缓和曲线：Ls1=0，或者Ls2=0

以上曲线的计算均可按基本型曲线公式计算。也就是说，要使用基本型曲线公式计算，要么不带缓和曲线，如果要带，必须是完整缓和曲线。

两个基本型曲线直接相连的复曲线，均可按独立的两个基本型曲线进行计算，其中，两个同转向的基本型曲线直接连接的称为C型曲线，而两个相反转向的基本型曲线直接连接的称为S型曲线。

S型曲线在各种公路的平面线型中经常使用，而C型曲线则很少有使用的，究其原因，是因为其线型不好，仔细看一看吧，两曲率不相同的圆曲线之间缓和曲线的连接不合理。那如何解决呢，这就是卵形曲线了！！！

2．卵形曲线

和C型曲线相比，卵形曲线也是同向的、两个不同半径的圆曲线相连的一种型式，而卵形曲线的特点在于，在两个不同曲率半径（分别是R1、R2）的圆曲线之间，用一条缓和曲线Lf进行过渡，而Lf缓和曲线的曲率半径则是从R1过渡到R2，这样，卵形曲线的两圆曲线之间的过渡方式比C型曲线要好，在道路路线设计中，卵形常用于同向复曲线的设计。

这样，整个卵形曲线便组成了Ls1+Ly1+Lf+Ly2+Ls2这样的五个曲线元素组成的同向复曲线。

卵形曲线的平面图式一般表示如下：

由于卵形曲线的中缓和曲线Lf是一段非完整缓和曲线，因此卵形曲线的计算不同于基本型曲线，不能按基本型曲线的计算公式来进行计算。

二、卵形曲线的判别

这里所说的判别，是指如何在路线直曲表上判别。

一般情况下，基本型曲线在直曲表上的典型表示如下：

下图是广元至巴中高速公路的直曲表局部图：

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图中，JD129和JD130是对称基本型曲线，而JD131和JD132是不对称基本型曲线。

又如下图是宜章至凤头岭(湘粤界)高速公路直曲表局部图：

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.

图中，JD1是不带缓和曲线的圆曲线，JD2和JD3是不对称基本型曲线，JD4

是对称基本型曲线。

而卵形曲线的表示则另有特点：

下图是广元至巴中高速公路的直曲表局部图：

.

.

图中，由YJD135和JD136两个交点连成的复曲线为卵形曲线，该直曲表后备注栏也清楚地注明“卵形曲线”。

又如下图是宜章至凤头岭(湘粤界)高速公路直曲表局部图：

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图中，由JD47和JD48两个交点连成的复曲线为卵形曲线。

由以上两个卵形曲线在直曲表中的表示我们可以总结几条判别是否是卵形曲线的条件：

（1）两交点必须是相同转向，且两交点曲线之间的直线距离为0；

（2）两交点中，必定有一个交点的缓和曲线为0，而且该缓和曲线的位置与另一个交点相接；

（3）由于卵形曲线是两交点、五线元（Ls1+Ly1+Lf+Ly2+Ls2），因此，撇去QZ点，两交点总共只有五个主点桩号，直曲表中必有一栏ZH点或HZ点为空（对应着缓和曲线为0）；

（4）对于纬地软件生成的直曲表（类型如宜章至凤头岭高速公路直曲表），两交点半径栏中有一个交点会注明有两个半径值，其中大半径和与之相连的JD的半径值相等；

（5）最后一条，这一条也是必要条件，就是对于其中一个类似于不对称基本型曲线的交点（如广元至巴中高速公路的YJD135），假若按基本型曲线计算其曲线要素，与直曲表所列曲线要素绝对不相等。

按照以上判别条件，基本可以从直曲表上确定哪些是卵形曲线了。

还有写直曲表的表达更加特别，比如山西临吉高速，其中一个卵形曲线只用一个交点表达（JD28），但这个交点明确标注为“五单元”，并在直曲表中有第二圆曲线、第三缓和曲线栏目，这明显也是卵形曲线，而普通的基本型曲线则标注为“三单元”。

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三、卵形曲线的解决思路

这里所指的卵形曲线解决思路，是指在ROAD-2这种只能计算基本型曲线要素及中边桩坐标的程序中，如何实现卵形曲线的中边桩坐标计算。

解决的思路很简单，我们把卵形曲线分解成两个基本型曲线，先看下图。

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我们可以把半径较大的那个曲线分离为基本型曲线1，这是一个一侧不带缓和曲线的不对称基本型曲线，而把半径较小的那个曲线分离为基本型曲线2，这个曲线带Lf缓和曲线的那一侧，将不完整缓和曲线Lf恢复成一个完整缓和曲线，从而也变成一个基本型曲线，再通过有效计算范围的定义，把恢复后的完整缓和曲线的坐标计算限定在Lf范围内。

由此，原本不能用基本型曲线计算公式计算的卵形复曲线，现在分离成两个基本型曲线，再通过有效计算范围的限定，这样就完全可以使用ROAD-2程序完成计算了。

现在的问题是，如何确定由卵形曲线分离而成的两个基本型曲线的曲线参数，这包含交点桩号、交点坐标、方位角、转角、半径、缓和曲线长、有效计算范围的起终点桩号，等等，这是编写数据库子程序必须要确定的参数。

四、卵形曲线转换成基本形曲线后的参数确定

有一句话说得好，不怕做不到，只怕想不到。既然有了卵形曲线计算的解决思路，就不怕确定不了两个基本型曲线的参数。这个难题，我已经解决了，不然，我也不好意发这篇日志。只是，这中间的计算过程实在过于繁琐，把它规范地推导出来比较繁杂，估计也没有什么人会认真地去看（这里绝无低估大家的意思），因此，我编写了一个EXCEL计算程序，只要大家输入几个简单的参数，程序就可计算出编写数据库子程序所需的卵形曲线（即两个基本型曲线）的参数。

程序的界面如下：

界面分为两个表格，上面的表格是卵形曲线参数计算，下面是交点参数换算结果。

我们以宜章至凤头岭(湘粤界)高速公路的JD47-JD48卵形曲线为例，讲述程序的使用办法。

第一步：在卵形曲线参数计算表格中的黄色区域中输入卵形曲线的基本参数，这些参数很容易在直曲表中获得，填写如下：

该数据界面与立交匝道的EXCEL计算程序几乎完全一致，其中需要强调的是，如果曲线是左转，相关半径值须以负数输入。

第二步：按“参数计算”按钮，即可计算卵形曲线参数。

.

此时，应对照直曲表，仔细检查主点桩号、缓曲参数、线元长度等关键参数是否与设计文件一致，若不一致，则仔细检查输入的数据，直至计算无误为止。

第三步：按“交点参数换算”按钮，即可计算出两个基本型曲线的数据库参数。

.

到此，计算完成。但在编写数据库子程序之前，需要说明两点：

1．若曲线左转，程序计算结果会显示半径值为负值，但在编写数据库子程序时，应输入转角值为负值，半径值不带正负；

2．JD1之前若有直线段，则该交点计算起点应从直线起点算起；类似地，JD2之后若有直线段，则该交点计算终点应算至直线终点。如本例，JD1的计算起点桩号应为44156.104，JD2的计算终点应为45948.548。

还有一个重要问题：卵形曲线参数转换EXCEL程序下载网址：http://pickup.mofile.com/7216169197980864。

.

五、卵形曲线数据库子程序的编写

宜章至凤头岭(湘粤界)高速公路的JD47-JD48卵形曲线路段的数据库子程序可编写如下表：

.

计算时，记得要把ROAD-2程序第二行调用的数据库子程序名称改为“ROAD-DATA6”。

五、验证示例

验证之前，先展示一下设计文件中这一段路线的逐桩坐标（仅列卵形曲线中的Lf段）：

.

.

验证计算过程如下表所示： .

.

和设计文件K44+827.64、K44+942.64坐标相比，差值在1mm内，计算无误。

由此，卵形曲线的处理就圆满结束了。

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共15篇评论，第1页/共1页

美丽草原 美丽草原 美丽草原

1页确 定

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1楼 美丽草原 2009-11-04 11:39:46

王老师，哪个EXCIL表格麻烦传一下

风飘雪歪哥哥 风飘雪歪哥哥 风飘雪歪哥哥

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2楼 风飘雪歪哥哥 2009-11-05 19:18:26

王老师 找不到你的EXCEL文件等于我们还没解决啊！麻烦你上传下啊！

主人的回复： 11月5日 23:29 过几天再传

¤凌云壮志¤ ¤凌云壮志¤ ¤凌云壮志¤

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3楼 ¤凌云壮志¤ 2009-11-06 23:15:23

王老师我下了你的EXCEL程序打开出现了点问题，我 已经把图片传到你邮箱，请帮我看看，是什么原因？

主人的回复： 11月8日 18:02 请你把EXCEL文件发回我的邮箱看看。

¤凌云壮志¤ ¤凌云壮志¤ ¤凌云壮志¤

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4楼 ¤凌云壮志¤ 2009-11-08 20:03:36

这里不能上传图片。这图片跟程序都已经发到邮箱了，是否我的软件设置有问题？

/jd 卡卡 /jd 卡卡 /jd 卡卡

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5楼 /jd 卡卡 2009-11-12 22:01:15

ROAD-2程序 能不能j计算 与公路相交的桥涵坐标 例如桥涵与

公路的中线的 夹角 60度 87度等

王老师

主人的回复： 11月13日 11:48 可以计算

/jd 卡卡 的回复： 11月13日 21:02 哦 是在输入右角哪里改角度 吧

还有个问题 麻烦老师指导 怎么编写这个曲线表的数据库

主人的回复： 11月13日 21:31

数据库程序的编写方法参见：http://user.qzone.qq.com/595077/blog/1251300817

/jd 卡卡 /jd 卡卡 /jd 卡卡

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6楼 /jd 卡卡 2009-11-13 22:24:42

王老师 这种只有一半缓和曲线的也能使用这套程序吗

主人的回复： 11月14日 09:00

虽然我不知道你所说的一半缓曲曲线是指何意，但我认为程序也肯定能及计算你所说的这种曲线

/jd 卡卡 的回复： 11月14日 18:41

我的这个曲线表里 有几个缓和曲线段有两个值 一半为零另一半为35 不知道王老师能看到不？

主人的回复： 11月14日 21:33 把你的直曲表发到我的qq邮箱看一看。

/jd 卡卡 的回复： 11月14日 22:49 好的 麻烦老师了

主人的回复： 11月15日 20:42

你发的直曲表我已经验证，有很多一侧缓和曲线为0的情况，本程序可以计算，只要根据直曲表准确定义第一缓曲和第二缓曲就是了，比如JD53，第一缓曲是0，第二缓曲是35。

/jd 卡卡 的回复： 11月16日 09:41

好的 谢谢老师了 我先自己编写 不知道的在请教 我还是第一次用5800这套程序

/jd 卡卡 /jd 卡卡 /jd 卡卡

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7楼 /jd 卡卡 2009-11-30 22:08:39

王老师 卵形曲线的参数EXCEL计算程序在那下

主人的回复： 12月1日 21:08 日志中有下载的链接啊。

乄☆頖じov縌 乄☆頖じov縌 乄☆頖じov縌

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回复 引用 举报 8楼 乄☆頖じov縌 2009-12-03 16:05:54

王老师

日志中没有下载的链接啊 能不能发到我的邮箱呀 271279696@qq.com 谢谢

主人的回复： 12月3日 20:27 日志中有下载链接。

。大胡子叔叔 。大胡子叔叔 。大胡子叔叔

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9楼 。大胡子叔叔 2009-12-04 23:36:44

王老师 您好 办公软件里方位角的的格式怎末输入呢

主人的回复： 12月5日 08:48

按dd:mm:ss的格式输入，度分秒数字之间用冒号隔开

而非 而非 而非

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10楼 而非 2010-01-14 21:47:52

王老师：你好，我这里有一个交点，设计文件上还是给的是ZH,HY,YH,HZ的桩号，仿佛和普通曲线没有区别，只是在后面备注栏里标注了是卵形曲线，但我用普通程序验证，只有ZH到HY段是卵形曲线，在你的EXCEL

计算程序里，输入参数后计算出的节点坐标始终和设计文件不符，请问是什么原因

而非 而非 而非

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11楼 而非 2010-01-14 22:50:27

卵形曲线参数计算:False Pict 主点主点桩号半径X坐标Y坐标切线方位角 线元长度

ZHK187+431.82-1550184513.924 500155.979 190°02′15.4″

HYK187+627.26-800184319.598 500137.963 179°25′36.2″568.443195.440 YHK187+854.44-800184095.791 500172.244 163°09′22.1″ 227.180

hzK188+054.440183909.989 500245.879 155°59′39.0″400.200.000 False Pict 交点参数

换算结果:参数交点桩号交点X交点Y交点前方位角交点转角RLS1LS2计算起点桩号计算终点

桩号JD1K44+618.5072778766.187 454499.880 175°35′08.9″10°22′05.4″2000.000 250.000 0.000 K44+319.185K44+806.102JD2K45+163.1362778222.523 454452.992 184°31′17.6″45°15′28.3″800.000 250.000 160.000

K44+806.102K45+543.021JD1187689.588184260.1013500111.05167.91823379623°16′09.3″-800195.440187431.82187854.44JD20

而非 而非 而非

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12楼 而非 2010-01-14 22:57:56

王老师，你好，我按你的卵形曲线EXCEL计算程序计算出的坐标和切线方位角和设计文件符合了，可是一点交点参数换算就提示“除数为零，终止计算”是怎么回事？我把我这个曲线要素发到你的qq邮箱，你看看是怎么回事

主人的回复： 1月15日 18:55

你这个曲线是ZH-HY-YH-HZ，并不是卵形曲线，卵形曲线是ZH-HY-YH-HY-YH-HZ，六个节点

而非 而非 而非

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13楼 而非 2010-01-19 17:00:13

王老师：你好：你看看这个曲线： 交点坐标 184226.2053，500105.0519，交点桩号187724.01，转角34-2-36，左转，半径800，缓曲线长195.445，200，缓何曲线参数568.451，400，缓何曲线起点187431.82，圆曲线起点187627.26，圆曲线终点187854.44，缓直点188054.44，计算前方位角190-2-15.4，后方位角155-59-39.4.设计文件在备注栏里注明是卵形曲线。 用你的excel程序参数计算出的结果和设计文件符合，但是按交点参数换算就会提示错误除数为零，是怎么回事，咋处理。用你的ROAD-2计算此段坐标也不对。

主人的回复： 1月19日 17:09

我15号已经回复你了，怎么你没有看到？

你这个曲线是ZH-HY-YH-HZ，并不是卵形曲线，卵形曲线是ZH-HY-YH-HY-YH-HZ，六个节点

而非 的回复： 1月19日 17:10 关键是用ROAD-2算出来不对的

而非 的回复： 1月19日 17:10 关键是用ROAD-2算出来不对的

主人的回复： 1月19日 17:12

你前面EXCEL参数都没有搞对，当然后面的ROAD-2算不对了

主人的回复： 1月19日 17:12

你前面EXCEL参数都没有搞对，当然后面的ROAD-2算不对了

而非 的回复： 1月19日 17:24 那这个参数该用哪个程序来计算呢

主人的回复： 1月19日 17:26

我没有看到你项目的平面资料，我也不能确定，反正可以肯定的是：你在EXCEL中输入的数据不是卵形曲线数据，因为只有四个节点而卵形曲线有六个节点。

而非 而非 而非

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14楼 而非 2010-01-19 17:29:44

交点坐标 184226.2053，500105.0519，交点桩号187724.01，转角34-2-36，左转，半径800，缓曲线长195.445，200，缓何曲线参数568.451，400，缓何曲线起点187431.82，圆曲线起点187627.26，圆曲线终点187854.44，缓直点188054.44，计算前方位角190-2-15.4，后方位角155-59-39.4.设计文件在备注栏里注明是卵形曲线。

Pezee Pezee Pezee

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15楼 Pezee 2010-03-04 15:45:55

王老师，我用你的这个数据库算出来44＋827.64，X＝8557.076，Y＝4477.948

44942.64，X=8442.74,Y=4459.359.用ROAD－2的数据库算出来的和设计的一样。不知道是怎么回事？？？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n2xx.html