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元素法

 

元素法包括四种元素：点、直线、圆曲、缓曲。

按单元线来分的话,一般有三种单元线：直线，圆曲线(组合形式:直圆直)，综合曲线(组合形式:直缓圆缓直)

 

圆曲线

 

综合曲线

 

这两个图示，只是表示一般的情况，对于卵形曲线等特殊道路，就有特殊的组合形式，如卵形曲线，组合形式就是圆缓圆。对于特殊的情况，后面会单独使用实例来详细解析。

 

1、各元素需要输入的数据

 

点：   第一个元素必须是点，且除了第一个元素外，后面的元素均不能为点。输入点时，需要输入点的北坐标和东坐标。

 

直线：第二个元素必须是直线，长度可以为零，但必须输入方位角。不是第二个元素的直线，不知道方位角可以不用输入，软件会自动计算。

 

缓曲：缓曲只需输入缓曲长。

 

圆曲：圆曲需要输入半径和长度。且左偏时（转角为左转)，输入半径时需要加负号。

 

2、元素法输入的规则

 

标准的元素法输入规则是：点——直线——第一缓和曲线——圆曲线——第二缓和曲线——直线——第一缓和曲线——圆曲线——第二缓和曲线……按此规则循环依次输入。

 

以上是标准的输入规则，上已述及，按单元线来划分的话，有直线、圆曲线和综合曲线，如果只是圆曲线的话，就是只有直圆直，综合曲线才是直缓圆缓直。

 

不过实际道路设计中，还存在卵形曲线和回头曲线的特殊情况。

3、各元素输入时的规定

 

1.第一个元素必须是点，且除了第一个元素外，后面的元素均不能为点。

 

2.第二个元素必须是直线，长度可以为零，但必须输入方位角。

 

3.不是第二个元素的直线，不知道方位角可以不用输入，软件会自动计算。

 

4.输入时建议以直线元素结束, 没有输入零直线,软件会自动增加一个零直线结束。

 

5.卵形曲线和回头曲线，必须使用元素法。[当然卵形曲线和回头曲线属于特殊曲线，正常的道路设计，常规曲线(直缓圆缓圆直）的情况还是居多的。]

 

6.工程之星道路设计，不允许出现“圆圆”的情况。

 

7.直曲表中,中间的“曲线间直线长”为零，即道路设计中出现零直线。

 

这种情况见下页详细解析

 

8.曲线间直线长为零，即线路中间出现零直线的分析方法

 

经典卵形曲线

 

回头曲线

 

线路单元要素表

 

分析的方法就是理解缓和曲线，缓和曲线和它前后的组合方式，有以下三种：直缓圆，圆缓直，圆缓圆，

 

如果把直线的半径看成无穷大的话，可以这样定义：缓和曲线前后都有半径：

 

1.经典卵形曲线图示，组合形式是圆缓圆，所以中间的零直线不能输入；

 

2. 线路单元要素图示和标准的线路直曲表，每个交点下都是标准的缓圆缓的情况，中间的零直线可输可不输。

 

直缓圆缓直——直缓圆缓直——直缓圆缓直

 

3. 回头曲线图示：回头曲线，中间的零直线必须输入(不输入就有错误，因为出现了圆——圆的情况)

 

4、元素法在工程之星道路设计中使用的详细步骤

 

工程之星3.0——输入——道路设计——元素模式，进入元素法主界面，首先新建一个道路文件*.rod(打开功能可打开已有的道路文件)

 

根据前面所述的元素法输入规则，开始按直曲表中的数据增加元素；元素共四种：点、直线、圆曲、缓曲。

 

新建的晋焦段道路文件jnccl.rod，按直曲表输入元素。注意：不要忘记输入直曲表中的起点里程；间隔表示计算时每隔多少距离计算一个逐桩坐标。

 

输入完成后，点“保存”按钮，保存按钮完成道路文件的保存并计算出逐桩坐标；编辑、插入、删除按钮实现修改；保存后，就可以选择图形显示查看道路线路图形了。

 

晋焦段保存计算成功后，可以进入图形显示，以上是晋焦段的图形。下页开始以晋焦段和另外几个道路设计文件，详细解析元素法的输入方法和输入时的注意事项。

 

保存计算成功后，进入测量——道路放样——道路放样库，打开晋焦段道路文件，对比《逐桩坐标表》，检查是否正确，确认正确后就可以开始道路放样了。

 

6、实例解析

 

直曲表示例一(晋焦公路焦作段)

 

元素	东坐标/长度	北坐标/方位角/半径
点	4000.0000	50000.0000
直线	200.0000	116.37126
缓曲	100.0110
圆曲	150.1410	1000.0000
缓曲	100.0530
说明:因为中间是零直线,所以输入下一交点中的缓曲,这样就出现了圆缓圆的情况，也就是卵形曲线，卵形曲线时零直线不能输入
圆曲	100.0650	800.0000
缓曲	100.0450
圆曲	120.0500	1200.0000
说明:同样中间是零直线,下一交点无第一缓曲,所以输入圆曲,这样又出现圆缓圆，就是卵形曲线，卵形曲线时零直线不能输入
缓曲	100.0080
直线	12000	155.47385
说明:输入直曲表中结束的直线,如果不以直线结束，工程之星中的道路设计软件会自动在道路文件*.rod中增加一条零直线

 

 

经典卵形曲线直曲表－前缓或后缓长度为零,曲线间直线长为零

 

直曲表示例二(昆明市轿子山-14段)

 

 

元素	东坐标/长度	北坐标/方位角/半径
点	510252.1410	2868216.0450
直线	32.1720	359.3743611111
缓曲	42.0000
圆曲	23.7090	-120.0000
因为是左转,所以圆曲半径输入负值
缓曲	35.0000
缓曲	40.2700
圆曲	63.1310	119.9100
缓曲	55.3470
缓曲	60.9120
圆曲	22.8120	-124.5530
因为是左转,所以圆曲半径输入负值
缓曲	35.0000
下一交点下无第一缓曲,曲线间直线长为零,一般都是卵形曲线
圆曲	56.8230	-332.5610
因为是左转,所以圆曲半径输入负值
缓曲	45.0000
直线	243.5710	333.4461944444
缓曲	50
圆曲	60.938	-100.292
缓曲	40

 

交点法

 

1、交点组成

 

交点法相对于元素法而言，无论是理解上还是输入时，都相对简单；道路设计《直曲表》中，都是以交点为单元的，每个交点下对应一段单元线路，每段线路都是由直线、圆曲、缓曲这些基本元素组成。交点法输入时，只需要根据《直曲表》按顺序输入每个交点的参数数据值就可以了。

 

交点法

 

输入交点

小贴士：交点法简单，那道路设计都使用交点法不是简化了客户的使用吗？前已述及，对于卵形曲线和回头曲线，只能用元素法。

 

2、各交点需要输入的数据

 

如上图所示，每个交点需要输入的参数数据有：交点名、北坐标、东坐标、第一缓曲长、半径、第二缓曲长。

 

3、交点法输入的规则

 

标准的交点法输入规则：

 

1.起点和终点只输入北坐标和东坐标，不能输入半径和第一第二缓曲长参数。如下页图示，标准的直曲表起点和终点下本来也不会有半径等参数。

 

2.其它交点需要输入北坐标、东坐标、第一缓曲长、圆曲、第二缓曲长。当然，交点下的单元线段只有圆曲的话，第一缓曲长和第二缓曲长不用输入。

 

3.第一缓曲和第二缓曲长度并不一定是对称的，长度可以不同。

 

4.无论是交点法还是元素法，出现断链的情况，一定要分段处理，从断链处分段。既清晰也不容易出错，可以开发出不用分段处理，软件后台自动处理的功能，但出错的概率很大，同时也不清晰。后续会以一个断链实例详细解析断链的处理方法。

 

5.若分段处理，后一段的起点里程，需要使用该段第一个交点下的HZ点里程减第二切线长得到，使用第一交点的ZH点里程加第二切线长是错误的。

 

标准的直曲表，起点(BP)和终点(EP)下，半径、缓曲长等参数，都是没有的。

 

4、交点法在工程之星道路设计中使用的详细步骤

 

工程之星3.0——输入——道路设计——交点模式，进入交点法主界面，首先新建一个道路文件*.ip(打开功能可打开已有的道路文件)

 

根据前面所述的交点法输入规则，开始按直曲表中的数据增加交点；

新建的贺广段道路文件ts_gghg1.ip，按直曲表输入交点。注意：不要忘记输入起点里程；间隔表示计算时每隔多少距离计算一个逐桩坐标。

 

输入完成后，点“保存”按钮，保存按钮完成道路文件的保存并计算出逐桩坐标；编辑、插入、删除按钮实现修改；保存后，就可以选择图形显示查看道路线路图形了。

 

贺广段保存计算成功后，可以进入图形显示，以上是贺广段的图形。下页开始以贺广段直曲表，详细解析交点法的输入方法和输入时的注意事项。贺广段包括分段和断链两个知识点。

 

保存计算成功后，进入测量——道路放样——道路放样库，打开贺广道路文件。注意，保存后，ip会生成同名的rod文件，道路放样时都是打开rod文件。

 

贺广段直曲表,开始贺广段实例解析,贺广段包括断链，可以通过此实例理解断链处理和分段处理两个知识点。

 

上表是铁四院的《直曲表》，铁四院的《直曲表》基本都是上表的形式。

 

[贺广段道路设计说明]--断链处理解析

 

通过《贺广段直曲表》和《贺广段断链表》对比分析，断链表中第6点，断前里程685590.284，断后里程685540.000。

 

1.里程出现重叠，该断链属于长链。

 

2.在贺广段直曲表中，交点11的HZ(缓直)点里程为683922.875，交点12的ZH(直缓)点里程为685543.853，因为断后里程为685540；

 

683922.875<685540<685543.853,可见需要从交点12开始分段处理。

 

断链前：

 

从起点即交点1开始断链前的交点法输入，按常规方法输入到断链处交点12，结束以交点13结束(因为交点法结束点不能输入半径缓曲长）；

 

勘测放样到685540前就完成了断链前的道路放样。在此为了说明分段法，以交点9做为起点；

 

注意，分段时起点里程非常重要，不能使用直曲表中交点9的里程，而需要使用交点9下的HZ点里程减后切线长。

 

如本例：起点里程＝674883.987-382.973＝6745010.014，如作图所示。

 

断链后：

 

说明：

断链前的道路文件，以交点13做为结束，可以放样到DK685540处；

 

DK685540后就需要使用断链后的道路文件放样；

 

断链后的道路设计，起点可以就从685540开始，因为可以通过直曲表判断出685540正好在直线段上，另外贺广段设计方提供了逐桩坐标表，在逐桩坐标表中可以查到685540的坐标：N＝2626132.894，E＝483951.2821；

 

设计示意图如右图所示;逐桩坐标表如下图所示；

 

——（完）——