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道路勘探设计-竖曲线设计.ppt

发布:2017-05-28约3.42千字共26页下载文档
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第三节 竖曲线 1.定义 纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车用一段曲线来缓和,称为竖曲线。 2.竖曲线的作用 (3)竖曲线外距E 竖曲线外距E 上半支曲线x = T1时: 3.满足视距的要求: 凸形竖曲线:坡顶视线受阻 凹形竖曲线:下穿立交 4. 凸形竖曲线主要控制因素:行车视距。 凹形竖曲线的主要控制因素:缓和冲击力。 (二)凸形竖曲线最小半径和最小长度 视距长度: 凸形竖曲线最小半径和最小长度 : 设置凹竖曲线的主要目的是缓和行车时的离心力,确定凹竖曲线半径时,应以离心加速度为控制指标 。 三、逐桩设计高程计算 变坡点桩号BPD 变坡点设计高程H 竖曲线半径R 2.竖曲线要素的计算公式: 变坡角ω= i2- i1 曲线长:L=Rω 切线长:T=L/2= Rω/2 外 距: 3. 逐桩设计高程计算 切线高程: 2.计算设计高程 K5+000.00:位于上半支 横距x1= Lcz – QD = 5000.00 – 4940.00=60m 竖距 K5+100.00:位于下半支 ①按竖曲线终点分界计算: 横距x2= Lcz – QD = 5100.00 – 4940.00=160m 竖距 K5+100.00:位于下半支 ②按变坡点分界计算: 横距x2= ZD – Lcz = 5120.00 – 5100.00 =20m 竖距 作业: 某二级公路一路段有三个变坡点,详细资料如下: 变坡点桩号 设计高程 竖曲线半径 K12+450 172.513 5000 +950 190.013 4000 K13+550 173.513 3000 试计算K12+700~K13+300段50m间隔的整桩号的设计高程值。 * * α1 α2 ω i1 i2 i3 变坡点:相邻两条坡度线的交点。 变坡角:相邻两条坡度线的坡角差,通常用坡度值之差代替,用ω表示,即 ω=α2-α1≈tgα2- tgα1=i2-i1 凹型竖曲线 ω0 凸型竖曲线 ω0 (1)缓冲作用:以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的突变。 (2)保证公路纵向的行车视距 凸形:纵坡变化大时,盲区较大。 凹形:下穿式立体交叉的下线。 3. 竖曲线的线形 《规范》规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形。 抛物线的纵轴保持直立,且与两相邻纵坡线相切。 A B 一、竖曲线要素的计算公式 1.竖曲线的基本方程式:设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1和i2。 式中:k——抛物线顶点处的曲率半径 ; i——竖曲线顶(底)点处切线的坡度。 抛物线上任一点的曲率半径为R, 抛物线上任一点的曲率半径 R = k(1+i2)3/2 竖曲线底部的切线坡度i1较小,故i2可略去不计 ,则竖曲线底部的曲率半径R为:R ≈ k 对竖曲线上任一点P,其切线的斜率(纵坡)为 当x=0时, 当x=L时, 则 2.竖曲线诸要素计算公式 (1)竖曲线长度L或竖曲线半径R L = xA - xB (2)竖曲线切线长T 因为T = T1 = T2,则 i2 A B i2 (4)竖曲线上任一点竖距h 下半支曲线在竖曲线终点的切线上的竖距h’为: h L-x h’ (4)竖曲线上任一点竖距h 下半支曲线在竖曲线终点的切线上的竖距h’为: 为简单起见,将两式合并写成下式, 式中:x——竖曲线上任意点与竖曲线始点或终点的水平距离, y——竖曲线上任意点到切线的纵距,即竖曲线上任意点与坡线的高差。 故 T1 = T2 = T 由于外距是边坡点处的竖距,则E1 = E2 = E, 下半支曲线x = T2时: (一)竖曲线设计限制因素 1.缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为: 二、竖曲线的最小半径 根据试验,认为离心加速度应限制在0.5~0.7m/s2比较合适。我国《标准》规定的竖曲线最小半径值,相当于a=0.278 m/s2。 2.时间行程不过短 最短应满足3s行程。 凸形竖曲线最小长度以满足停车视距要求为主。 按竖曲线长度L和停车视距ST的关系分为两种情况。 1.当LST时: A B 令 最小半径: 2.当L≥ST: 竖曲线最小长度相当于各级道路计算行车速度的3秒行程 。 (三)凹形竖曲线最小半径和最小
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