公路路线几何设计主要内容与关键点

先说“怎么计算缓和曲线的切线方向上的点”，计算这个应该不难的，这个就是和放路基边桩一样，是正交方向上的点，具体计算公式比较繁琐，现在测量放样都用卡西欧编程计算中边桩，找个程序自己编入一下就好了，好一点的程序一般都还能算斜交的。再说“桥梁桩位”，首先要看设计图纸的桥梁布置图，是正交布置或是斜交布置，图纸上都会有说明。还有一种情况是，有些桥梁设计时有两条中心线，一条是桥梁中心线（以起始点和终点的中桩坐标拉直线为桥梁直线），另一条是路线中线，所以算桩位的时候用桥梁中心线计算，再到桥面系的时候又用路线中心线调整护栏位置（其中还涉及到梁板预制时的边板外侧的翼板宽度调整）。说白了主要抓住一点，最终保证桥面是按设计路线的（中线位置、宽度和高度）。建议可以在cad里把整桥的平面图画一下，桥梁上、下部各个节点的高程及平面坐标符合下，做到万无一失，不能太依赖设计。

《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）条文释义第7.2条7.3.2 圆曲线最小半径的“一般值”与“极限值”说明如下：

圆曲线最小半径的“一般值”是使按设计速度行驶的车辆能保证其安全性与舒适性，而建议的采用值。参考国内外使用的经验，确定圆曲线最小半径的“一般值”采用的横向力系数值为0.05~0.06。经计算并取整数，即可得出一般最小半径值。

道路中的平曲线、圆曲线是一回事，就相当于几何中的圆的一部分。一般来说，转弯半径是圆曲线的半径。大小应该根据实际情况确定。但是相关规范一般规定有最小的平曲线半径。

缓和曲线是连接直线与圆曲线的一种几何线形。一般采用数学中的回旋线。回旋线是曲率连续变化的线。有关概念可以参考几何学中的相关知识。如果你是从事于道路方面的人员，应该能明白这些的。

由于复曲线会增加勘测设计、施工和养护维修的困难，降低列车运行的平稳性和旅客舒适条件，因此新建铁路一般不应设置复曲线；在困难条件下，为减少改建工程，改建既有线可保留复曲线；增建与之并行的第二线，如有充分的技术经济依据，也可采用复曲线。在圆曲线地段，为了克服列车在曲线上运行而产生的离心力，需设置外轨超高（参见曲线超高），当曲线半径较小时，为保证列车按强制自由内接形式通过曲线，需进行必要的轨距加宽；为了平顺地过渡曲线率、外轨超高和轨距加宽，保证行车平稳与旅客舒适，在圆曲线的两端需设置一定长度的缓和曲线； 同时圆曲线的最小长度受 曲线测设、养护维修、行车平稳和旅客舒适等条件控制，因确定圆曲线和夹直线长度的理论与计算方法在力学上无大的差别，故圆曲线最小长度与夹直线最小长度采用同一标准。曲线偏角的大小影响列车在曲线上的运行阻力。曲线半径、外轨超高、缓和曲线长度和圆曲线长度对行车速度起限制作用（参见曲线限速），因此，这些要素要根据行车速度拟定。曲线偏角（转向角）、曲线半径R、缓和曲线长度lo、切线长度T和曲线长度L统称为曲线要素。这些要素的确定及各曲线主点里程的推算是曲线设计的主要内容。设计时偏角在平面图上量得，曲线半径R与缓和曲线长度lo系根据行车速度和设置条件选配得出，切线长度T和曲线长度L则根据几何关系计算得出。

具体如下：

一种圆曲线路段设计合理性的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立以车辆质心侧偏角和横摆角速度为变量的车辆系统在圆曲线路段侧向行驶情况的车辆系统模型；

S2，根据步骤S1中建立的车辆系统模型量化分析车辆在圆曲线路段上稳定行驶时，车辆质心侧偏角和横摆角速度的量化关系；

S3，搭建车辆在待评价的圆曲线路段上侧向行驶的动力学仿真系统，并根据步骤S1的车辆系统模型计算其在待评价的圆曲线路段上行驶时车辆质心侧偏角和横摆角速度变化情况，之后结合步骤S2中车辆质心侧偏角和横摆角速度的量化关系对待评价的圆曲线路段设计指标的合理性进行评价。

这是因为道路中心线被合并成一条完整的PL线造成的。解决方法：使用CAD的炸开命令将道路中心线炸开，然后重新设计缓和曲线。否则缓和曲线被炸碎后，影响后面的平曲线参数标注等。所以中心线不能进行合并PL线的操作。

圆曲线主要点的测设方法如下：

圆曲线的测设分为两步进行，先测设曲线上起控制作用的主点(ZY、QZ、YZ)；依据主点测设曲线上每隔一定距离的里程桩，详细地标定曲线位置。

圆曲线主点测设

（1）主点测设的元素计算

为了在实地测设圆曲线的主点，需要知道切线长T、曲线长L以及外矢矩E，这些元素成为主点测设元素，从上图中可以看到，若α和R已知，在主点测设的元素的计算公式为:

(2) 主点桩号计算

由于道路中线不经过交点，所以，圆曲线中点和重点的桩号，必须从圆曲线起点的桩号沿曲线长度推算而得。而交点桩的历程已由中线丈量获得，因此，可根据交点的里程桩号及圆曲线测设元素计算出各主点的历程桩号。主点桩号计算公式为：

YZ桩号=2+380.89+41.30-1.15=2+421.04两次算得YZ的桩号相等，说明计算正确。

(3)主点的测设

①测设曲线起点(ZY）置经纬仪于JD，后视相邻交点或转点方向，自JD沿经纬仪指示方向量切线长T，打下曲线起点桩。②测设曲线终点(YZ)经纬仪照准前视相邻交点或转点方向，自D沿经纬仪指示方向量切线长T，打下曲线终点桩。

③测设曲线中点(QZ)沿测定路线转折角时所定的分角线方向(曲线中点方向)，量外矢距E，打下曲线中点桩。

圆曲线详细测设

一般情况下，当地形变化不大、曲线长度小于40m时，测设曲线的三个主点已能满足设计和施工的需要。如果曲线较长、地形变化大，则除了测定三个主点以外，还需要按照一定的桩距，在曲线上测设整桩和加桩，这一过程称为圆曲线的详细测设。

圆曲线详细测设的方法很多。下面介绍几种常用的方法

(1)偏角法

①测设数据计算

用偏角法测设圆曲线上的细部点是以曲线起点(或终点)作为测站，计算出测站至曲线上任一细部点Pi的弦线与切线的夹角—弦切角△i(称为偏角)和弦长Ci或相邻细部点的弦长c，据此确定Pi点的位置。

曲线上的细部点即曲线上的里程桩，一般按曲线半径R规定弧长为lo的整桩。lo一般规定为5m、10m和20m，R越小，lo也越小。P1为曲线上的第一个整桩，它与曲线起点(ZY)间弧长为l1(l1<lo)，以后P1与P2，P2

②测设方法用偏角法测设圆曲线的细部点，因测设距离的方法不同，可分为长弦偏角法和短弦偏角法两种。前者测设测站至细部点的距离(长弦)，适合于用经纬仪加测距仪(或用全站仪)；后者测设相邻细部点之间的距离(短弦)，适合于用经纬仪加钢尺，具体测设步骤如下:

a安置经纬仪(或全站仪)于曲线起点(ZY)上，瞄准交点(D)，使水平度盘读数设置为00°00′00″；b水平转动照准部，使度盘读数为△1=2°08′12″，沿此方向测设弦长C1=8.95m，定出P1点；

c再水平转动照准部，使度盘读数为△2=6°54′41”，沿此方向测设长弦C2=28.95m，定出P2点；或从P1点测设短弦c0=19.88m，与偏角△2的方向线相交而定出P2点，以此类推，测设P3、P4点；

d测设至曲线终点(YZ)作为检核：水平转动照准部，使度盘读数为△Yz=20°10′00″，在方向上测设长弦Cyz=82.74m，或从P4测设短弦cn+1=15.51m，定出一点。

此点如果与YZ不重合，其闭合差一般应按如下要求：半径方向(路线横向)：不超过士0.1m；切线方向(路线纵向)：不超过士L/1000(L为曲线长)。