超高加宽计算方法.docx
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超高加宽计算方法
浅
谈
高
速
公
路
曲
线
段
超
高
加
宽
计
算
方
法
浅谈高速公路曲线段超高加宽计算方法
(测绘公司常建增邓少锋)
摘要:
高速公路主线和互通立交的超高过渡及加宽方式,由于形式较多、计算较为繁琐,就当前高速公路测量计算中的应用情况,对高速公路缓和曲线段超高方式和加宽方式,提出了计算的基本思路及数据处理方法。
关键词:
高速公路曲线超高路拱横坡曲线加宽
平曲线超高及加宽示意图:
第一节:
路拱及超高
1.1为了利于路面横向排水,将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形,称为路拱;路拱的形式由抛物线形、线性比例、折线形等,高速公路采用的路拱横坡是以线
性比例方式。
1.2为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式,这就是曲线上的超高,超高在圆曲线段为全超高,超高在缓和曲线上是逐渐变化的超高过渡。
第二节:
超高缓和段的确定
超高缓和段的形式;
2.1无中央分隔带的公路超高过渡段
(1)绕路面未加宽时的内侧边缘旋转,简称绕内边轴转;
(2)绕路面未加宽时的中心线旋转,简称绕中轴旋转;
(3)绕路面未加宽时的外侧边缘旋转,简称绕外边轴转;如图所示:
曲无中网分隔涉的公站也惯和凶的朋;转和I
绕内边轴旋转:
a:
由双向路肩横坡
i0
变成双向路拱横坡
i1;
b:
由双向路拱横坡
i1
变成单向路拱横坡
i1;
c:
由单向路拱横坡
i1
变成单向超咼横坡
ib;
绕中轴旋转:
a:
由双向路肩横坡
i0
变成双向路拱横坡
i1;
b:
由双向路拱横坡i1变成单向路拱横坡i1;c:
由单向路拱横坡i1变成单向超高横坡ib;
2.2有中央分隔带公路超高过渡段
a.绕中央分隔带的中心旋转:
b.绕中央分隔带两侧边缘线旋转
c.绕各自行车道中线旋转
如图所示:
al绕分隔帯中心厳餐
閃绦分隔帯阿删/燥悔哉
m27有中闻分隔带的公路揺高缓和段的城转铀
2.3确定外侧车道超高缓和段最小长度为:
Lc=B(ib+il)/p;式中B为旋转轴至右侧路缘带外侧边缘的宽度,即行车道宽度+左侧路缘带宽度+右侧路缘带宽度,m;ib为路面超高横坡度,%;il为路拱横坡度,%;p为外侧车道的超高渐变率,即旋转轴与右侧路缘带外侧边缘之间的相对坡度(p>1/330)。
因为内侧车道超高缓和段的长度与外侧车道的相等(也为Lc),故内侧车道的超高渐变率为:
p=B(ib-il)/Lc。
2.4确定临界长度:
夕卜侧车道临界断面距超高缓和段起点的距离被称为临界距离,用Lk表
示。
内侧车道超高中不会出现临界断面。
由Lk=B*il/p可以推出:
Lk=il*Lc/(il+ib)
第三节:
各断面超高值的计算
高速公路曲线段超高计算是比较繁琐,根据现阶段高速公路施工中图纸提供的超高示意图,收集多条高速公路图纸,进行比对综合,提出解算思路,针对各种超高方式绘出图形及计算方法:
(其中下列图中2%为路拱横坡)
3.1整体式超高(除S型外)超高方式图及计算方法
Lc
250
W1W2
W3
200
i-i-t
WO
250
W3W2W
250200
rt-i
1WW2W3WO|
250
W3|W2W
0%
111
■
2%
2%
j%.
1
d■厂用b.j.
1丨
,•曾….
JdI
说明:
1.旋转轴为中央分隔带边缘,PH为设计高程;
2.Lc为超高缓和段长;
3.超高时从ZH(HZ)点开始曲线外侧先采用p的渐
变率均匀地过渡到2%的超高横坡度,然后曲线内外侧同时开始采用p的渐变率均匀地过渡到
i%的超高横坡度。
临界断面(由双向横坡达到单向横坡所需长度):
Lc1=2*i1/(i1+i2)*Lc(式中i1=2
各段面计算方法:
1.曲线外侧Lc1,Lc2段i=x*(i1+i2)/Lc-2%(x为所求点至ZH(HZ)距离)
2.曲线内侧Lc1段%=2
3.曲线内侧Lc2段i=x*(i1-i2)/Lc-2%(x为所求点至临界点距离)
3.2整体式超高S型超高方式图及计算方法
Lc1Lc2
1-」断面
2425
二二断面
2425
1
断面
2425
「1
说明:
1.旋转轴为中央分隔带边缘,PH为设计高程;
2.Lc1,LC2分别为相接反向曲线的超高缓和段长;
3.S型曲线超高时FG点超高值为0以p的渐
变率均匀地过渡到i2%的超高横坡度。
各段面计算方法:
均采用线形比例计算
1.曲线外内侧Lc1段i=x*i1/Lc-i1(x为所求点至ZH(HZ距离)
2.曲线内外侧Lc2段i=x*i2/Lc(x为所求点至ZH(HZ)距离)
3.3分离式超高(除S型外,行车道为曲线外侧)超高方式图及计算方法
Lc
1W2
说明:
1.
2.
3.
Lc1
临界面
%
Yl
I断面
1225
W3
2%
1225
W3
0%
1225
W3
%
111
W1W2
线
路
"1W2
牛中心j
W线
a-・兰•-3■产申
7W2
旋转轴为标高设计线,为超高缓和段长;超高时从点开始采用P的渐
变率均匀地过渡到i%的超高横坡度。
临界断面(由双向横坡达到单向横坡所需长度):
断面计算方法:
1.所求点至起点距离)
II为设计咼程;
Lrl=il/(il+^Lr(i?
=2%)
(x为
3.4分离式超高(除型外,行车道为曲线内侧)超高方式图及计算方法
Lc
IV
IV-IV断面
1225
中
W1W2
'心
1225
W3
J%
说明:
1.旋转轴为标高设计线,PH为设计高程;
2.Lc为超高缓和段长;
3.超高时从ZH(HZ)点开始采用p的渐变率均匀地过渡到i%的超高横坡度。
超高计算方法:
1.曲线外侧Lc1,Lc2段i=x*(i2-i1)/Lc-i1(x为
所求点至ZH(HZ)距离,i1=2%
3.5分离式超高S型超高方式图及计算方法
Lc1「匕匸Lc2
]i
断面
1225
W3
i%
111
W1W2
Pl—1
1225
W1W2
1
..0%
:
:
i二断面
1225
W|W2|
线
路
W1W2
勺中
心
I
W1W线
说明:
1.旋转轴为标高设计线,PH为设计高程;
2.LC1丄C2分别为相接反向曲线的超高缓和段长;
3.S型曲线超高时FG点超高值为0,以p的渐变率均匀地过渡到i%的超高横坡度。
各段面计算方法:
均采用线形比例计算
1.曲线外内侧Lc1段i=x*i1/Lc-i1(x为所求点至ZH(HZ)距离)
2.曲线内外侧Lc2段i=x*i2/Lc(x为所求点至ZH(HZ)距离)
3.6除以上计算方法外视情况(受线形影响)也可采用最简单的比例内插法
其差值很小。
第四节:
加宽缓和段
4.1加宽缓和段:
为了使路基和路面由直线正常宽过渡到圆曲线全的加宽值
设置的一过渡加宽缓和段
4.2加宽缓和段长度的确定
(1)既有超高,又有加宽时,以缓和曲线或超高缓和段长度作为加宽缓和段长度
(2)无超高,有加宽时,以缓和曲线或不小于10米长度作为加宽缓和段(取5
的整倍数)
4.3加宽方式和加宽值计算:
(1)正比例方式加宽(外接法加宽)
Bjx/Bj=x/LcfBjx=xBj/Lc
(2)高次抛物线过渡
三次抛物线计算:
U=(K-L)/LcfBjx=B(1-3UU+2UUU)
四次抛物线计算:
U=(K-L)/LcfBjx=B(1-4UUU+3UUUU
其中:
Bjx为任意加宽点加宽值;K为任意里程点丄为加宽起点里程,Lc为加宽总长,B为总加宽值。
第五节:
结束语
超高的计算不是一承不变的;如同向C型曲线时,我们会直接取i1过渡至i2,在缓和曲线特别长时(不能满足超高渐变率大于1/330时),我们会取其中一段做为超高过渡段计算,S型曲线时则不用从路拱过渡,而是从平坡(0%过度至全超高等等;详细了解读透设计图纸是进行测量计算的关键;设计文件中
一般会有《超高方式图》,其中会介绍该路线一般使用的超高过渡方式,结合纵断面图提供的超高形式,就可正确计算超高值了。
在实际测量放样中,利用FX-4800P计算器的程序功能,编辑出程式能大大提高测量工作效率,减少错误;
通过以上分析,希望能给测量同事们有所帮助
参考资料:
道路勘测设计(人民交通出版社)2003.9
高速公路超高设计图(吴子高速)2004.3
二◦◦六年十一月
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