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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:
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第一节:路拱及超高
,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。
,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;
(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:
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变成单向超高横坡ib;
绕中轴旋转:
a:由双向路肩横坡i0变成双向路拱横坡i1;
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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;
:
;
如图所示:
: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。
确定临界长度:
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外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)
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(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
: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
(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)
:
(1)正比例方式加宽(外接法加宽)
Bjx/Bj=x/Lc→Bjx=xBj/Lc
(2)高次抛物线过渡
三次抛物线计算:U=(K-L)/Lc→Bjx=B(1-3UU+2UUU)
四次抛物线计算:U=(K-L)/Lc→Bjx=B(1-4UUU+3UUUU)
其中:
Bjx为任意加宽点加宽值;K为任意里程点,L为加宽起点里程,Lc为加宽总长,B为总加宽值。
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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)
高速公路超高设计图(吴子高速)
二〇〇六年十一月