[发明专利]一种道路曲线的曲线要素通用获取方法

说明书

本发明公开了一种道路曲线的曲线要素通用获取方法，涉及工程设计与施工领域，包括S1：设计阶段建立工程坐标系，确定目标道路曲线及其基本数据；S2：根据所述目标道路曲线的基本数据获取所述目标道路曲线的曲线转角、缓和曲线段的曲线参数；S3：建立临时坐标系，获取所述目标道路曲线的相关曲线控制点及其辅助点在所述临时坐标系中的坐标；S4：获取所述目标道路曲线的曲线要素。本发明提供了一种通用的曲线要素获取方法，省略了现有技术通过内移距p和切垂距m获取曲线要素的复杂过程、省略简化了步骤，采用本方法可设计出现有技术难于设计的多曲线组合线路，使线路更好适应地形、节省土地、确保行车安全舒适。

技术领域

本发明涉及道路平面线形设计、施工技术领域，特别涉及一种道路曲线的曲线要素通用获取方法。

背景技术

铁路、公路等交通工程线路平面均由直线、曲线构成。其中，曲线包括圆曲线段、缓和曲线段两种，而缓和曲线段又分为圆曲线、回旋线、三次抛物线、五次抛物线等。而一工程曲线的基本结构通常为：直线+缓和曲线段+圆曲线段+缓和曲线段+直线。其组合变换形式包括：直线+圆曲线段+直线形式、直线+缓和曲线段+圆曲线段+直线形式、直线+圆曲线段+缓和曲线段+直线、直线+缓和曲线段+直线等形式。通常将目标道路曲线两端的直线称为目标道路曲线的切线。

铁路、公路等线路工程在设计阶段，建立工程坐标系，根据测量勘探结果，结合地形、地貌、政治、经济以及政府规划文件和相关规范，以多条直线确定线路基本走向，在相邻直线间设数条缓和曲线段和数条圆曲线段及其组合形式连接相邻直线形成本方法所称目标道路曲线，确定不同曲线的基本数据并获取曲线要素；在施工阶段则根据设计资料获取目标道路曲线的基本数据并获取曲线要素。

通过目标道路曲线的曲线要素，计算线路里程、确定线路纵坡、确定结构物的里程位置、统计工程数量、进而获取设计线路任一点的坐标，便于铁路、公路工程结构物的设计与施工。

曲线要素通常包括曲线转角α、切线长T、曲线全长d以及相邻直线交点到交点与圆心连线或其延长线与线路相交点的距离E等。现有技术中，切线长T以及曲线全长d均通过内移距p、切垂距m和曲线转角α获取。但这种方法仅适用于获取缓和曲线段为完整回旋缓和曲线段的曲线要素，当圆曲线段两端的缓和曲线段为非完整回旋线时，获取曲线要素的方法更为复杂；当两端缓和曲线段分别为圆曲线段或其它不同类型的缓和曲线段时，内移距p和切垂距m的计算各不相同，获取方法多样；当两直线间仅有单一缓和曲线段或某一端或两端的缓和曲线由多种不同类型的数条缓和曲线段构成时，现有方法更无法获取曲线要素。

因工程设计曲线组合复杂、变化频繁，现有技术给设计人员获取曲线要素带来了极大的工作难度，也因此耗费了大量的时间，同时由于工程设计曲线的组合类型多变，获取不同组合曲线的曲线要素的方法并不通用，现有技术给工程曲线的设计带来极大的难度和限制，也因此难于设计出更为适合地形地貌变化、更为经济、更为安全舒适、线条更优美的线路。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中各种曲线类型的道路曲线的曲线要素的获取方法不统一、获取方法复杂或无法获取的问题，提供一种道路曲线的曲线要素通用获取方法，省略了现有技术需要通过内移距p和切垂距m才能获得曲线要素的过程，节约了步骤、统一了方法，该获取方法极为简单、方便、适用性极广。

为实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种道路曲线的曲线要素通用获取方法，包括以下步骤：

S1：获取目标道路曲线的基本数据；

S2：根据所述目标道路曲线的基本数据获取所述目标道路曲线的曲线转角和所述目标道路曲线中缓和曲线段的曲线参数；

S3：建立临时坐标系，根据所述目标道路曲线的曲线转角和所述缓和曲线段的曲线参数获取所述目标道路曲线的相关曲线控制点及其辅助点在所述临时坐标系中的坐标；