[发明专利]一种道路路线设计中卵型曲线的计算机辅助设计方法

摘要

本发明一种道路路线设计中卵型曲线的计算机辅助设计方法，属于本发明涉及道路计算机辅助设计的技术领域，提供一种道路路线设计中卵型曲线的计算机辅助设计方法。本发明设计方法是以不能直接构成复曲线存在有短直线的同向曲线，或C型曲线为基础，经过在同向曲线的小园曲线上选取切点D、在大园曲线上选取切点C、计算中间缓和曲线、中间缓和曲线数据校正的设计步骤，按逐点坐标绘制成图，完成卵形曲线设计。本发明的设计方法形成的卵形曲线，消除了同向曲线间不能构成复曲线而存在短直线，解决了有曲率零点的C型曲线等不利线型的问题，显著地改善了行车安全环境，可广泛运用于立交匝道和各类道路同向曲线的线型设计，设计计算方法简明便捷。

主权项

一种道路路线设计中卵型曲线的计算机辅助设计方法，其特征是：本设计方法是以不能直接构成复曲线存在有短直线的同向曲线，或C型曲线为基础，设计步骤如下(1)在同向曲线的小园曲线上选取切点D：在小园上选取一个切线角τ1，切线角τ1大于或等于小园曲线上设定的缓和曲线中心角的3倍，与切线角对应在小园的切点为D点；(2)在大园曲线上选取切点C：在大园的另一条切线JD0至JD1直线上，选取一个切线角τ2，切线角τ2大于或等于大园曲线上设定的缓和曲线中心角的3倍，与切线角对应在大园的切点为C点；中间缓和曲线角βF就已确定，中间缓和曲线角βF等于总的曲线转角(或中心角)减去τ1、τ2的剩余角度，等于切线MD和切线NC的方位角之差；即：βF=(α1+α2)‑(τ1+τ2)=αMD‑αNC；αMD=α′‑τ1；αNC=α0+τ2；α′=α0+(α1+α2)；(3)计算中间缓和曲线：利用大小园心坐标和切点C、切点D切线方位角，计算出两个切点C、D点坐标、距离和方位角，进而计算出中间缓和曲线计算平均半径和大园接合半径RC，以及初步的中间缓和曲线长度Lf；将初步的中间缓和曲线长度分为若干等份，曲线上逐点Pi对应半径为Ri，按中间缓和曲线长度由大到小均匀连续变化，计算曲线上逐点Pi方位角和至C点矢径，以C点为基点，以C点切线为基线，计算曲线上逐点坐标，得到一条从切点C点半径RC连续变化到切点D点的半径R2的中间缓和曲线；(4)中间缓和曲线数据校正：在坐标计算完成后，按逐点间距离求和，其结果作为中间缓和曲线长度LF，用LF校正中间缓和曲线计算平均半径和大园接合半径RC，再用LF和校正后的RC，校正各微分段弧长、至切点C点矢径和与切点C点切线弦切角等数据，再次计算逐点坐标；计算逐桩桩号，按逐点坐标绘制成图，完成卵形曲线设计；用此方法计算时，同向的两个园曲线，采用两边等长缓和曲线的基本形作为计算基础。