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曲线正矢计算教案

曲线正矢计算教案
曲线正矢计算教案

新乡桥工段教师课堂教学教案

一、曲线正矢的计算

(1)、圆曲线正矢的计算公式:

f=C2/(8R) f—正矢;C—弦长;R—曲线半径。

如果弦长是20m,则:f=202×1000/(8R)=50000/R 如果弦长是10m,则:f=102×1000/(8R)=12500/R 圆曲线始终点附近两邻点的正矢=圆曲线正矢×相应的正矢系数;

(2)、缓和曲线正矢的计算:

f x=nf c/m 式中 f x—缓和曲线正矢;

n—测点点号;

m—缓和曲线分段数;

f c—圆曲线正矢。

缓和曲线各测点正矢递增量=圆曲线正矢/缓和曲线分段数

缓和曲线始终点正矢的确定:

测点在缓和曲线始终点时:

缓和曲线始点(直缓、缓直)的正矢=缓和曲线递增量/6;

缓和曲线终点(缓圆、圆缓)的正矢=圆曲线正矢-缓和曲线正矢递增量

/6

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测点不在缓和曲线始终点时:

缓和曲线始点(直缓、缓直)的两相邻点的正矢=缓和曲线递增量×正矢

系数

缓和曲线终点(缓圆、圆缓)的两相邻点的正矢=圆曲线正矢-缓和曲线

正矢递增量×正矢系数

例如:半径为1000米,圆曲线正矢为50毫米,缓和曲线长为50米,甲

为6米,乙为4米,丙为4米,丁为6米,求相邻各测点的正矢?

缓和曲线正矢递增量=50/5=10毫米

查正矢系数表:

当甲为6米、乙为4米时:

测点直正矢系数为0.0107;

测点缓正矢系数为0.4360。

当丙为4米、丁为6米时:

测点圆正矢系数为0.0360;

测点缓正矢系数为0.6107。

根据查得正矢系数计算:

起点的测点直正矢=10×0.0107=0.1≈0 起点的测点缓正矢=10×0.4360=4.3=4毫米

终点的测点缓正矢=50一(10 × 0.6107)

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=50—6.1≈44毫米

终点的测点圆正矢=50一(10 × 0.0360) =50—0.36≈50毫米

在查表时需注意:不要把甲、乙、丙、丁位置搞错。

二、简易拨道计算法

简易拨量计算法是利用拨道时前后测点正矢互相影响的关系,计算拨道量的,这种方法简单,算出的拨道量较小。它的主要缺点是:控制不住曲线头、尾。经常用这种计算方法拨道的曲线,其头尾往往变更位置,以致使超高、轨距加宽递减范围的曲线正矢与标准不符。

例题一所示,圆曲线半径为600 m,缓和曲线长为50 m,实量正矢、计划正矢如表中所列。

例题一计算表

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(1)调整量

当测得缓和曲线现场正矢各点相差很大且无规律时,应先调整,使缓和曲线各点正矢尽量接近递增的规律。调整方法是根据任一点向外拨动时,其相邻的正矢减少为该点拨动量的一半这一道理进行。

表中缓和曲线现场正矢(第二栏)为8、6、47、45、80等,将6、45各加10 mm,则与它们相邻的两测点正矢要减小5 mm,调整后的正矢为3、16、37、55、75等,接近递增的规律,填入第6栏。

(2)正矢逆差

正矢逆差=计划正矢一调整正矢

(3)修正量

第一次修正量(10栏):第1测点的修正量等于该点的正矢逆差,第2

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测点及以下各点的修正量等于该点的正矢逆差与前影响量(9栏)之和。修正量前后影响量的分配如10栏箭头所示,即某测点前点(9栏)和后点(11栏)影响量(即前、后影响量)等于该测点修正量的一半。

修正量为单数时(如1、3、5),影响量的小数可以去掉,只用到整数。影响量的符号与修正量相同。

第二次修正量(13栏):第1测点修正量等于第一次后影响量,第2测点及以下各点修正量等于第一次后影响量与本次前影响量之和。

这样反复地进行修正,直到后影响量没有超过1的测点时为止。此表中通过修正3次后,各测点影响量均不大于1,不再修正。

(4)拨量(18栏) 拨量=调整量+各次修正量

如:测点19的拨量=+10-1+0+0=9 mm 计划正矢计算,拨后正矢计算方法与前面相同。

(完整word版)缓和曲线计算原理

1.2道路线形的基本介绍 道路运输在整个国民经济生活中起着重要作用。道路的新建和改建,测量工作必须先行,所以公路施工测量所承担的任务也是非常大的,为了更好的进行道路施工工作,下面就道路线形进行一下简单的介绍。 一般所说的路线,是指道路中线的空间位置。中线在水平面上的投影称作路线的平面;沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面;中线上任一点法向切面是道路在该点的横断面。 无论是铁路、公路还是地铁隧道和轻轨,由于受到地形、地物、地质及其他因素的限制,经常要改变线路前进的方向。当线路方向改变时,在转向处需用曲线将两直线连接起来。因此,线路工程总是由直线和曲线所组成。曲线按其线形可分为:圆曲线、缓和曲线、复曲线和竖曲线等。 公路中线应满足的几何条件是:线形连续平滑;线形曲率连续(中线上任一点不出现两个曲率值);线形曲率变化率连续(中线上任一点不出现两个曲率变化值)。考虑上述几何条件,顾及计算与敷设方便,现代公路平面线形要素由直线、圆曲线和缓和曲线构成,称之为平面线形三要素。其中缓和曲线的曲率半径是从∞逐渐变到圆曲线半径R 的变量。在与直线连接处半径为∞,与圆曲线连接处半径为R ,曲线上任一点的曲率半径与该点至起点的曲线长成反比。 目前公路线形设计已开始使用非对称线形(成为非对称平曲线)设计,特别是在互通立交匝道和山区高速高速公路线形设计中,这种线形设计使用得较多。非对称线形分为完全非对称线形和非对称非完整线形两种,所谓“完全非对称曲线”的含义就是第一缓和曲线和第二缓和曲线起点处(ZH 或HZ )的半径为∞,圆半径为R ,第一缓和曲线长1s l ,第二缓和曲线长为2s l ,12s s l l ≠。所谓“非完整”的含义是第一缓和曲线和第二缓和曲线的半径不是∞,而是1 R 、2 R 。而坐标法成为高速公路放样的主要方法,坐标法放样 线路中线的这个操作过程中,最重要的一部就是计算线路放样点的坐标。 2 路线中桩坐标计算原理 在实际工程中,线路的设计由专门的设计方完成,在线路完成设计得到审批后设计方便把所设计线路的线路要素(或者称为曲线要素)提供给施工方。所提供的曲线要素一般包括:线路中各曲线段的起点坐标、起点里程、起点半径、终点坐标、终点里程、终点半径、交点坐标、曲线参数、转角(包括用一定的符号表示左右转)、两条切线长(起点与终点各所对应的两条切线)、曲线长。当然不同的工程项目所提供的曲线要素也不一样,以上所述的要素是大多数设计方会提供的,有的设计方在提供上述要素的前提下,还提供曲线段的外距、中点坐标、弦长或者走向方位角等要素,供施工方在计算

曲线正矢计算公式的理论局限

第二章 曲线正矢计算公式的理论局限 由图中可知:AD =f ,即曲线正矢;BD =L/2,即弦长的一半。 正矢计算公式为:f =(L/2)2/(2R -f )=L2/4(2R -f )。 在(2R -f )中,由于f 与2R 相比甚小,可忽略不计, 则公式可近似写成为:f =L 2/8R 弦长L 现场一般取为20m ,当L =20m 时,有f =50000/R 而精确的的正矢数值应当为:f =R (1-cos(α/2)) 假定有一曲线,半径R =500米,用近似公式求得的正矢为: f =50000/R =50000/500=100mm 精确的正矢值为: f =R (1-cos(α/2))=500×(1-cos(10/500))=99.99666mm 二者相差不到0.1mm ,所以利用简便公式不影响计算结果,该公式完全可以在日常生产中使用。 但以简便公式为基础推导出的公式是否也适用便值得商榷了,以一个近似的 A f 2 L B C D R α 图一 O

公式推导出的公式可能会使误差扩大,以致于影响到计算结果的正确,下面就我们常用的两个推导公式进行试算,以观察其结果的差异。 第一个推导公式是计算道岔导曲线支距的公式 以50kg/m 型9号道岔为例: 自导曲线起点至终点全长15.793米,K =2115mm ,尖轨长6.25米,导曲线半径R =180717.5mm 。 如图二示,由尖轨跟端(导曲线起点)处作两条辅助线,一线与基本轨平行,一线为尖轨的延长线。显然,各点支距都被截为三段,y0、A 、B。用化简法将各点的y0、A 、B计算相加,即是其各点的支距。 计算公式为:Y i=y0+ A i+ B i A i=u×2000÷l尖×i B i=(2×支距点横距)2/(8R)=(2×2000×i)2/(8R)=20002/(2R 外)×i2 导曲线起点y0=u 导曲线终点y终=S -Ksin α≈S -K/ N S ———轨距 N ———道岔号数 K 2m 2m Y 终 Y 0 Y 0 A 1 A 2 B 1 B 2 Y 0 B i A i R R 起点 1 2 L 尖 i 终点 α S 图二:导曲线支距计算示意图

铁路轨道曲线正矢计算(修正)

第一讲:曲线正矢计算 一、曲线的分类: 目前我段主要曲线类型有: 1、由两端缓和曲线和圆曲线组成的曲线,如正线曲线。容许行车速度高。 2、由圆曲线构成的曲线。如道岔导曲线、附带曲线。 二、圆曲线正矢的计算 1、曲线头尾正好位于起终点桩上 F C=L2/8R L=20M时,F C=50000/R F ZY=F YZ= F C/2 2、曲线头尾不在起终点桩上 ZY前点:Fμ=(FC/2)*(δ/10)2 ZY后点:Fη=FC-{(FC/2)*(τ/10)2} FC:圆曲线正矢δ:ZY点到后点的距离τ:ZY点到前点的距离 三、缓和曲线上整点正矢的计算(起始点正好是测点) (1)缓和曲线头尾的计算: F0=F1/6(缓和曲线起点)F终= F C-F0(缓和曲线终点)(2)缓和曲线中间点正矢的计算: F1=F S= F C/N (N=L0/B:缓和曲线分段数) F2=2 F1 F3=3F1 F I=IF1(I为中间任意点) 四、半点(5米桩)正矢的计算: a)ZH点后半点正矢的计算: F后=25/48*F1 因为ZH点正矢f0=f1/6,很小一般为1~2MM,其前半点很小(小于1MM)因此不作计算。 b)HY(YH)点前半点计划正矢的计算 F前=1/2{[L03+(L0-15)3]/6R L0+[5L0+25]/2R}-(L0-5)3/6R L0 c)HY(YH)点后半点计划正矢的计算 F后=1/2{[ (L0-5)3 -L03]/6R L0+[5L0+175]/2R} d)中间点(5米桩)正矢的计算

F中=(F前+F后)/2 五、测点不在曲线始终点时缓和曲线计划正矢的计算 a)缓和曲线始点(ZH点)处相邻测点的计划正矢 Fμ=αυF S(直缓点外点) αυ=1/6(δ/B)3 Fη=αηF S(直缓点内点) αη=1/6[(1+δ/B)3-(δ/B)3] (2) 缓圆点处相邻测点的计划正矢 Fφ=F C-αυF S (缓圆点外点,缓和曲线之外) Fθ= F C-αηF S (缓圆点内点,缓和曲线之内) (αυ、αη查纵距率表《曲线设备与曲线整正》附表二) (3)缓和曲线中间点各点计划正矢的计算 F I=(F C/L0)L I(I为中间任意点) 说明:B:半弦长δ:缓和曲线内点到ZH、HY(YH)距离 L0:缓和曲线长F C:圆曲线正矢 第二讲:曲线拨道 一、绳正法基本原理 1、基本假定: (1)假定拨道前后两端切线方向不变,或起始点位置不变,即曲线终点拨量为零。 (2)假定曲线上某点拨动时,其相邻点不随之发生移动,拨后钢轨总长不变。 2、由以上假定得出以下基本原理: (1)用等长的弦测量圆曲线正矢,正矢必相等; (2)拨动曲线时,某点的正矢增(减)X,其前后两点的正矢各减少(增加)X/2。 (3)只要铺设时曲线圆顺,养护维修中无论拨成任何不规则曲线,其正矢总和不变,即拨道前后量得的正矢总和相等。

缓和曲线计算公式

缓和曲线计算公式 缓和曲线计算公式: 缓和曲线参数: 0=A L R ? 缓和曲线长度R A L ÷=20 缓和曲线半径÷=2A R 0L 所谓完整缓和曲线就是某段缓和曲线的一端与直线连接点的曲率半径必须是无穷大(可用10的45次方代替,有时也可用“0”表示,具体情况具体分析),而缓和曲线两端无论在什么情况下与圆曲线相接时,其两端的曲率半径必须与对应连接圆曲线的半径相等。现在我们来谈谈非完整缓和曲线,从上面的话知道,如果某段缓和曲线的一端与直线连接点曲率半径不是无穷大,而是一个实数,那么这段缓和曲线就是非完整缓和曲线。 设计图中遇到这种情况,一般会告诉这段缓和曲线的长度(我们把这段缓和曲线的长度记作L2,缺少的一段缓和曲线长度记作L1,L1+L2=完整缓和曲线长度L),如果没告诉这段缓和曲线的长度,也可以通过两端的桩号计算出来、设计参数A 及缓和曲线另一端的曲率半径R2(应该是与一个圆曲线相接,也就是说R2等于这个圆曲线的半径)。我们在输入匝道程序时必须要知道R1(起点曲率半径),怎么办呢?那就通过计算把R1计算出来不就行了,下面就是计算过程: 由公式:R=A2÷L 推出R1= A2÷L1 => A2=R1*L1 ……………………………………………………① R2= A2÷(L1+L2) => A2=R2*(L1+L2) ……………………………………………………② R2= A2÷(L1+L2) => R2= A2÷L => L=A2÷R2 …………………………………………③ 由公式①②推出 R1*L1=R2*(L1+L2) => R1=R2*(L1+L2)÷L1 …………………………………………④ L=L1+L2 => L1=L-L2 ……………………………………………⑤ 由公式③④⑤推出 R1=R2*L÷(L-L2) => R1= A2÷(A2÷R2-L2) …………………………………………⑥ 公式⑥就是我们要找的曲率半径公式,计算得到结果计算完毕。现在我们在编制非完整缓和曲线程序时就清楚的知道起点和终点的曲率半径了。还要说明一点就是,计算出来的曲率半径既是起点也是终点,既是终点也是起点,关键是看线路前进方向了,只要大家细心,分清起点终点输入程序,计算出来的准没错。

轨道曲线拨道计算(修正版)

绳正法曲线拨道计算 一、基本原则 1. 为了保证曲线两端的直线在拨道后方向不变,既使曲线的转角不变,在整个曲线上的实量正矢之和应该与计划正矢总和相等。既: ① 实量正矢和=计划正矢和。 ② 实量正矢-计划正矢=正矢差,正矢差的总和应该等于0,由此得到的拨道最后的一点正矢差累计也应该等于0。 2. 保证曲线两端的直线位置不变,即:使曲线或拨道控制点的头尾半拨量和拨量通过修正等于0。使正矢实量总和与计划正矢总和相等是调整以及安排计划正矢的唯一依据;使曲线的首尾拨道量等于0是计算拨道量时的基本要求。 二、整正曲线时的两个基本要求 1. 拨量要小 在整正计算的过程中,要考虑现场以及劳力的实际情况尽量减少拨道量和拨道点数量,一般情况下两者成反比,既调整点数越少拨量越大,调整点数越多拨量越小。在桥梁护轨、路堤、路堑、缺碴地段、信号墩台处所应事先调查好可以的拨道量和点号作为调整和计算的依据。在困难条件下一般不得大于40毫米,电气化铁路不得大于30毫米,超过该标准的应根据《安规》要求设置防护和慢行计划。 2. 拨后的曲线要圆顺 拨后的正矢应该符合《维规》中对缓和曲线正矢差、圆曲线连续差和最大最小差的要求,即拨后缓和曲线正矢要尽量的递增递减一致,圆曲线正矢尽量均匀一致。 三、曲线整正计算 ⑴曲线中央点位置(QZ ): ? ? ?? ? ? ? ? ?= +==∑∑∑∑=-i n i i i i f f i f f f QZ 1 1)(现场正矢合计现场正矢到累计合计,i 为测点号,n 为总测点数

⑵圆曲线平均正矢(p f ): 已知曲线半径,R f p 50000= (20米弦)或R f p 12500 =(10米弦) 不知曲线半径,n f f i p ∑= = 测量正矢的测点数 现场正矢合计 式中,n 为相对应的正矢测点数。 ⑶圆曲线分段数M : p i f f M ∑= =圆曲线平均正矢 现场正矢合计 ⑷圆曲线长度(y L ):m M L y 10?= ⑸圆曲线头尾位置(ZY ,YZ ): 2M QZ ZY - = 2M QZ YZ += ⑹缓和曲线的分段数(m ): 10 10h L m == 缓和曲线长度 如不知缓和曲线的长度,可根据公式max 9Hv L h =先求缓和曲线长度。 式中 h L -------缓和曲线长度 H -------曲线超高值 m ax v ------线路容许速度 ⑺缓和曲线始终点位置(ZH ,HY ,YH ,HZ ) 2m ZY ZH - =,2m ZY HY += 2m YZ YH -=,2m YZ HZ += 说明:在圆曲线上设缓和曲线,是将缓和曲线长度的一半放在圆曲线上,另一半放在直线上。所以,圆曲线的直圆点和圆直点分别是两个缓和曲线的中央点。 ⑻无缓和曲线时,整桩上圆曲线始终点正矢:

铁路轨道曲线正矢计算修正

第一讲:曲线正矢计算 一、曲线的分类: 目前我段主要曲线类型有: 1、由两端缓和曲线和圆曲线组成的曲线,如正线曲线.容许行车速度高。 2、由圆曲线构成的曲线。如道岔导曲线、附带曲线. 二、圆曲线正矢的计算 1、曲线头尾正好位于起终点桩上 F C=L2/8R L=20M时,F C=50000/R FZY=FYZ= F C/2 2、曲线头尾不在起终点桩上 ZY前点:Fμ=(FC/2) *(δ/10)2 ZY后点:Fη=FC—{(FC/2)*(τ/10)2} FC:圆曲线正矢δ:ZY点到后点的距离τ:ZY点到前点的距离 三、缓和曲线上整点正矢的计算(起始点正好是测点) (1)缓和曲线头尾的计算: F0=F1/6(缓和曲线起点) F终= FC—F0(缓和曲线终点)(2)缓和曲线中间点正矢的计算: F1=F S=FC/N (N=L0/B:缓和曲线分段数) F2=2 F1 F3=3F1FI=IF1(I为中间任意点) 四、半点(5米桩)正矢的计算: a)ZH点后半点正矢的计算: F后=25/48*F1 因为ZH点正矢f0=f1/6,很小一般为1~2MM,其前半点很小(小于1MM)因此不作计算。 b)HY(YH)点前半点计划正矢的计算 F前=1/2{[L03+(L0-15)3]/6R L0+[5L0+25]/2R}-(L0-5)3/6R L0 c)HY(YH)点后半点计划正矢的计算 F后=1/2{[ (L0-5)3 -L03]/6R L0+[5L0+175]/2R}

d)中间点(5米桩)正矢的计算 F中=(F前+F后)/2 五、测点不在曲线始终点时缓和曲线计划正矢的计算 a)缓和曲线始点(ZH点)处相邻测点的计划正矢 Fμ=αυF S (直缓点外点)αυ=1/6(δ/B)3 Fη=αηF S (直缓点内点)αη=1/6[(1+δ/B)3—(δ/B)3](2)缓圆点处相邻测点的计划正矢 Fφ=F C—αυF S (缓圆点外点,缓和曲线之外) Fθ= F C-αηF S (缓圆点内点,缓和曲线之内) (αυ、αη查纵距率表《曲线设备与曲线整正》附表二) (3)缓和曲线中间点各点计划正矢的计算 FI=(FC/L0)L I(I为中间任意点) 说明:B:半弦长δ:缓和曲线内点到ZH、HY(YH)距离 L0:缓和曲线长FC:圆曲线正矢 第二讲:曲线拨道 一、绳正法基本原理 1、基本假定: (1)假定拨道前后两端切线方向不变,或起始点位置不变,即曲线终点拨量为零。 (2)假定曲线上某点拨动时,其相邻点不随之发生移动,拨后钢轨总长不变。 2、由以上假定得出以下基本原理: (1)用等长的弦测量圆曲线正矢,正矢必相等; (2)拨动曲线时,某点的正矢增(减)X,其前后两点的正矢各减少(增加)X/2。 (3)只要铺设时曲线圆顺,养护维修中无论拨成任何不规则曲线,其正矢总

缓和曲线计算公式

高速公路的线路(缓和曲线)计算公式 一、缓和曲线上的点坐标计算 已知:①缓和曲线上任一点离ZH 点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l 0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH 点的切线方位角: α ⑥点ZH 的坐标:x Z ,y Z 计算过程:

说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1,公式中n的取值如下: 当计算第二缓和曲线上的点坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与计算第一缓和曲线时相反 x Z ,y Z 为点HZ的坐标 ? 切线角计算公式: 二、圆曲线上的点坐标计算 已知:①圆曲线上任一点离ZH点的长度:l

②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l 0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH 点的切线方位角:α ⑥点ZH 的坐标:x Z ,y Z 计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1, 公式中n 的取值如下: 当只知道HZ 点的坐标时,则:

l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180°K值与知道ZH点坐标时相反 x Z ,y Z 为点HZ的坐标 ? 三、曲线要素计算公式

公式中各符号说明: l——任意点到起点的曲线长度(或缓曲上任意点到缓曲起点的长度)——第一缓和曲线长度 l 1 ——第二缓和曲线长度 l 2 l ——对应的缓和曲线长度 R——圆曲线半径

R ——曲线起点处的半径 1 ——曲线终点处的半径 R 2 P ——曲线起点处的曲率 1 P ——曲线终点处的曲率 2 α——曲线转角值 四、竖曲线上高程计算 (上坡为“+”,下坡为“-”)已知:①第一坡度:i 1 (上坡为“+”,下坡为“-”) ②第二坡度:i 2 ③变坡点桩号:S Z ④变坡点高程:H Z ⑤竖曲线的切线长度:T ⑥待求点桩号:S

铁路轨道曲线正矢计算.doc

一、曲线的分类: 目前我段主要曲线类型有: 1、由两端缓和曲线和圆曲线组成的曲线,如正线曲线。容许行车速度高。 2、由圆曲线构成的曲线。如道岔导曲线、附带曲线。 二、圆曲线正矢的计算 1、曲线头尾正好位于起终点桩上 F C =L 2/8R L=20M 时, F C =50000/R F ZY =F YZ = F C /2 2、曲线头尾不在起终点桩上 ZY 前点: F μ=(FC/2) * (δ /10 )2 ZY 后点: F η=FC-{(FC/2) * (τ /10 )2} FC :圆曲线正矢 δ: ZY 点到后点的距离 τ: ZY 点到前点的距离三、 缓和曲线上整点正矢的计算(起始点正好是测点) (1)缓和曲线头尾的计算: F =F /6 (缓和曲线起点) F 终 =F-F (缓和曲线终点) 01 C (2)缓和曲线中间点正矢的计算: F=F= F /N (N=L/B :缓和曲线分段数) 1SC F 2=2 F 1 F 3=3F 1F I =IF 1(I 为中间任意点) 四、 半点( 5 米桩)正矢的计算: a) ZH 点后半点正矢的计算: F 后=25/48*F 1 因为 ZH 点正矢 f 0=f 1/6, 很小一般为 1~2MM ,其前半点很小(小于 1MM )因 此不作计算。 b) HY (YH )点前半点计划正矢的计算 F =1/2{[L 3 +(L -15 3 +25]/2R}- 3 /6R L 前 0 ) ]/6R L +[5L (L-5) 0 0 c) HY (YH )点后半点计划正矢的计算 F 后=1/2{[ (L 0-5 )3 -L 03]/6R L 0+[5L 0+175]/2R} d) 中间点( 5 米桩)正矢的计算 F 中=(F 前+F 后)/2 五、 测点不在曲线始终点时缓和曲线计划正矢的计算 a) 缓和曲线始点 (ZH 点) 处相邻测点的计划正矢

缓和曲线圆曲线计算公式

缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道(计算公式) 一、缓和曲线上的点坐标计算 已知:①缓和曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:xZ,yZ 计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1,公式中n的取值如下: 当计算第二缓和曲线上的点坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与计算第一缓和曲线时相反 xZ,yZ为点HZ的坐标 切线角计算公式: 二、圆曲线上的点坐标计算 已知:①圆曲线上任一点离ZH点的长度:l ②圆曲线的半径:R ③缓和曲线的长度:l0 ④转向角系数:K(1或-1) ⑤过ZH点的切线方位角:α ⑥点ZH的坐标:xZ,yZ

计算过程: 说明:当曲线为左转向时,K=1,为右转向时,K=-1,公式中n的取值如下: 当只知道HZ点的坐标时,则: l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与知道ZH点坐标时相反 xZ,yZ为点HZ的坐标 三、曲线要素计算公式

公式中各符号说明: l——任意点到起点的曲线长度(或缓曲上任意点到缓曲起点的长度)l1——第一缓和曲线长度 l2——第二缓和曲线长度 l0——对应的缓和曲线长度 R——圆曲线半径 R1——曲线起点处的半径 R2——曲线终点处的半径 P1——曲线起点处的曲率 P2——曲线终点处的曲率 α——曲线转角值 四、竖曲线上高程计算 已知:①第一坡度:i1(上坡为“+”,下坡为“-”) ②第二坡度:i2(上坡为“+”,下坡为“-”) ③变坡点桩号:SZ

曲线正矢计算

曲线正矢计算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

曲线半径、弦长、正矢之间的关系: 当 时, (mm ) 当 时, (mm ) 式中 —圆曲线正矢(mm ) —圆曲线半径(m ) 现场正线曲线取弦长为20 m 计算正矢值。 现场站线曲线取弦长为10 m 计算正矢值。 (一)圆曲线上各测点计划正矢 圆曲线计划正矢 (mm ) 圆曲线始终点的计划正矢 (mm ) (二)缓和曲线正矢是从直线往圆曲线方向逐渐由小变大的,由直缓点向缓圆点方向变化的大小,叫缓和曲线的正矢递增率。 1.缓和曲线始终点计划正矢 2.缓和曲线中间各测点计划正矢 R L f 82 = m L 20=R f 50000 =m L 10=R f 12500=f R R f c 50000 =2 c )(f f =终始()()() N f f c N 一端缓和曲线分段数圆曲线计划正矢缓和曲线的正矢递增率=()6 N f )(f 缓和曲线正矢递增率 缓和曲线始点正矢始= () 始终 缓和曲线始点正矢缓和曲线终点正矢f f )(f c -=

式中 —缓和曲线中间各测点的计划正矢( ); —测点距缓和曲线始点的段数 —缓和曲线的正矢递增率 【例题】 已知曲线半径R=300m ,缓和曲线长为70 m (如图3所示)求缓和曲线上各测点计划正矢值。 【解】 mm mm mm mm ZH 0123 45 678 HY QZ YH HZ 缓和曲线中间各测点的计划正矢为 图2缓和曲线 mm N i i f N f =i f 1,21-=N i ,i N N f 167300 50000 50000≈== R f c ()()247 167 ≈== N f f c N 一端缓和曲线分段数圆曲线计划正矢()4 6 246===N f )(f ZH 始正矢直缓点()163 4167=-=-=始终 正矢缓圆点f f )(f HY c 24 24111=?==N f N f

缓和曲线要素及计算公式

缓和曲线要素及计算公式 缓和曲线:在直线与圆曲线之间加入一段半径由无穷大逐渐变化到圆曲线半径的曲线,这种曲线称为缓和曲线。 缓和曲线的主要曲线元素 缓和曲线主要有ZH 、HY 、QZ 、YH 、HZ 5个主点。 由此可得: q P R q T T h ++=+=2 tan )(α R P R E h -+=2 sec )(α s h L R L 2180)2(0+-=πβα 180 )2(0R L y πβα-= 式中:h T -缓和曲线切线长 h E -缓和曲线外矢距 h L -缓和曲线中曲线总长 y L -缓和曲线中圆曲线长度

缓和曲线与圆曲线区别: 1. 因为缓和曲线起始端分别和直线与圆曲线顺滑的相接,因此必须将原来的圆曲线向内移动一段距离才能够接顺,故曲线发生了内移(即设置缓和曲线后有内移值P 产生) 2. 缓和曲线的一部分在直线段,另一部分插入了圆曲线,因此有切线增长值q; 3. 由于有缓和曲线的存在,因此有缓和曲线角0β。 缓和曲线角 0β的计算: R L S 2/0=β(弧度)= R L S π90 (度) 内移值P 的计算: ()m R L P S 242 = 切线增长值q 的计算: )(240223 m R L L q S S -= P -缓和曲线内移值 q -缓和曲线切线增长值 0β-缓和曲线首或尾所采用的缓和曲线段分别的总缓和曲线角。 S L -缓和曲线两端各自的缓和曲线长。 R -缓和曲线中的主圆曲线半径 α-偏转角

缓和曲线主点桩号: ZH 桩号=JD 桩号-h T HY 桩号=ZH 桩号+S L QZ 桩号=HY 桩号+2y L YH 桩号=QZ 桩号+ 2 y L HZ 桩号=ZH 桩号+h L 另外、QZ 桩号、YH 桩号、HZ 桩号还可以用以下方式推导: QZ 桩号=ZH 桩号+ 2 h L YH 桩号=HZ 桩号-S L HZ 桩号=YH 桩号+S L 切线支距法计算坐标: 缓和曲线段内坐标计算如式: 2 2540S P p L R L L -=X s P RL L Y 63 = 进入净圆曲线段内坐标计算如式: ?? ??????- ?? ???+=R L L R q X s p π1802 sin ? ??????????- ?? ? ?? -???+=R L L R P Y s p π1802cos 1

曲线正矢计算

曲线正矢计算 曲线半径、弦长、正矢之间的关系: 2L f, 8R 50000 f, 当时, (mm) L,20m R 12500 当时, (mm) f,L,10m R f式中—圆曲线正矢(mm) —圆曲线半径(m) R 现场正线曲线取弦长为20 m计算正矢值。现场站线曲线取弦长为10 m计算正矢值。 (一)圆曲线上各测点计划正矢 50000f圆曲线计划正矢 (mm) ,cR fcf,圆曲线始终点的计划正矢 (mm) 始,终,2 (二)缓和曲线正矢是从直线往圆曲线方向逐渐由小变 大的,由直缓点向缓圆点方向变化的大小,叫缓和曲线的正 矢递增率。 圆曲线计划正矢f,,c缓和曲线的正矢递增率f, ,,N,,一端缓和曲线分段数N1.缓和曲线始终点计划正矢 ,,缓和曲线正矢递增率fN,f,,缓和曲线始点正矢始6 ,,缓和曲线终点正矢,f,,f,缓和曲线始点正矢fc 终始

2.缓和曲线中间各测点计划正矢 f,Nf iiN fi,1,2?,N,1式中—缓和曲线中间各测点的计划正矢i ( ); fN —测点距缓和曲线始点的段数 Ni —缓和曲线的正矢递增率 【例题】已知曲线半径R=300m,缓和曲线长为70 m(如 图3所示)求缓和曲线上各测点计划正矢值。 【解】 5000050000mm f,,,167cR300 圆曲线计划正矢f167,,cmm f,,,24N,,一端缓和曲线分段数N7 f24Nmm ,,直缓点ZH正矢,f,,,,4始87654663QZHYYH210ZHHZ mm ,,缓圆点HY正矢,f,,f,f,167,4,163c终始 缓和曲线中间各测点的计划正矢为 图2缓和曲线 f,Nf,1,24,24mm 11N mm f,Nf,2,24,4822N mm f,Nf,3,24,7233N mm f,Nf,4,24,9644N mm f,Nf,5,24,12055N

缓和曲线计算公式

当前的位置】:工程测量→第十一章→ 第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设 第四节圆曲线加缓和曲线及其主点测设 §11—4 圆 曲线加缓 和曲线及 其主点测 设 一、缓和曲 线的概念 二、缓和曲线方程 三、缓和曲线常数 四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设 一、缓和曲线的概念 1、为什麽要加入缓和曲线? (1)在曲线上高速运行的列车会产生离心力,为克服离心力的影响,铁路在曲线部分采用外轨超高的办法,即把外轨抬高一定数值.使车辆向曲线内倾斜,以平衡离心力的作用,从而保证列车安全运行。 图11-10(a).(b)为采用外轨超高前、后的情况。 外轨超高和内轨加宽都是逐渐完成,这就需要在直线与圆曲线之间加设一段过渡曲线——缓和曲线. 缓和曲线: 其曲率半径ρ 从∞逐渐变化到圆曲线的半径R 。 2、缓和曲线必要的前提条件(性质): 在此曲线上任一点P 的曲率半径ρ与曲线的长度l成反比,如图11-12所示,以公式表示为: ρ ∝1l 或ρ. l = C (11-4) 式中: C 为常数,称曲线半径变更率。 当l= l o时,ρ= R ,按(11-4)式,应有 C = ρ.l= R .l o (11-5) 符合这一前提条件的曲线为缓和曲线,常用的有辐射螺旋线及三次抛物线,我国采用辐射螺旋线。 3、加入缓和曲线后的铁路曲线示意图(见图11-J)

二、缓和曲线方程 1、加入缓和曲线后的切线坐标系 坐标原点:以直缓(ZH)点或缓直(HZ)点为原点; X坐标轴:直缓(ZH)点或缓直(HZ)点到交点(JD)的切线方向; Y坐标轴:过直缓(ZH)点或缓直(HZ)点与切线垂直的方向。 其中:x、y 为P点的坐标;x o、y o为HY点的坐标; ρ 为P 点上曲线的曲率半径;R 为圆曲线的曲率半径 l 为从ZH点到P 点的缓和曲线长;l o为从ZH点到HY点的缓和曲线总长; 2、缓和曲线方程式: 根据缓和曲线必要的前提条件推导出缓和曲线上任一点的坐标为 实际应用时, 舍去高次项, 代入C=R*l o,采用下列公式:

公路缓和曲线原理及缓和曲线计算公式

一、缓和曲线 缓和曲线是设置在直线与圆曲线之间或大圆曲线与小圆曲线之间,由较大圆曲线向较小圆曲线过渡的线形,是道路平面线形要素之一。 1.缓和曲线的作用 1)便于驾驶员操纵方向盘 2)乘客的舒适与稳定,减小离心力变化 3)满足超高、加宽缓和段的过渡,利于平稳行车 4)与圆曲线配合得当,增加线形美观 2.缓和曲线的性质 为简便可作两个假定:一是汽车作匀速行驶;二是驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。 S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数) ρ=C/s C=A2 由上式可以看出,汽车行驶轨迹半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。 3.回旋线基本方程 即用回旋线作为缓和曲线的数学模型。 令:ρ=R,l h=s 则 l h=A2/R

4.缓和曲线最小长度 缓和曲线越长,其缓和效果就越好;但太长的缓和曲线也是没有必要的,因此这会给测设和施工带来不便。缓和曲线的最小长度应按发挥其作用的要求来确定:1)根据离心加速度变化率求缓和曲线最小长度为了保证乘客的舒适性,就需控制离心力的变化率。a1=0,a2=v2/ρ,a s=Δa/t≤0.6 2)依驾驶员操纵方向盘所需时间求缓和曲线长度(t=3s) 3)根据超高附加纵坡不宜过陡来确定缓和曲线最小长度 超高附加纵坡(即超高渐变率)是指在缓和曲线上设置超高缓和段后,因路基外侧由双向横坡逐渐变成单向超高横坡,所产生的附加纵坡。 发布日期:2012-01-31 作者:李秋生浏览次数:149 4)从视觉上应有平顺感的要求计算缓和曲线最小长度 缓和曲线的起点和终点的切线角β最好在3°——29°之间,视觉效果好。 《公路工程技术标准》规定:按行车速度来求缓和曲线最小长度,同时考虑行车时间和附加纵坡的要求。 5.直角坐标及要素计算

缓和曲线的坐标公式及推导

第一章缓和曲线的坐标公式 如图1-1所示,其坐标系是以缓和曲线起点ZH为原点O,以切线为x轴,以过原点的曲线半径为y轴。若原点O至P点的缓和曲线长度为,过P点切线与x轴的交角为β(即半径由∞变至的中心角)。若P有微小变化至P′时,则增长,(x,y)增长(),则有以下关系, 图 1-1 得, (2-1) 由公式(常数)得知,故有

则 将上式代入(1-1)式中,得 即 (2-2) 以及的关系代入上式得 即

以代入上式得 (2-3) 上式即为缓和曲线上任一点直角坐标(x,y)的计算公式。 缓和曲线上任一点P的切线与x轴的交角,称为缓和曲线螺旋角,或称缓和曲线角。其计算可由前面公式得 (弧 度)(2-4) 若将代入(2-4)及(2-3)式中,则有以下结果: (2-5) 上式即为缓和曲线终点HZ(ZH)的坐标及螺旋角的计算公式。

第二章圆曲线要素及计算公式 如图2-1所示,两相邻直线偏角(线路转向角)为,选定其 图 2-1 连接曲线圆曲线的半径为R,这样,圆曲线和两直线段的切点位置ZY点、YZ点便被确定下来,我们称为对圆曲线相对位置起控制作用的直圆点ZY、圆直点YZ 和曲中点QZ为圆曲线三主要点。我们称R、α以及具体体现三主要点几何位置的切线长T、曲线长L、外矢距E和切曲差(切线长和曲线长之差)D为曲线6要素。只要知道了曲线6要素,便可于实地测放出圆曲线。现将圆曲线的元素列下: :转向角(实地测出) R:曲率半径(设计给出)

T:切线长(计算得出) L:曲线长(计算得出) D:切曲差(计算得出) 偏角是在线路祥测时测放出的,圆曲线半径R是在设计中根据线路的等级以及现场地形条件等因素选定的,其余要素可根据以下公式计算: 第三章偏角法测设介绍 偏角法是一种极坐标标定点位的方法,它是用偏角和弦长来测设圆曲线细部。 如图3-1所示,1,2…,,…,n为设计之详测点,邻点间距均为c,弦长 c所对应的圆心角为。当放样至详测点时,可在ZY点置镜,后视JD方向, 拨出偏角,再自-1点量距C和拨出的视线方向交会,即得出点。

缓和曲线常用计算公式

一、缓和曲线常数 1、 内移距P : 3420268824R l R l P n -= 2、 切垂距m : 2 302402R l l m -= 3、缓和曲线基本角: R l R l πβ000902== 3、 缓和曲线偏角: R l R l πδ000306== 5、缓和曲线反偏角: R l R l b π000603== 缓和曲线常数既有线元素,又有角元 素,且均 为圆曲线半径R 和缓和曲线 长0l 的函数。线元素要计算到mm ,角元素要计算到秒。 二、缓和曲线综合要素 切线长:()m P R T +?? ? ??+=2tan α 曲线长:()0022l R L +-=βα 外视距:R P R E -?? ? ??+=2cos 0α 切曲差:L T q -=2 曲线综合要素均为线元素,且均为转向角 α、圆曲线半径R 和缓和曲线长0 l 的函数。曲线综合要素计算到cm 。 三、缓和曲线任意点偏角计算

2020202902306Rl l Rl l Rl l Rl l t t t t t t πβπδ==== 0202603Rl l Rl l b t t t π== 实际应用中,缓和曲线长0l 均选用10m 的倍数。 四、偏角法测设缓和曲线遇障碍 ()()T B B T l l l l Rl 2610 +-=βδ ()()()()T F T F T F T F F l l l l Rl l l l l Rl 23026100 +-=+-= πδ —B l 为靠近ZH(HZ)点的缓和曲线长; —T l 为置镜点的缓和曲线长; —F l 为远离ZH(HZ)点的缓和曲线长。 五、直角坐标法 1、缓和曲线参数方程: 520 2401a a a l l R l x -= 30 373033661l R l l Rl y a a a -= 2、圆曲线 m R x b b +=αsin ()P R y b b +-=αcos 1 式中,b α为圆心O 到切线的垂线方向和到B 的半径方向所形成的圆心角,按 下式计算:

公路缓和曲线段原理及缓和曲线计算公式

程序使用说明 Fx9750、9860系列 程序包含内容介绍:程序共有24个,分别是: 1、0XZJSCX 2、1QXJSFY 3、2GCJSFY 4、3ZDJSFY 5、4ZDGCJS 6、5SPJSFY 7、5ZDSPFY 8、5ZXSPFY 9、6ZPJSFY 10、7ZBZFS 11、8JLHFJH 12、9DBXMJJS 13、9DXPCJS 14、9SZPCJS 15、GC-PQX 16、GC-SQX 17、PQX-FS 18、PQX-ZS 19、 ZD-FS 20、ZD-PQX 21、ZD-SQX 22、ZD-ZS 23、ZDSP-SJK 24、ZXSP-SJK 其中,程序2-14为主程序,程序15-24为子程序。每个主程序都可以单独运算并得到结果,子程序不能单独运行,它是配合主程序运行所必需的程序。刷坡数据库未采用串列,因为知道了窍门,数据库看起很多,其实很少。 程序1为调度2-8程序; 程序2为交点法主线路(含不对称曲线)中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序; 程序3为主线路中边桩高程计算及路基抄平程序; 程序4为线元法匝道中边桩坐标正反计算及极坐标放样程序; 程序5为匝道线路中边桩高程计算及路基抄平程序; 程序6为任意线型开口线及填筑边线计算放样程序; 程序7专为主线路开口线及填筑边线计算放样程序,只需测量任意一点三维数据,即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量; 程序8专为匝道线路开口线及填筑边线计算放样程序,只需测量任意一点三维数据,即可马上计算出该点相对于中桩法线上的偏移量; 程序9为桥台锥坡计算放样程序; 程序10为计算两点间的坐标正反算程序; 程序11为距离后方交会计算测站坐标程序;

圆曲线和缓和曲线坐标推算公式(附带例题)

圆曲线和缓和曲线坐标推算公式 一、直线上的坐标推算 ???++0i m i 0i m i sina L Y Y cosa L X X == 式中:Xm 、Ym ——直线段起点M 坐标 Li ——直线段上任意点i 到线路起点M 的距离 a 0——直线段起点M 到JD1的方位角 二、圆曲线上任一点的坐标推算 ①、圆曲线上任一点i 相对应的圆心角:i i L R 180π?? = 式中:Li ——圆曲线上任一点i 离开ZY 或YZ 点的弧长 ②、圆曲线上任一点i 的直角坐标:???-)(==i i i i cos 1R Y Rsin X ??(可不计算).

③、圆曲线ZY 或YZ 点到任一点i 的偏角:i i i L R 902 π?? ?= = ④、圆曲线ZY 或YZ 点到任一点i 的弦长:)sin(2)2 sin( 2C i i i R R ?=?= ⑤、圆曲线ZY 或YZ 点到任一点i 的弦长的方位角:i jd y z jd zy i a a ?±→→或= ⑥、所以圆曲线上任意点i 的坐标为:???++i i YZ ZY i i i YZ ZY i sina C Y Y cosa C X X 或或== 例题: 已知一段圆曲线,R=3500m ,Ls =553.1m ,交点里程K50+154.734,ZY 点到JD 方向方位角为A=129°23′18.3″,右偏9°3′15.8″,ZY 点里程K49+877.607,YZ 点里程K50+430.707,起点坐标为x =389823.196,y =507787.251,求K50+200处中点坐标及左右各偏12.5m 的坐标。 解:K50+200处的曲线长度为Li =322.393m K50+200相对应的方位角:"'?????52.39165393.3223500 180L R 180i ===ππa K50+200相对应的偏角:"'???? ??76.19382393.3223500 90L R 902 i i i === = ππ? K50+200到zy 点的弦长:m 279.32276.19382sin 35002Rsin 2C i i ==="'???? zy 点到K50+200中桩的方位角: "'?"'?+"'??+→06.38113276.193823.1823129a a i jd zy i === K50+200左、右偏12.5m 的方位角: "'??-"'??-+82.5739449082.573913490a a ===左i A "'??+"'??++82.57391349082.573913490a a ===右i A 所以K50+200处的坐标为: ?? ?"'??++"'??++6484 .50802606.381132sin 279.322251.507787sina C Y Y 4354 .38960706.381132cos 279.322196.389823cosa C X X i i ZY i i i ZY i ======

缓和曲线要素及公式介绍

11.2.1 带缓和曲线的圆曲线的测设 为了保障车辆行驶安全,在直线与圆曲线之间加入一段半径由∞逐渐变化到R的曲线,这种曲线称为缓和曲线。 目前常用的缓和曲线多为螺旋线,它有一个特性,曲率半径ρ与曲线长度l成反比。数学表达为: ρ∝1/l 或ρ·l = k ( k为常数) 若缓和曲线长度为l0,与它相连的圆曲线半径为R,则有: ρ·l = R·l0 = k 目前我国公路采用k = 0.035V3(V为车速,单位为km/h),铁路采用k = 0.09808V3,则公路缓和曲线的长度为l0 = 0.035V3/R , 铁路缓和曲线的长度为:l0 = 0.09808V3/R 。 11.2.2 带缓和曲线的圆曲线的主点及主元素的计算 带缓和曲线的圆曲线的主点有直缓点ZH、缓圆点HY、曲中点QZ、圆缓点YH、缓直点HZ 。

带缓和曲线的圆曲线的主元素及计算公式: 切线长 T h = q+(R+p)·tan(α/2) 曲线长 L h = 2l0+R·(α-2β0)·π/180° 外矢距 E h = (R+p)·sec(α/2)-R 切线加长 q = l0/2-l03/(240R2) 圆曲线相对切线内移量 p = l02/(24R) 切曲差 D h = 2T h -L h 式中:α为线路转向角;β0为缓和曲线角;其中q、p、β0缓和曲线参数。 11.2.3 缓和曲线参数推导 dβ = dl/ρ = l/k·dl 两边分别积分,得: β= l2/(2k) = l/(2ρ)

当ρ = R时,则β =β0 β0 = l0/(2R) 若选用点为ZH原点,切线方向为X轴,垂直切线的方向为Y轴,建立坐标系,则: dx = dl·cosβ = cos[l2/(2k)]·dl dy = dl·sinβ = sin[l2/(2k)]·dl 考虑β很小,sinβ和cosβ即sin(l2/(2k))和cos(l2/(2k))可以用级数展开,等式两边分别积分,并把k = R·l0代入,得以曲线 长度l为参数的缓和曲线方程式: X = l-l5/(40R2l02)+…… Y = l3/(6Rl0)+…… 通常应用上式时,只取前一、二项,即: X = l-l5/(40R2l02) Y = l3/(6Rl0) 另外,由图可知, q = X HY-R·sinβ0 p = Y HY-R(1-cosβ0) 以β0= l0/(2R)代入,并对sin[l0/(2R)]、cos[l0/(2R)]进行级数展开,取前一、二项整理可得:q = l0/2-l03/(240R2) p = l02/(24R) 若仍用上述坐标系,对于圆曲线上任意一点i,则i点的坐标X i、Y i可以表示为: Xi = R·sinψi+q Yi = R·(1-cosψi)+p 11.2.4 带缓和曲线的圆曲线的主点桩号计算及检核

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