[發明專利]一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法及應用

有效

• 申請號: 202011302650.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112699434B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 楊維裕
• 申請（專利權）人: 中鐵二局集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 鐘勤

本發明公開了一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法及應用，涉及道路平面線形設計、施工技術領域，包括：獲取目標曲線的曲線類型、所述目標曲線兩端分別連接的第一直線和第二直線；在第一直線和第二直線上分別任取兩點，計算第一直線的方位和第二直線的方位；獲得所述第一直線的方位偏轉到所述第二直線的方位的最小轉角值；根據所述目標曲線的類型、最小轉角值得到所述目標曲線的曲線轉角和偏轉方向。本發明還公開了該方法在采用全站儀進行工程測量中的應用。本發明計算方法簡單明確，僅需要在計算過程中確定所述目標曲線是一般曲線還是回頭曲線即可，曲線轉角值計算和偏轉方向不需要任何判斷步驟。

技術領域

本發明涉及道路平面線形設計、施工技術領域，特別涉及一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法及其應用。

背景技術

鐵路、公路等交通工程線路平面均由直線、曲線構成。其中，曲線包括圓曲線、緩和曲線兩種，而緩和曲線又分回旋線、三次拋物線等。一條完整的線路平面曲線的基本結構形式為直線+緩和曲線+圓曲線+緩和曲線+直線。其組合變換形式包括：直線+圓曲線+直線形式、直線+緩和曲線+圓曲線+直線形式、直線+圓曲線+緩和曲線+直線形式等。不論哪種形式的平面曲線，曲線兩端與曲線相切的兩條直線一經確定，則兩條直線的最小轉角也確定了，曲線的類型則根據地形條件確定。

平面曲線從第一直線經過緩和曲線、圓曲線、緩和曲線過渡到另一端直線角度轉動大小即為線路平面曲線的轉角。

曲線轉角和偏轉方向是鐵路、公路等線路交通工程平面曲線的重要曲線要素。在工程設計和施工階段，線路工程任一平面曲線均須通過兩端直線的坐標獲取曲線轉角，設計或獲取曲線類形、設計或確認工程的線路平面位置，計算任意里程點的平面坐標等。

現有的曲線轉角一般通過以下方法計算并判斷偏轉方向：根據直線兩點坐標，先計算出兩直線的方位角或斜率，由兩直線的方位角或斜率，求得直線轉角值。當用方位角計算轉角時，須依據兩直線所處的象限，判斷偏轉方向。當用斜率計算時，須根據兩直線的坐標，分別計算出兩直線的斜率(計算過程中還須考慮Δy＝0即直線與y軸平行的情況)，根據斜率計算兩直線的夾角(這種方法計算的兩直線夾角均小于90°)，然后根據線路走向判斷曲線轉角是鈍角還是銳角，進而確定曲線的轉角值，然后根據斜率符號判斷偏轉方向。

上述兩種計算，其過程相對繁瑣，采用程序計算時，需加入更多判斷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中線路工程平面的曲線轉角計算和偏轉方向判斷過于繁瑣的問題，提供了一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法。

本發明還公開了一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法的應用。

為實現上述發明目的，本申請提供了一種道路設計曲線的曲線轉角和偏轉方向確定方法，包括以下步驟：

根據道路平面設計信息獲取目標曲線的曲線類型、所述目標曲線兩端分別連接的第一直線和第二直線；所述第一直線和第二直線分別與所述目標曲線兩端相切；

在第一直線和第二直線上分別取兩點，并獲取該兩點坐標，根據坐標方位公式計算第一直線的方位和第二直線的方位；

根據第一直線的方位和第二直線的方位獲得所述第一直線和第二直線的最小轉角值；

根據所述目標曲線的類型、所述第一直線的方位、第二直線的方位、第一直線與第二直線的最小轉角值，得到目標曲線的轉角及偏轉方向。

在上述技術方案中，目標曲線類型包括一般曲線和回頭曲線兩種，一般曲線的曲線轉角值小于180°，回頭曲線的曲線轉角值大于180°且小于360°。