纬地超高桩号设置的由来

纬地超高桩号设置的由来编写：杨政文复核：娄峰一直以来，纬地软件以操作简便，应用灵活，上手快等特点得到广大用户的认可。另一方面，依托强大的研发力量，不断创新，纬地已经为公路设计的参与者提供了成熟的全系列集成化解决方案，由于对专业和技术的不懈追求，在公路行业已成为设计软件的翘首，并拥有着国内最广大的用户群体。纬地在超高加宽方面的计算，即是其灵活性和专业性的完美体现。本文将对纬地三维道路辅助设计系统（Hint CADV5.83）的超高桩号的计算进行详细的说明，并提供计算示例，希望籍此能帮助用户更好的理解纬地的技术思想，知其所以然，以便更好的服务于设计，从而使设计更为安全、合理、舒适。依据：《公路路线设计规范》（JTG D20­2006）（以下简称“线规 2006”）《道路勘测设计》一、纬地是如何考虑超高的一）高等级公路（一级和高速公路） a）绕内侧旋转第1页，共13页b）绕中线旋转图 1­超高过渡图 1、在缓和曲线全长范围内进行超高超高缓和段长度等于缓和曲线长度，若超高渐变率 P≥1/330，且小于“线规 2006”第 30 页中表7.5.4 所规定的超高渐变率，则取 Ls=Lc。图 2­缓和曲线全长范围内超高 2、缓和曲线上的部分超高由缓和曲线全长计算得出的超高渐变率 P＜1/330 时，则取 1/330 的渐变率反算一个超高缓和段长度，并对其取成 5m的整倍数，且系统默认其全超高断面设在缓圆点或圆缓点处，即靠近圆曲线的一端进行超高过渡。当然，超高的位置和长度都可以根据实际情况进行调整，系统将实时计算该缓和段的超高渐变率和过渡段起终点桩号，方便用户随时了解相关情况的变化。第2页，共13页图 3­缓和曲线上的部分超高 3、对硬路肩超高的考虑当硬路肩单独设置超高时，依据《线规2006》第 24页 6.5.5 和第31 页 7.5.10 的要求，纬地做了细致的工作：Ⅰ、硬路肩超高值与相邻车道超高值相同时，其超高过渡段和超高渐变率与行车道相同；Ⅱ、硬路肩超高值小于相邻车道超高值时，先将硬路肩过渡到与车道路拱坡度相同，再与车道一起过渡，直至硬路肩达到其最大超高坡值；Ⅲ、当曲线超高小于或等于 5%时，硬路肩横坡值和方向与相邻车道相同；Ⅳ、当曲线超高大于 5%时，硬路肩横坡值在与相邻车道一同过渡到 5%之后，至相邻车道达到最大超高期间，都将保持 5%不再增大，以满足规范对于重车停靠硬路肩时的考虑。第3页，共13页图 4­规范对于硬路肩超高的说明 4、对土路肩超高的考虑对于土路肩有以下几点考虑：Ⅰ、若曲线最大超高为正常路拱横坡，则不进行抬肩处理，维持原超高值大小；若最大超高大于正常路拱横坡值，则在超高渐变开始前，先在 1m范围内进行抬肩处理，例如通过 1m的距离，在超高缓和段起点处将正常情况下土路肩的横坡值由 3%提升到 2%；Ⅱ、弯道内侧土路肩随相邻硬路肩一同旋转至硬路肩最大超高值，弯道外侧土路肩可根据情况进行选择，来决定其是否随行车道一起超高。图 5­设计向导中对于土路肩的超高方式可以进行选择二）低等级公路（二级及二级公路以下）其超高计算同高等级公路，只是考虑到一般低等级公路的缓和曲线都比较短，故默认为在缓和曲线全段上进行超高，即 Ls=Lc。二、具体的计算示例一）高等级公路（一级和高速公路）项目信息：某拟建高速公路，项目情况如图 6 所示，交点坐标和曲线要素如图 7 所示。断面组成为：中分带 2m；两侧行车道宽度各 B1=8.0m，横坡值 i1=2%；两侧硬路肩宽度各 B2=2.5m，横坡值 i2=2%；两侧土路肩宽度各 B3=0.75m，横坡值 i3=3%。第4页，共13页图 6­项目情况图 7­曲线元素表设计信息：无加宽；超高渐变率：1/200；最小超高渐变率 P=1/330；超高渐变方式为线性；旋转方式为绕中央分隔带边缘旋转。以下是由纬地道路系统自动生成的未经修改的超高文件（*.sup）： [超高文件计算示例] HINTCAD5.83_SUP_SHUJU ­3.00 ­2.00 ­2.00 0.000 ­2.00 ­2.00 ­3.00 ­3.00 9999.00 9999.00 27.203 9999.00 9999.00 9999.00 ­2.00 ­2.00 ­2.00 28.203 ­2.00 ­2.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 ­2.00 73.918 9999.00 9999.00 9999.00 ­5.00 ­5.00 ­5.00 108.203 5.00 5.00 ­3.00 ­5.00 ­5.00 ­5.00 274.422 5.00 5.00 ­3.00 ­3.00 9999.00 9999.00 314.422 9999.00 9999.00 9999.00 ­3.00 0.00 0.00 374.422 0.00 0.00 ­3.00第5页，共13页9999.00 9999.00 9999.00 434.422 9999.00 9999.00 ­3.00 9999.00 5.00 9999.00 474.422 9999.00 ­5.00 ­5.00 ­3.00 5.00 6.00 494.422 ­6.00 ­5.00 ­5.00 ­3.00 5.00 6.00 605.174 ­6.00 ­5.00 ­5.00 9999.00 5.00 9999.00 621.424 9999.00 ­5.00 ­5.00 9999.00 9999.00 9999.00 670.174 ­2.00 ­2.00 ­2.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 735.174 ­2.00 ­2.00 ­2.00 9999.00 9999.00 9999.00 736.174 9999.00 9999.00 ­3.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 910.021 ­2.00 ­2.00 ­3.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 975.021 2.00 2.00 ­3.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 1076.189 2.00 2.00 ­3.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 1141.189 ­2.00 ­2.00 ­3.00 ­3.00 ­2.00 ­2.00 1248.482 ­2.00 ­2.00 ­3.00 下面我们介绍其具体桩号的由来： [超高文件计算示例说明 1] HINTCAD5.83_SUP_SHUJU 上行为版本说明，以下数据格式为：左土路肩横坡左硬路肩横坡左行车道横坡桩号右行车道宽右硬路肩横坡右土路肩横坡 ­3.00 ­2.00 ­2.00 0.000 ­2.00 ­2.00 ­3.00 本行为路线起点数据，桩号为K0+000。 ­3.00 9999.00 9999.00 27.203 9999.00 9999.00 9999.00 因为 JD1 处的 R=500m，对应的最大超高值为 5%，在进入超高缓和段前 1m 的地方开始进行土路肩变化，即抬肩，在 1m的范围内将曲线内侧土路肩由 3%过渡到 2%，9999.00 表示忽略此数据，超高的过渡从前一桩号直接过渡到下一桩号的对应超高值。 ­2.00 ­2.00 ­2.00 28.203 ­2.00 ­2.00 ­3.00 JD1 的直缓点（ZH），因缓和曲线起点桩号为 K0+028.203，缓和曲线长度 Ls=80m，由 P i Δ B L C=可以求出 P=（B×Δi）／Ls=[8.0×（－5%－2%）] ／80.0=1/142.85714＞1/330，故在全缓和曲线上进行超高过渡，取超高缓和段 Ls=Lc。 ­2.00 ­2.00 ­2.00 73.918 9999.00 9999.00 9999.00 超高缓和段从 K0+028.203开始，由－2%到2%需要的过渡段长度为 L=（B×Δi）／P={8.0 ×[2%－（－2%） ]}／（1/142.85714） =45.715， 28.203+45.715=73.918，故加入断面K0+073.918。当然，在纬地系统里面，采用了上面的数据形式进行反映，忽略其右侧的数据，让其进行线性过渡，采用内插的办法也是可以得到这个桩号的。 ­5.00 ­5.00 ­5.00 108.203 5.00 5.00 ­3.00 K0+108.203 为圆曲线起点，即全超高断面起点。 ­5.00 ­5.00 ­5.00 274.422 5.00 5.00 ­3.00 K0+274.422 为圆曲线终点，即全超高断面终点。 ­3.00 9999.00 9999.00 314.422 9999.00 9999.00 9999.00 为保证曲线内侧土路肩超高正常过渡，在行车道达到 3%时，让土路肩也过渡到 3%，保证其过渡满足规范要求。K0+314.422通过线性内插得到。第6页，共13页­3.00 0.00 0.00 374.422 0.00 0.00 ­3.00 由 L=（B×Δi）／P=[8.0×（－2%－5%）]／（1/200）=112＞80m，即大于 JD1 的后缓和曲线长，由 L=（B×Δi）／P=[8.0×（－2%－6%）]／（1/200）=128＞120m，即大于JD2 的前缓和曲线长，故在公切点 K0+374.422处设置一零坡断面，使其超高渐变率 P=（B×Δ i）／Ls=[8.0×（0%－5%）] ／100=[8.0×（0%－6%）] ／120=1/250＜1/200，满足规范要求。 9999.00 9999.00 9999.00 434.422 9999.00 9999.00 ­3.00 为保证曲线内侧土路肩超高正常过渡，在行车道达到 3%时，让土路肩也过渡到 3%，保证其过渡满足规范要求。K0+434.422可通过线性内插得到。 9999.00 5.00 9999.00 474.422 9999.00 ­5.00 ­5.00 为满足新规范对于硬路肩不能大于 5%的要求，加入该断面，确保行车道和硬路肩能同时达到 5%。K0+474.422 可通过线性内插得到。 ­3.00 5.00 6.00 494.422 ­6.00 ­5.00 ­5.00 K0+494.422 为圆曲线起点，即全超高断面起点。注意其硬路肩的绝对值恒为 5%。 ­3.00 5.00 6.00 605.174 ­6.00 ­5.00 ­5.00 K0+605.174 为圆曲线终点，即全超高断面终点。注意其硬路肩的绝对值恒为 5%。 9999.00 5.00 9999.00 621.424 9999.00 ­5.00 ­5.00 为满足新规范对于硬路肩不能大于 5%的要求而加入的断面， K0+621.424 可通过线性内插得到。 9999.00 9999.00 9999.00 670.174 ­2.00 ­2.00 ­2.00 理由同 K0+073.918。 ­3.00 ­2.00 ­2.00 735.174 ­2.00 ­2.00 ­2.00 JD2 的后缓和曲线长度 Ls=150m，由 P i Δ B L C=可以求出 L=（B×Δi）／P=[8.0×（－2%－6%）]／（1/200）=128.0m，取为 5 的倍数，即 130m，此时 P=1/203.125＜1/200，故在部分缓和曲线上进行超高过渡，取超高缓和段 Lc=130m。由此可推出超高缓和段终点应该是 605.174+130=735.174。 9999.00 9999.00 9999.00 736.174 9999.00 9999.00 ­3.00 理由同 K0+027.203。 ­3.00 ­2.00 ­2.00 910.021 ­2.00 ­2.00 ­3.00 JD3 的缓和曲线长度 Ls=120m，由 P i Δ B L C=可以求出 L=（B×Δi）／P=[8.0×（－2%－2%）]／（1/200）=64.0m，取为 5 的倍数，即 65m，此时 P=1/203.125＜1/200，故在部分缓和曲线上