拋物線形豎曲線怎麼設計? 相關
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2018年1月21日 · 豎曲線設計. 縱斷面上相鄰兩條縱坡線相交的轉折處，為了行車平順用一段曲線來緩和，這條連接兩縱坡線的曲線叫豎曲線。 豎曲線的形狀，通常採用平曲線或二次拋物線兩種。 在設計和計算上為方便一般採用二次拋物線形式。 縱斷面上相鄰兩條縱坡線相交形成轉坡點，其相交角用轉坡角表示。 當豎曲線轉坡點在曲線上方時為凸形豎曲線，反之為凹形豎曲線。 一、豎曲線. 如圖所示，設相鄰兩縱坡坡度分別為i1 和i2，則相鄰兩坡度的代數差即轉坡角為ω= i1-i2，其中i1、i2為本身之值，當上坡時取正值，下坡時取負值。 當 i1- i2為正值時，則為凸形豎曲線。 當 i1 - i2 為負值時，則為凹形豎曲線。 （一）豎曲線基本方程式. 我國採用的是二次拋物線形作為豎曲線的常用形式。 其基本方程為：
對稱拋物線是任何拋物體都遵守的自然豎曲線。正確設計的對稱拋物線可最小化車輛沿曲線行駛時的慣性力。設計公路曲線時經常要參考曲線表格，例如由「美國州際公路與運輸官員協會」(A.A.S.H.T.O.) 提供的那些曲線表格。這些表格僅可用於對稱拋物線。
- 概觀
- 基本介紹
- 作用
- 技術指標
- 縱坡分析
- 公式的探討
- 特性分析
豎曲線是指在線路縱斷面上，以變坡點為交點，連線兩相鄰坡段的曲線。豎曲線有凸形和凹形兩種。道路縱斷面線經常採用直線(又叫直坡段)、豎曲線兩種線形，二者是縱斷面線形的基本要素。
豎曲線常採用拋物線，因為在設計和計算上，拋物線比圓曲線更方便。
在道路縱斷面上兩個相鄰縱坡線的交點，被稱為變坡點。為了保證行車安全、舒適以及視距的需要，在變坡處設定豎曲線。豎曲線的主要作用是：緩和縱向變坡處行車動量變化而產生的衝擊作用，確保道路縱向行車視距；將豎曲線與平曲線恰當地組合，有利於路面排水和改善行車的視線誘導和舒適感。
豎曲線技術指標主要有豎曲線半徑和豎曲線長度。凸形的豎曲線的視距條件較差，應選擇適當的半徑以保證安全行車的需要。凹形的豎曲線，視距一般能得到保證，但由於在離心力作用下汽車要產生增重，因此應選擇適當的半徑來控制離心力不要過大，以保證行車的平順和舒適。一般城市幹路相鄰坡段的坡度小於0.5%或外距小於5cm時，可以不設定豎曲線。
豎曲線的最小半徑與設計速度有關，凹形豎曲線最小半徑為100M，凸形豎曲線為100M。
拉坡後，坡度差已知，變坡點高程已知，切線上各點和高程也就知道了。選定豎曲線半徑R，用豎距計算公式求出切線上各點的豎距，切線高程減豎距就是豎曲線高程。豎距公式如下：h=距離的平方除以兩倍的半徑
高速公路計算
在公路縱斷面設計過程中，豎曲線設計的本質就是根據縱坡變化的大小、設計車速、行車視距來確定豎曲線 的長度。在滿足《公路路線設計規範》( 以下簡稱《規範》) 要求且造價增加不大的情況下，適當選擇較大的豎曲線對於保證縱坡度的平滑過渡、行車安全，暢通是非常有利的。就行車舒適、高速運行的角度考慮，要求縱坡小一些為好，但從路面排水的角度考慮，又要求有一定的縱坡。按照《規範》要求，公路縱坡不宜小於 0.3% ，橫向排水不暢的路段或長路塹路段，採用平坡 0% 或小於0.3% 的縱坡時，其邊溝應做縱向排水設計。
豎曲線內任意點縱坡的分析
1） 豎曲線表達式
路線設計中的豎曲線，可採用拋物線形式，也可採用圓曲線形式，但為了簡化計算，圓曲線方程最終還是可簡化為拋物線方程，因此，豎曲線的方程採用拋物線方程是沒有異議的。
2）結論
無論凹形豎曲線還是凸形豎曲線，豎曲線上各點縱坡均能滿足最小縱坡要求；無論凹形豎曲線( 即全凹豎曲線) 還是凸形豎曲線( 全凸豎曲線) ，豎曲線上中間一部分縱坡不能滿足最小縱坡要求。
路線設計中的豎曲線，可採用拋物線形式，也可採用圓曲線形式，為了簡化計算，圓曲線方程最終還是可簡化為拋物線方程，因此，豎曲線的方程採用拋物線方程是沒有異議的。那么，豎曲線的拋物線方程是怎樣的，同時推導豎曲線的要素公式。
豎曲線的作用
設定豎曲線有以下作用：
1） 起緩衝作用： 緩和縱向變坡處由於行車動量的變化而產生的衝擊作用。
2） 保證公路縱向的行車視距： 主要解決凸形豎曲線處視距不良的問題。
3） 將豎曲線與平曲線恰當組合， 有利於路面排水和改善行車的視線誘導和舒適感。
為了提供豎曲線上無砟軌道設計的理論依據，對列車動荷載對豎曲線橋上帶減振扣件整體道床軌道動力學特性的影響進行研究。基於多體系統動力學和輪軌系統動力學的基本原理，簡化建立列車−軌道−橋樑系統垂向振動空間模型，計算分析不同速度、坡度代數差和橋樑豎曲線半徑對列車和軌道結構動力學特性的影響規律。
列車−軌道−橋樑垂向耦合振動空間模型
橋上的整體道床採用承軌台整體道床結構並與橋樑通過門型鋼筋澆築混凝土固結連線，這使整體道床和橋樑形成一整體。因此，線路考慮鋼軌、整體道床和橋樑的相互作用等效為考慮鋼軌和橋樑的相互作用。由於豎曲線凹凸變坡點主要影響列車的垂向振動，因此只考慮車輛、軌道和橋樑的垂向振動。
將車輛簡化為由輪對、轉向架及車體組成的剛體系統。通過阻尼器和彈簧模擬剛體與剛體之間的各種減震裝置和懸掛。每個轉向架構架和車體各具有沉浮、側滾和點頭 3個位移，每個輪對具有沉浮和側滾2個位移，總自由度總計 17個；鋼軌簡化為一個無質量的黏彈性力元，軌道和橋樑結構簡化為柔性系統，並通過模態綜合法來實現柔性體橋樑和軌道的動力學仿真。
動力特性的影響
1）坡道間設定圓曲線型的豎曲線
假設有一凹形豎曲線(3%降坡，2.5%升坡)為通過有上部結構物之地下 穿越道而設，兩坡相交里程為30k+000，其高程為+50.0m，請以標準 值於其間佈設一豎曲線(自曲線起點開始佈設三點即可)。
根據最佳擬合建立 AutoCAD 拋物線的步驟. 計算通過點的最適拋物線。 然後您可以使用對話方塊排除任何指定的點或選取一個或兩個通過點。 註: 使用最佳擬合指令進行縱斷面設計時，請對豎曲線使用「建立拋物線」指令。 請參閱 〈關於豎曲線設計〉 以取得更多資訊。 從既有圖元根據最佳擬合建立 AutoCAD 拋物線的步驟. 如果為縱斷面建立最適拋物線，請將縱斷面視圖型式垂直誇大率設定為 1。 請參閱 〈使用縱斷面視圖型式〉 ，以取得更多資訊。 按一下 「常用」 頁籤 「繪製」 面板 「最佳擬合」下拉式功能表 「建立最佳擬合拋物線」 。 在 〈經過最佳擬合的拋物線〉 對話方塊中，選取 「自圖元」 。 指定嵌合與中距公差設定。 選取指令行中列示的一個或多個圖元。
豎曲線常採用拋物線，因為在設計和計算上，拋物線比圓曲線更方便。. 豎曲線的主要作用是：緩和縱向變坡處行車動量變化而產生的衝擊作用，確保道路縱向行車視距；將豎曲線與平曲線恰當地組合，有利於路面排水和改善行車的視線誘導和舒適感。. 在道路 ...
「豎曲線設定」對話方塊. 使用此對話方塊可以指定要在縱斷面中的切線之間放置的曲線類型。 如果在「縱斷面配置工具」對話方塊上選取了 「繪製帶有曲線的切線」 按鈕，則將使用此處定義的曲線類型。 選取要使用的豎曲線類型 (共三種類型) 之後，請指定凸形豎曲線和凹陷曲線對應的相關參數，如下所示： 拋物線 ：指定曲線長度或 K 值。 圓形 ：指定曲線長度或半徑。 不對稱 ：分別指定拋物線起始段的長度 ( 「長度 1」) 和拋物線終止段的長度 ( 「長度 2」 )。 按一下 「確定」 儲存設定。 上層主題: 縱斷面對話方塊. 相關工作. 使用縱斷面的豎曲線設定的步驟. 此資訊有幫助嗎？ 是. 否.
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