道路組合線型的測設

如今高速公路、城市立交發展迅速，一些設計復雜、技術難度較高的線路測設工作就顯得尤為重要，本文結合平時測量工作和工程測量學基礎知識詳細的對組合線型的測設進行了講解、分析，為今后遇到的較為復雜、繁冗的工程線路提供了測設依據。

隨著國名經濟的迅速發展，國內的道路建設步伐日趨加快，在城市里高架、立交、快速干道隨處可見，在城與城之間，村與村之間，基本形成了市市通高速，村村通柏油這樣一個交通路網，而且在今后還會日臻完善！

道路組合線型測設是測量工作的難點之一，國內外一些科研部門和設計部門是利用計算機編程在室內來計算，然而在條件不充分的情況下做這項工作就顯得不方便了。因此，準確、方便、快速地計算和測設組合線型曲線便成為了測量人員所探求的一個重要問題。本文在對組合線型曲線進行分析的基礎上，提出了將假定坐標改化、平移、旋轉為大地坐標的計算和測設的方法。

曲線改化方法

將組合線型改化為基本型緩和曲線的依據：緩和曲線偏角視線受阻時，可將儀器搬到已標定過的點上安置儀器繼續測設。首先，大圓連接點可以看成是新置儀點，同理，小圓連接點或其他個點均可作為新連接點；其次進行坐標轉換，將假定坐標轉化、平移、旋轉，把各碎部點的假定坐標轉化為大地坐標。

計算ZH（HZ）點要素及樁號

可以利用設計給定的回旋曲線參數A和兩個連接點處的曲率半徑R1和R2及兩連接點的樁號來補設ZH（HZ）點，并計算出樁號。分別求出緩和曲線全長Lh和舍去部分長度L1，然后從大圓連接點起延長緩和曲線到L1，即得ZH（HZ）點。這個ZH（HZ）點是為計算虛設的，只計算出其樁號即可。用小圓連接點的樁號加（減）緩和曲線全長Lh也可得ZH（HZ）點樁號。同理，用大圓連接點樁號加（減）舍去部分L1也可得ZH（HZ）點樁號。兩者應相等，可用來檢核ZH（HZ）點樁號。

（2）：大弧長計算

根據緩和曲線假定坐標原理，大弧長是指待定點至起點或終點的弧長，在組合線型曲線中，可以理解為無論起點還是終點都是坐標原點，故都看成起點。因此，大弧長的計算就是待定點的樁號減起點（ZH）的樁號，取絕對值。

（3）：第一套假定坐標的計算

建立第一套假定坐標系；以ZH（HZ）點為原點，該點處的切線為X軸，過原點垂直于X軸的直線為Y軸，建立直角坐標系。計算式如下：

（式中：L為緩和曲線上碎部點至ZH（HZ）點的弧長；R2為小圓半徑；Lh為緩和曲線全長）

（4）第二套假定坐標的計算

將第一套假定坐標系的坐標軸平行移動，使原點與大圓連接點重合。平移后的直角坐標系為第二套假定坐標系。測設時可將儀器安置在大圓連接點或小圓連接點上，以兩圓連接點連線為弦線，以置儀點與該弦最大偏角標定置儀點處切線；也可用置儀點相鄰的最大弦切角標定圓曲線的切線，再轉180°得置儀點處圓曲線的公切線。

將第一套假定坐標系中的坐標轉換為第二套假定坐標系的坐標計算式如下：

（式中：、為第二套假定坐標；、待定點在第一套坐標系中的坐標；、為第二套假定坐標系原點在第一套假定坐標系中的坐標）

在第二套假定坐標的中是根據曲線彎曲的形式和與切線的關系來判定坐標所在象限及其符號。并規定只判斷正向方位角（曲線半徑由R大→R小方向為正向方位角，反之為反向方位角，可利用正反方位角相差180°由整方位角求得。

第二套假定坐標符號判別方法：

①正向方位角時，曲線在切線右側，即曲線與其對應的切線右彎是為第一象限

②正向方位角時，曲線在切線左側，即曲線與其對應的切線左彎是為第四象限

（5）求出兩個連接點間的大弦長s、及其方位角、旋轉角

大弦長、及其方位角可用兩點間距離公式求得，計算式如下：

（為大地坐標系中方位角，為第二套假定坐標系中方位角）

（6）同上計算小弦長和各待定點的正切角

（7）求各待定點的偏角

先按前文所述方法求出與其樁號對應的角，再減去安置儀器點的切線角計算式如下：

（式中，為安置儀器點至起點的弧長），分以下三種情況：

①當插入的是完整緩和曲線段時，儀器安置在半徑無窮大處，就相當于在基本型緩和曲線的ZH點，及起點，所以置儀點到起點的距離，，

②當插入的是完整緩和曲線段時，儀器安置在小圓連接點處、半徑為R2，其置儀點到起點的距離為完整緩和曲線段長，=Lh

③當插入的不是完整緩和曲線段時，儀器安置在大圓連接點處，半徑為R1，其置儀點到起點的距離為舍去部分緩和曲線段長=L1

結 語

本文所講述的是將傳統的切線之距和偏角法，經改化與大地坐標有機的聯系起來，在測設時即可采用傳統辦法標定個點，也可采用大地坐標直接標定個點，當然，隨著科技的進步和測繪儀器的逐步改進，野外的測設工作也變得更加直接、快捷，基本都是采用坐標放樣，但本文所講述的都是由最基礎的得出最簡潔的，進而起到一個溫故而知新的作用。不管在今后，社會再怎么進步、時代再怎么變遷，我想總是“百變不離其中”。所以，只有很好的掌握了基本知識才有可能探索新的知識、尋求更好的工作方法。

（作者單位：中鐵大橋局集團第二工程有限公司）