三次几何样条曲线在立交平面线形设计中的应用研究

本文在总结目前一些基于样条的曲线设计思想和方法优缺点的基础上，针对立交匝道平面线形设计中经常遇到的“缓－圆－缓”组合形式，提出了基于三次几何样条曲线的线形设计计算方法，充分发挥样条曲线光滑连接，计算简便，与平面线相一致的特点，建立了初步样条曲线（反映线位约束条件和布线设想）与线形组合形式及参数之间的依存关系，实现了样条曲线向平面线形的自动转化，该方法对开发高效的正交ＣＡＤ系统具有重要意义。     

曲直法在立交匝道平面线形设计中的应用

立交平面线形基本上由曲线组成,且线形组合复杂,传统的直线型设计方法在设计这些组合复杂的线形过程中显示出其不适应性.曲直法是曲线型设计方法之一,它在立交平面线形中的应用与直线型相比较,计算简便灵活、直观,实际运用中有明显的优越性.     

公路几种平曲线的组合设计方法

就公路平面线形设计中，几种主要线形组合的圆曲线半径和以回旋线作为缓和曲线的长度的拟定及其计算方法进行探讨     

曲直法在立交匝道平面线形设计中的应用

立交平面线形基本上由曲线组成，且线形组合复杂，传统的直线型设计方法在设计这些组合复杂的线形过程中显示出其不适应性。曲直法是曲线型设计方法之一，它在立交平面线形中的应用与直线型相比较，计算简便灵活、直观，实际运用中有明显的优越性     

混凝土梁式桥立面线形的修正方法

由于计算参数、计算理论、计算模型、计算方法与实际条件的差别及施工误差等原因,混凝土梁式桥施工完成后,实际的桥面线形与设计目标不一致,需通过适当调整调平层或铺装层厚度修正目标线形,保证立面线形匀顺。匀顺的立面线形为在设计的凸曲线范围内没有凹曲线,反之亦然。修正方法是测量多个离散点的高程,2个端点的铺装厚度按与接线设计高程一致计算,其余点的初始高程先按最小铺装层厚度计算,然后用逐点判别凹凸性来调整目标高程,再根据目标高程计算铺装层厚度,从而使全桥线形凹凸性一致,调整后的调平层和铺装层厚度在合理范围内。调平层和铺装层施工宜按厚度控制,避免铺装施工过程中高程变化对测量的影响。     

工程测量中复杂线型的计算方法

为了使设计道路的线形更美观流畅,往往采用更复杂的线形组合。特别在大型立交的匝道设计中,频繁出现小半径不完整缓和曲线段。这就使得测量现场工程人员,在用传统方法详细计算缓和曲线时,会遇到一些问题,主要是计算方法和计算精度两个方面的问题。该文主要针对这两个问题进行一些分析,并提出了解决问题的方法。     

空间索面自锚式悬索桥主索鞍计算方法

空间索面悬索桥主索鞍的承缆槽立面及平面线形应与全部恒载条件下的主缆线形相吻合,既有平曲线又有竖曲线使得整体式肋传力结构的索鞍处于复杂的三向空间受力状态,运用有限元程序对天津富民桥主索鞍进行有限元分析复核计算,提出一些索鞍计算的方法。     

公路路线的交点曲线计算法

文中介绍一种以曲线计算为内核的新的交点转角公路平面曲线计算方法，适用于目前直线曲线混合法定线时任意复杂线形的计算机辅助设计计算，并以标准的“直线、曲线及转角表”形式输出设计结果。     

高速环道几何线形设计方法研究

曲线段、特别是缓和曲线段的设计是高速环道几何线形设计中的难点和关键。该文首先描述了麦克康奈尔关于道路几何线形的舒适性评价指标,归纳了高速环道平衡车速的概念。然后,在总结麦克康奈尔曲线平面设计方法的基础上,分析其计算过程中产生误差的原因和减少误差的手段;在总结高速环道常用横断面曲线类型的基础上,选取抛物线形横断面曲线进行特性分析,针对缓和曲线局部计算横坡过小的问题提出修正方法;同时,也总结了高速环道纵断面设计的方法和需要注意的问题。     

线形诱导标设置条件的探讨

线形诱导标用于引导或警告驾驶员平面线形的变化,科学合理的设置线形诱导标有利于公路行车安全。在总结国内外研究成果和标准规范的基础上,针对国内外对线形诱导标设置条件的规定比较模糊,不便于实际操作的问题,对公路平曲线线形诱导标的设置条件进行了探讨,从视距和线形协调性两方面讨论了线形诱导标的设置条件。根据人机工程学并结合平曲线行车视距,讨论得出视距不良平曲线路段的界定条件;根据曲线路段运行速度的连续性和运行速度理论,讨论得出急弯曲线路段的界定条件。同时根据道路设计理论和运行速度预测模型推导出便于实际计算的应设置线形诱导标的急弯和视距不良路段的判定方程,为后续线形诱导标的相关研究和实际工作提供了借鉴。     

关于超高的探讨

本文结合平面线形设计，设置缓和曲线的目的，介绍了超高过渡段和缓和曲线之间的相互关系，并给出超高设计的具体计算方法。     

互通立交平面放样算法分析

文章通过对互通立交的平面线形进行分析,将其分解成直线、圆曲线和缓和曲线三种基本线形单元,利用设计文件提供的各线形单元起终点桩号、坐标及偏转方向,反推出线形单元要素,然后利用弦切角计算出单元起点-终点、起点-P点的坐标方位角和P点切线方位角,计算出起点-P点的距离,进而推导计算出P、任意角度横向点H的坐标,为边桩和桥梁桩位的放样计算提供了依据。根据这一原理编制了程序计算框图,为互通立交放样程序编制提供了参考。     

同向竖曲线车线共振及降振措施

为提升旧路改造工程中常用的线形同向竖曲线线形质量，在受力分析的基础上，将线形参数、平整度纳入“人-车-路”动力学模型。以半径2 000 m、5 000 m同向凹曲线为算例，采用Newmark-β法编制程序计算，从运动、力学角度，分析表明线形变化是引起车线共振的形成原因，并采用加速度峰值等振动指标和汽车振动感知标准，总结了车线共振特征结构，确定了线形内的共振区和稳定区范围。对竖曲线形态、行驶方向以及同向竖曲线半径和间距等影响因素进行计算分析，找出同向竖曲线产生较强车线共振的二种线形工况：不对称竖曲线各半径的曲线小度小于3 s行程时，将形成耦合共振区；同向竖曲线间直坡长度小于3 s行程时，也产生耦合共振区。总结计算分析成果，确定同向竖曲线车线共振的主要影响因素是竖曲线半径、半径差以及短的曲线长度和曲线间直坡长度，这也是影响行车服务性能的主要因素。从降低车线共振角度，采用七次抛物线作为缓和竖曲线，同向竖曲线增设缓和竖曲线降振效果显著，加速度振动峰值、均方根下降到原来的3.5%以内，远小于振动感知阈值。考查纵断面线形与平整度耦合振动工况，增设缓和竖曲线，对比直坡状态下的人体加速度均方根接近1，...     

“附合导线法”设计匝道平面线形

互通式立交的匝道平面线形,一般较为复杂。目前采用的设计方法,一般是用曲线板在地形图上定出基本形状,然后进行适当调整,满足约束条件,再精确计算各曲线要素及逐桩座标。在调整过程中都是根据切线长与曲线参数的几何关系进行。鉴于立交线形设计时,设计者大多希望固定起、     

变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工线形控制研究

为研究变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推线形控制,以某6×90m连续钢混组合梁桥顶推施工为工程背景,提出了采用"传递矩阵法"对顶推施工过程中各工况的钢主梁线形进行预测与控制,并对该方法的计算参数选取、线形状态矩阵、误差修正进行了理论推导。在此基础上,将"传递矩阵法"对顶推线形控制的原理,采用C语言编制了算法,并通过工程实例验证了所提控制方法的有效性。结果表明:将"传递矩阵法"应用到变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工的线形控制中,概念清晰,便于操作。     

基于道路线形的智能汽车事故多发路段预判模型

分析了道路线形对智能汽车行驶安全性的影响,分别使用数据驱动的机器学习方法和模型驱动的经典数学建模方法,建立了以道路线形技术指标为输入的神经网络模型和多元数学模型,预测事故多发路段;计算了各个道路线形技术指标与事故率之间的偏相关系数,从中挑选出与事故率相关程度较大的道路线形特征,使用T检验和F检验验证了道路线形特征组合和单个特征对事故率的影响。结果表明：基于机器学习的神经网络模型和基于数值逼近理论的多元数学模型预测正确率基本相近,大约为90%;2种模型对道路安全影响较大的道路线形相关不利因素组合相同,均为平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度;各种不利因素组合中,平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度出现的频率分别为100.0%、91.7%和83.3%,远远大于其他因素;事故多发路段道路线形因素不仅与平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度有关,而且与其线形组合有密切关系,组合不当亦会导致事故增加;2种模型可相互验证,考虑计算速度及参数的可解释性,实际中应优先选择多元数学模型进行事故预判。     

基于行车轨迹偏差限值的公路隧道洞口平面线形协调性研究

隧道洞口是交通事故多发路段,为此《公路隧道设计规范》提出了隧道洞外连接线应与隧道线形相协调的要求,但过分追求理想线形,往往造成工程规模和造价大幅增加。为了兼顾行车安全和工程规模,基于行车轨迹轨迹偏差限值,提出了公路隧道洞口平面线形协调的定量化判断标准。分别针对:洞口内外侧各3s设计速度行程均落在缓和曲线;洞口落在直线上,3s行程点落在缓和曲线上;洞口落在缓和曲线上,3s行程点落在圆曲线上等3种情况,提出了行车轨迹偏差值的计算方法,并将其与行车轨迹偏差限制比较,可以判断是否满足线形协调条件。     

互通式立交优化设计新方法

本文把立交平面形设计中的两种基本线形－圆曲线，缓和曲线作为构成互通式立交平面线形设计的线形元，并且考虑了行车条件，线形几何约束，超高要求等约束条件，建立了平面线形优化设计的数学模型，以缓圆缓匝道设计为例，采用网络算法对非线民生规划问题进行了求解，避免了用牛顿法计算极值问题时要求隐函数的导数等困难。     

介绍S形缓和曲线的布设和计算方法

公路路线测量中,受地形等条件限制,往往会出现相邻反向曲线间的直线长度不足而达不到线形设计要求的情况。现介绍布设S形缓和曲线及其计算方法,以解决直线长     

基于无应力状态法的钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现

针对钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现,以厦漳跨海大桥北汊主桥为例,提出基于无应力状态控制法理论的主梁预拱度取值、制造尺寸确定、预拼装线形计算及悬臂拼装控制方法.该桥为多跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,采用桥梁结构设计系统SCDS2011建立桥梁有限元模型,求得钢箱梁设计预拱度;钢箱梁制造尺寸确定时考虑竖曲线和设计预拱度及梁体轴向压缩、弯矩转角的影响;以预拼装线形为基础计算得出每节段前、后控制点的坐标值进行预拼装;在钢箱梁悬臂拼装过程中进行线形控制时,考虑安装阶段的计算挠度及成桥状态与设计预拱线形的高程差.事实证明,采用该方法对钢箱梁斜拉桥进行成桥目标线形的控制取得了良好的施工精度.