工程之星平曲线设计方法

工程之星5.0“道路设计”功能是道路图形设计的简单工具，即根据线路设计所需要的设计要素按照软件菜单提示录入后，软件按要求计算出线路点坐标并绘制线路走向图形。道路设计菜单包括：断链、平曲线设计、纵曲线设计、标准横断面、边坡、超高、加宽等，新版本“道路设计”支持直曲表导入及相关类型道路格式文件导入。

▲工程之星5.0“道路设计”

今天，我们先来详解“平曲线设计”。平曲线设计，即输入道路设计的平曲线表或者直曲表，主要设计方法有两种：元素法和交点法，元素法是通过线元要素对线路进行计算，交点法是通过输入交点要素对线路进行计算的，交点法简单、方便、快捷，元素法相对要复杂一点，但元素法是万能的，适用于所有线路！

工程之星元素法

“元素法”是道路设计里面惯用的一种方法，它是将道路线路拆分为各种道路基本元素（点、直线、缓和曲线、圆曲线等），并按照一定规则把这些基本元素逐一添加组合成线路，从而达到设计整段道路的目的。

具体步骤依次为：“新建文件”，“勾选元素法”，“确定”，进入元素法设计界面以后，点击右上角的设置按钮，如图1所示，“整桩号”、“整桩距”是生成坐标的方式；“起始里程”为起始点里程；“里程间隔”为生成线路点坐标的间隔。

▲图1

添加：点击添加时，首先是添加一个起始点，可以进行手动输入、定位获取、点库获取，如图2所示，一般都是选择手动输入，起点需输入北坐标、东坐标及起始方位角。添加完起点以后，继续点击添加，此时可以根据设计需要选择添加“线段”、“缓曲”或者“圆曲”，如图3所示。

▲图2、图3

线段：只需输入线段的长度。

缓曲：需要输入“线元长度”、“起点半径”、“终点半径”、勾选“左偏”或者“右偏”。

圆曲：需要输入“线元长度”、“起点半径”、勾选“左偏”或者“右偏”。

多选（删除）：如果输入的信息有误，可以点击“多选”，然后勾选到有误的点、线段、缓曲或者圆曲，进行删除，如图4所示。

▲图4

编辑和增加：如果输入的信息有误，需要进行更改，则点击该点、线段、缓曲或者圆曲，弹出如图5所示界面，点击编辑即可更改。如果要在中间插入线段、缓曲或者圆曲，则点击“增加”即可。

▲图5

保存和查看：输入完成以后，点击“保存”，保存以后会进入如图6所示最初始的新建文件的界面，点击刚刚设计好的道路文件20171123.rd，点击“查看”，可以查看到道路设计的“图形”以及“逐桩坐标”，如图7、8 所示。

▲图6、图7、图8

工程之星交点法

交点法是目前普遍使用的道路设计方法，只需输入线路曲线交点的坐标以及相应线路的缓曲长、半径、里程等信息，就可以得到要素点、加桩点、线路点的坐标，以及直观的图形显示，从而可以方便的进行线路的放样等测量工作。

具体步骤与元素法类似，首先“新建文件”，“勾选交点法”，“确定”，进入交点法法设计界面以后，点击右上角的设置按钮，“整桩号”、“整桩距”是生成坐标的方式；“起始里程”为起始点里程；“里程间隔”为生成线路点坐标的间隔；交点法的起点和终点只需输入坐标，不用输入“第一缓曲长度”、“圆曲半径”、“第二缓曲长度”。

交点法与元素法的主要区别在 “添加”这个功能上，点击“添加”，如图9所示，交点法需要输入的信息有“交点名”、“北坐标”、“东坐标”、“第一缓曲长度”、“圆曲半径”、“第二缓曲长度”等，输完点击“确定”，重复上述步骤即可，其它功能与元素法类似。

▲图9

图10是使用交点法输入完成的道路设计，点击“查看”，可以查看“图像显示”、“道路元素”、“逐桩坐标”，依次如图11、12、13所示。

▲图10

▲图11、图12、图13

对于复杂道路，例如盘山公路、匝道等可能存在不完全缓和曲线、虚交点的情况，这种输入方式有略微的区别。

完全缓和曲线：缓和曲线半径是由“定值 R→∞”或者“∞→定值 R”，可根据数据判断，即 A²=R*L（A 是缓和曲线参数，R 是圆曲线半径，L 是缓和曲线长度）。

不完全缓和曲线（卵形曲线）：半径是由“定值 R1→定值 R2”，可根据数据判断，即 A²≠R*L （A 是缓和曲线参数，R 是圆曲线半径，L 是缓和曲线长度）。

▲图14

以图15交点11为例，第一缓曲：80.178²≠75*50，所以第一缓曲为不完全缓和曲线，而JD11第一缓曲是在交点 10 圆曲后面，所以交点11第一缓曲的半径是由“180→75”，即输交点11时，需要在第一缓曲起点半径处输入180，如果 180没有给出，也可通过公式（R1-R)*A²/(R1*R)=L 计算，（A 是缓和曲线参数，R 是圆曲线半径，L 是缓和曲线长度，R1 是第一缓曲起点半径或者第二缓曲终点半径）。因为第二缓 61.237²=75*50，所以第二缓曲是完全缓和曲线，半径是由“75→∞“，即第二缓曲终点半径可以默认不输或者勾选∞。

▲图15

▲图16

虚交点输入，如图17：由于地形限制，实际交点将落入河流中或者山体外，此时用另外两点作为辅助交点进行设计，这种交点叫虚交点，例如JD66被JD66A和JD66B替代，对于虚交点，使用交点法输入的时候，JD66不输，需要输入JD66A坐标、半径、第一第二缓曲长度，接着输入JD66B坐标、半径输-1、缓曲长度不输。