6
(бровка – линия сопряжения откосов и поверхности земляного полотна дороги). Как правило, криволинейный участок в плане представляется двумя симметричными кривыми - ГСМК. На рисунке 2 представлены три возможных варианта сходимости данных кривых, в зависимости от поставленных начальных условий. Зоны колейного покрытия располагаются симметрично трассе, по обе ее стороны. В качестве примера рассмотрим способ устройства трассы переходной кривой для дороги с односторонним движением.
Вначале необходимо сформировать набор радиусов ГСМК таким образом, чтобы разность суммы центральных углов секторов ГСМК и половины величины
i |
− α = 0 . Разработанный для этой |
угла поворота трассы была равна нулю, т.е. ∑γ i |
|
i=1 |
2 |
цели алгоритм № 1 - формирование расчетных элементов ГСМК – представлен ниже. Для определения основных элементов ГСМК (тангенса, биссектрисы, длины, координат конечных точек радиусов ГСМК) и местоположения зон колейного покрытия используются алгоритмы №2 и №3.
2. Формирование расчетных элементов ГСМК
Входным вектором параметров, необходимых для определения величин расчетных элементов ГСМК, является:
-Скорость движения v, км/ч;
-Поперечное сопротивление µ;
-Разница высот соседних векторов h, рекомендуется назначать в пределах 0.01 м;
-Продольный уклон iпрод, ‰, определяет величину хорды сектора ГСМК (Ui = h / iпрод);
-Ширина проезжей части t, м;
7
|
i |
− α = 0 ; |
а - вариант сходимости ГСМК, когда |
∑γ i |
|
|
i=1 |
2 |
|
i |
− α < 0 ; |
б - вариант сходимости ГСМК, когда |
∑γ i |
|
|
i=1 |
2 |
|
i |
− α > 0 . |
в - вариант сходимости ГСМК, когда |
∑γ i |
|
|
i=1 |
2 |
Рисунок 2 – Варианты сходимости ГСМК
8
-Радиус кольцевого сектора Rk, м;
-Угол поворота трассы α, град;
1. На основе равнохордового алгоритма построения гладкой составной многоцентровой кривой вычисляется первоначальный набор радиусов ГСМК.
i
2.Определяется сумма центральных углов секторов ∑γ i ГСМК.
i=1
3. Если условие сходимости двух веток ГСМК выполняется, т.е.
∑γ i |
− α = 0 , |
i |
|
i=1 |
2 |
то пункт 7.
|
i |
− α < 0 |
|
|
4. |
Если ∑γ i |
(рисунок 2б), то значение кругового радиуса необходимо |
||
|
i=1 |
2 |
|
|
|
|
|
i |
− α = 0 , затем выполняется |
увеличивать с заданным шагом до тех пор, пока ∑γ i |
||||
|
|
|
i=1 |
2 |
пункт 7. |
|
|
|
|
|
i |
− α > 0 |
|
|
5. |
Если ∑γ i |
(рисунок 2в), то к первоначальному набору секторов до- |
||
|
i=1 |
2 |
|
|
бавляются новые сектора, величины радиусов которых равны значению кругового радиуса, а величины центральных углов – значению центрального угла последнего сектора ГСМК.
6. Увеличение количества секторов продолжается до тех пор, пока
i |
− α < 0 , затем пункт 4. |
∑γ i |
|
i=1 |
2 |
7. Выполняется процедура формирования окончательной таблицы расчетных элементов ГСМК, с сортировкой радиусов по убыванию величин.
3. Моделирование трассы переходной кривой на основе гладкой составной многоцентровой кривой
Входным вектором параметров, необходимых для определения координат конечных точек радиусов и величин основных элементов ГСМК:
-Данные сформированной таблицы расчетных элементов ГСМК;
-Угол поворота трассы α.
1.Координаты конечных точек радиусов гладкой составной многоцентровой кривой Xк и Yк определяются по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
γ |
|
|
i−1 |
|
(1) |
||
Xк |
= U |
|
sin |
|
|
к |
+ ∑γ i |
+ Xi−1 |
|||
к |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
i=1 |
|
|
||
|
|
|
γ |
|
|
|
i−1 |
|
(2) |
||
Yк |
= Uк |
cos |
|
|
к |
+ ∑γ i |
+ Yi−1 |
||||
|
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|||
2. Координаты i – х точек радиусов гладкой составной многоцентровой кривой Xi и Yi определяются по формуле
|
|
|
γ |
i |
i−1 |
|
|
Xi |
= Ui |
sin |
|
+ ∑γ i |
|
+ Xi−1 |
|
|
|
||||||
|
|
2 |
i=1 |
|
|
||
|
|
|
γ |
i |
i−1 |
|
|
Yi |
= Ui |
cos |
|
+ ∑γ i |
|
+ Yi−1 |
|
|
|
||||||
|
|
2 |
i=1 |
|
|
||
3.Вычисляем значение тангенса Т
Т= Y + Xк
кtg 90o − α
2
4.Определяем величину биссектрисы Б
Б = |
|
Xк |
|
|
||
|
90 |
o |
− |
α |
||
|
||||||
|
sin |
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
(3)
(4)
(5)
(6)
10
i
∑γ i - сумма центральных углов;
i=1
Xk, Yk – координаты конечной точки i – го радиуса; АО – длина ГСМК (КГСМК); Т – тангенс ГСМК; Б – биссектриса ГСМК;
Рисунок 3 - Иллюстрация к алгоритму построения трассы переходной кривой на основе ГСМК
5.Вычисляем длину КГСМК гладкой составной многоцентровой кривой
i |
− α |
i |
− α < 0 ) |
по формуле (случай, когда ∑γ i |
= 0 или ∑γ i |
||
i=1 |
2 |
i=1 |
2 |