竖曲线要素表的编程可以通过以下步骤实现:
确定输入要素
变坡点里程桩号(K1、K2等)
变坡点高程(H1、H2等)
竖曲线半径(R)
变坡点前坡度(i1)
变坡点后坡度(i2)
计算要素
凹凸型判断:根据前坡度i1和后坡度i2的正负判断凹凸型(凸型或凹型)
转坡角(α):α = i1 - i2
竖曲线长(L):L = R * α
切线长(T):T = L / 2
外矢距(E):E = T^2 / (2R)
待求点到变坡点距离(D):D = |K2 - K1|
曲线起终点桩号:
起点:K1 - T
终点:K2 + T
任意点切线标高(Hi):Hi = H1 ± D * i1(取绝对值)
任意点设计标高(Hi'):
凸型:Hi' = Hi - (K2 - Hi) * i1 - 修正值
凹型:Hi' = Hi + (K2 - Hi) * i2 + 修正值
编程实现
使用编程语言(如Python、Excel VBA等)实现上述计算公式
输入变坡点里程、高程、半径等要素
调用函数或公式计算其他要素
输出结果
```python
def calculate_vertical_curve_elements(K1, H1, R, i1, i2):
判断凹凸型
if i1 * i2 < 0:
curve_type = "凹型"
else:
curve_type = "凸型"
计算转角
alpha = i1 - i2
计算竖曲线长
L = R * abs(alpha)
计算切线长
T = L / 2
计算外矢距
E = T2 / (2 * R)
计算待求点到变坡点距离
D = abs(K2 - K1)
计算曲线起终点桩号
start_point = K1 - T
end_point = K2 + T
计算任意点切线标高
Hi = H1 + D * abs(i1)
计算任意点设计标高
if curve_type == "凸型":
Hi_prime = Hi - (K2 - Hi) * abs(i1) -修正值
else:
Hi_prime = Hi + (K2 - Hi) * abs(i2) +修正值
return {
"curve_type": curve_type,
"alpha": alpha,
"L": L,
"T": T,
"E": E,
"D": D,
"start_point": start_point,
"end_point": end_point,
"Hi": Hi,
"Hi_prime": Hi_prime
}
示例输入
K1 = 1000
H1 = 100
R = 200
i1 = 0.05
i2 = -0.03
计算结果
result = calculate_vertical_curve_elements(K1, H1, R, i1, i2)
print(result)
```
请注意,上述代码中的`修正值`需要根据具体工程要求进行设置。此外,可以根据需要调整输入和输出的格式。