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[特长]:高速铁路工程技术、桥梁隧道、交通运输管理、高职教育等, [行业]:铁路、公路工程建设勘测/设计/施工/监理/维养/检测/加固等, [兼职]:铁道桥梁隧道专家、铁路监理工程师、湖南省综合评标专家、湖南省技校评估督导专家、桥隧检测与加固技术顾问, [外交]:铁路院校、湖南高校和技校、铁路/公路工程系统、旅游行业、湘粤比萨的同行和浏阳老乡等。

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罗世干:直线、圆曲线上斜交涵洞长度精确计算通用程序设计  

2010-11-26 19:16:37|  分类: 高职教育教改科研 |  标签: |举报 |字号 订阅

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直线、圆曲线上斜交涵洞长度精确计算通用程序设计

罗世干

湖南交通工程职业技术学院 ,湖南衡阳,421001 

 

摘要:将直线上斜交涵长计算归化为圆曲线上斜交涵长计算的一种特例,本文对其作了理论上的推导证明。并编写了计算程序。通过算例验证:计算程序的可靠有效的。

关键词:圆曲线,涵洞长度,标准化程序

 

1

有关直线、圆曲线上斜交涵洞长度的精确计算,在文献[1][2]中作了专题论述。在文献[3][4]中将其精确公式作了进一步简化,并汇编成相应的统一标准化程序,这在工程设计中得到广泛推广与应用。由此提出直线和圆曲线上斜交涵洞长度精确计算通用程序,这又是一种新的尝试。

针对上述提出的问题,本文作了一些探讨性工作,并准确地将直线上斜交涵长计算归化为圆曲线上斜交涵长计算的一种特例。本文对其作了理论上的推导证明。采用现代电子计算机科学计算技术,又在算例中得到充分的验证。有效地解决了直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的统一与标准化。其通用程序便于有关设计、施工单位推广与应用。

2 直线上斜交涵长计算标准化程序

2.1 计算简图

1 计算简图

                                  Fig.1  The figure of calculation

2.2 程序框图

程序框图如图2,其他的内容参见文献[1][3]

 

DATADN=

读入数据语句行号

输出已知数据:

 

 

转子程序

      

计算

 

 

 

  计算  

N=N,  j=-j ,    C =+

  

转子程序

输出

输出

假定L=?

     

m0=m1

进入子程序

 

 

     

 

 

m0=m1

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                  

                                                                  

                                                              

                      

                                                               

                      

                        

                      

                                                  

                      

                                                           

                                                           

                                                                                               

                                                          

                                                                                                 

 

                        

 1     

 

RETURN

结束

 

 

 

 

 

 

 

 


2

 

 

 

 

 

2  直线上斜交涵长计算标准化程序程序框图

Fig.2  The frame of standardized calculation procedure of culvert length

3 圆曲线上斜交涵长计算标准化程序

3.1 计算简图

 3 圆曲线上斜交涵长计算平、立面图

Fig.3 The ichnography and elevation of culvert length calculation in circle curve

3. 2程序框图

程序框图如图4,其他内容参见文献[2][4]

4 直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的统一

4.1 计算公式比较

由以上程序框图得知,直线和圆曲线上斜交涵洞长度计算程序中主程序相同,主要是两个子程序形式不一样,现列表进行比较,如表1所示。

1 直线和圆曲线上斜交涵长计算公式的比较

Table 1 The compare of culvert length calculation in circle curve and line

斜交涵洞长度计算程序简介

区别与联系

直线上公式 [1]

圆曲线上公式 [2]

假定L=

 

R→∞时,有

[x/R-y] 0

QT[1]=y-w

QT[2] =R-W-

QT[2]=

  

 QT[1](即证)

DQ=QT-8m1 m0=m2 If  DQ0  then let  m0=m1DQ= DQ/ m0+8

(双坡路基处理)相同

L- L0 ∣>0.002? 是!转①  ;否!RETURN(返回)

(判 别)相同

4.2 计算公式联系

由表1可见,当曲线半径R→∞时,圆曲线上斜交涵洞长度计算公式即可转化为直线上斜交涵长计算公式,这样直线上斜交涵洞长度计算全部归入圆曲线上斜交涵长计算程序中解决。亦即直线上斜交涵长计算公式是圆曲线上斜交涵长计算程序中的一种特例。由此直线和圆曲线上斜交涵长计算公式终于得到统一,其通用程序即圆曲线上斜交涵长计算标准化程序,如图4所示。其他内容参见文献[4]

 

 

DATADN=

读入数据语句行号

输出已知数据:

 

     

m0=m1

进入子程序

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                  

                                                                  

                                                             

C=-

 

                      

                                                               

输出

                      

计算

 

 

 

                        

假定L=?

                      

 

 

                                                  

转子程序

                      

                                                           

                                                           

      

                                                                                               

                                                          

     

                                                                                  

m0=m1

 


  计算  

N=N,  j=-j ,    C =+

  

                        

转子程序

输出

结束

 

 1     

 

RETURN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


4 圆曲线上斜交涵长计算标准化程序程序框图

Fig.4  The frame of standardized calculation procedure of culvert length

 

 

5

某线1-1.5m入口抬高式混凝土拱涵一座,位于直线地段,平面布置如图5所示,试计算上、下游涵长。其他已知资料为:路基边坡:上部8m11.5;下部为11.75;路基面宽:线路前进方向左侧为8.60m;右侧为6.40m。路肩标高:113.57m;涵中水面标高:95.19m;涵坡(涵中变坡):i=0.073i=0.041;出入口高度:h=3.65mh=2.90m

5 算例简图

Fig.5  The figure of calculation

分析题给有关资料,依据符号规则,(参考文献[3]、文献[4]),建立相应的数据语句。

帽石宽度:a=0.4m

帽石半长:d=1.15m

路基边坡:m1=1.5m2=1.75

斜交角:Θ0=450

路基填土高:h 0=113.57-95.19=18.38m

涵坡(取绝对值):i=0.073i=0.041

出入口高度:h=3.65mh=2.90m

路基面宽度(入口侧)W6.40m ; W8.60m ;

⑨ 线路坡度(入口端上坡):j0.012

这里利用通用程序,选择不用的曲线半径R计算得一组LL 的值,并于直线上斜交涵长精确公式的计算结果作比较。如表2.

2通用程序计算成果的误差分析表

Table 2 The error analysis calculation result

计算

公式

单 位

计 算 成 果

误 差 分 析

附 注

L

L

L

L

直线公式[1]

m

38.152

53.483

0.0000

0.000

精确值

通用程序

R105

m

38.156

53.472

0.0013

0.011

近似值

R106

m

38.152

53.482

0.0000

0.001

R107

m

38.152

53.483

0.0000

0.000

R108

m

38.152

53.483

0.0000

0.000

 

 

 

 

 

 

 

3 电算成果

Table 3 The calculation result

使

数据语句行号DN=?

单位

L

L

直线上斜交涵长计算式

700

θ0450,j1.2

h018.38m,a0.40m

m11.5,m21.75

i73%,i41%

h3.65mh2.90m ;

w6.40mw8.60m

m

38.152

53.483

程序[2]

R105

800

m

38.156

53.472

R106

810

m

38.152

53.482

R107

820

m

38.152

58.483

R108

830

m

38.152

58.483

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