复曲线是由两个和两个以上不同半径的同向圆曲线和缓和曲线相互衔接而成的曲线,一般多用于地形较复杂的地区。
不设缓和曲线的复曲线,一般仅由两个不同半径的同向圆曲线相互衔接而成。
图2.6.1 切基线法测设复曲线
在测设时,必须先定出其中一个圆曲线的半径,该曲线称为主曲线,另一个圆曲线称为副曲线。副曲线的半径则通过主曲线半径和测量的有关数据求得。
切基线法实际上是虚交切基线,只是两个圆曲线的半径不相等。如图2.6.1所示,主、副曲线的交点为 A 、 B 两曲线相接于公切点GQ点。将经纬仪分别安置于 A 、 B 两点,测算出转角 α 1 、 α 2 ,用测距仪或钢尺往返丈量得到 A 、 B 两点的距离。在选定主曲线的半径 R 1 后,即可按以下步骤计算副曲线的半径 R 2 及测设元素:
①根据主曲线的转角 α 1 和半径 R 1 ,计算主曲线的测设元素 T 1 、 L 1 、 E 1 、 D 1 。
②根据基线 AB 的长度和主曲线切线长 T 1 ,计算副曲线的切线长 T 2 。
③根据副曲线的转角 α 2 和切线长 T 2 ,计算副曲线半径 R 2 。
④根据副曲线的转角 α 2 和半径 R 2 ,计算副曲线的测设元素 T 2 、 L 2 、 E 2 、 D 2 。
⑤主点里程计算采用前述方法。
测设曲线时,由 A 沿切线方向向后量 T 1 得ZY点;沿 AB 方向向前量 T 1 得GQ点;由 B 点沿切线方向向前量 T 2 得YZ点。曲线的详细测设仍可用前述的有关方法。
如图2.6.2所示,设定 A 、 C 分别为曲线的起点和公切点,目的是确定曲线的终点 B 。其具体测设方法如下:
①在 A 点安置仪器,观测弦切角 I 1 ,根据同弧段两端弦切角相等的原理,则得主曲线的转角为: α 1 =2 I 1 。
②设 B′ 点为曲线终点 B 的初测位置,在 B′ 点安置仪器观测出弦切角 I 3 ,同时在切线上 B 点的估计位置前后打下骑马桩 a 、 b 。
图2.6.2 弦基线法测设复曲线
③在 C 点安置仪器,观测出 I 2 。由图2.6.2可知,复曲线的转角 α 2 = I 2 - I 1 + I 3 。旋转照准部照准 A 点,将水平度盘读数配置为00°00′00″后倒镜,顺时针拨水平角( α 1 + α 2 )/2=( I 1 + I 2 + I 3 )/2。此时,望远镜的视线方向即为弦 CB 的方向,交骑马桩 a 、 b 的连线于 B 点,即确定曲线的终点。
④用全站仪或钢尺往返丈量得到 AC 和 CB 的长度,并由此计算主、副曲线的半径 R 1 、 R 2 。
⑤由求得的主、副曲线半径和测算的转角分别计算主、副曲线的测设元素,然后仍按前述方法计算主点里程并进行测设。
如图2.6.3所示,设主、副曲线两端分别设有两段缓和曲线,其缓和曲线长分别为 l s1 、 l s2 。为使两不同半径的圆曲线在原公切点(GQ)直接衔接,两缓和曲线的内移值必须相等,即 p 主 = p 副 = p 。
由前述式(2.4.3)并顾及式(2.4.12)有:
如果 R 主 > R 副 ,则 C 1 > C 2 。因此,在选择缓和曲线长度时,必须使 C 2 ≥0.35 v 3 。对于已选定的 l s2 ,可得:
另外,从图2.6.3中可得关系式:
测设时,通过测得的数据 α 主 、 α 副 和 T 基 以及根据要求拟定的数据 R 主 、 l s1 采用式(2.6.5)反算 R 副 ,其中: ;采用式(2.6.5)反算副曲线缓和段长度 l s1 。主、副曲线的半径、转角和缓和段长度均已设定的情况下,可按前述方法进行测设元素及主点里程的计算。
图2.6.3 两边皆设缓和曲线的复曲线
中间设置有缓和曲线的复曲线,是指复曲线的两圆曲线间由缓和曲线段衔接过渡的曲线形式。一般在实地地形条件限制下,选定的主、副曲线半径相差悬殊超过1.5倍时采用。在实际工程测量中,应尽量避免采用这种曲线,在此不作介绍。