surveying ii. (bsc) lecture 5 budapesti műszaki és gazdaságtudományi egyetem Általános- és...

23
Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Upload: brenda-cox

Post on 14-Jan-2016

215 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Surveying II. (BSc)

Lecture 5

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÁltalános- és Felsőgeodézia Tanszék

Setting out transition curves

Page 2: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Forces acting on a vehicle

mg

sinmg

cosmg

cosmg

sincos mgmg

Straight

Page 3: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

sinmgR

vm

2

Forces acting on vehicle

Vehicle in left curve

sincossincos

22

R

vmmgmg

R

vm

sincos2

mgR

vm

Page 4: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Driving in a curve

When R is sufficiently big, then the steering wheel does not need to be rotated too much.

Page 5: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

What hapens when R is not so big?

The car is driven along a transition

curve

Transition curve: a curve which changes its curvature

continuously.

Page 6: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Transition curves in practice: F1 racing line

Page 7: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

The Clothoid

1 R

1

RLp L

Page 8: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Determination of the parameter

Radius

Speed

Parameter

Page 9: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the centerline of roadworks – transition curve

straighttransition curveradial curvetransition curvestraight

Page 10: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

The geometry of the transition curve

L – length of transition curve (TC)R – radial curve offsetX,Y – coordinates of the endpoint of TC.

X0 – chainage of the center of radial curveTh – ‚long’ tangent lengthTr – ‚short’ tangent length – deflection angle of terminating tangent

RLp

Page 11: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Standard clothoid (p=100)

(source: Nemesdy: Útívkitűző zsebkönyv)

Page 12: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Computation of the length of curves:

1. Length of transition curve: L

2. Length of radial curve:

180

2RIHR

3. Length of the total curve:

RIHLIH 2

Page 13: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the characteristic points of curve (including transition curve)

Starting point of TC

Terminating point of TC = Starting point of RC

Terminating point of TC = Terminating point of RC

Starting point of TC

Page 14: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Starting point of TC (both)

1. can be computed from WCBs

2. Computation of the tangent length:

2

tan

RRt

tXT 0

3. Starting point can be set out by distance observation

Page 15: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the terminating point of TC (both)

1. X’ can be computed from the tangent length and the coordinates of theterminating point (table):

XTX 2. The terminating point can be

set out using offset surveys.

Page 16: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the terminating point – polar setting out (radiation)

1. X’ can be computed from the tangent length:

XTX

2. The setting out data (, r) can be computed using X’ és Y:

X

Y

YXr

arctan

' 22

Page 17: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the middle of the curve:

1. IK can be computed:

Radiation:

2

180 IK

2. rIK can be computed:

R

RRr

IKIK

sin

Page 18: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the middle point of the curve

1. x’IK can be computed:

Offset survey:

IKIKIK rx cos

2. yIK can be computed:

IKIKIK ry sin

Page 19: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the detail points on the curve:

From the staring point:

Page 20: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Standard clothoid (p=100)

(forrás: Nemesdy: Útívkitűző zsebkönyv)

Detail point coordinates (5m interval)

Page 21: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out the detail points of TC - radiation

From the corner point (S):

1. x’ can be computed:

xTx

2. The setting out data (, r) can be computed using X’ and Y:

i

ii

iii

x

y

yxr

arctan

' 22

Page 22: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Setting out characteristic and detail points using grid coordinates:

Let’s compute the grid coordinates of the terminating point:

1. The SiSi-1 WCB is computed from the grid coordinates of the corner points (intersection of the given tangents)

2. The WCB S-AV can be computed:

1iiSSAVS

3. The grid coordinates of AV can be computed using the 1st fundamental task of surveying:

AVSSAV

AVSSAV

rXX

rYY

cos

sin

Page 23: Surveying II. (BSc) Lecture 5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Setting out transition curves

Machine guidance