圆曲线 · 本地计算

圆曲线要素计算器

从半径与转角、弧长或长弦计算圆曲线要素,明确角度格式,核对几何关系并保存完整结果。

阅读操作指南 ↓

计算简单圆曲线要素

本地计算 · 0 < 转角 < 180° · 单一固定半径

十进制输入最多 12 位小数、绝对值不超过 10¹²。度分秒用空格,如 86 28 0;86.28 表示十进制度。不处理缓和曲线、复曲线或经纬度。

从设计条件到可复核结果

原创情境配图,不作为尺寸或实测依据。

先核对曲线形状

先在上方工具核对条件,再结合下方说明检查结果。

橄榄园中的弧形道路

区分弧长与长弦

先在上方工具核对条件,再结合下方说明检查结果。

金属圆弧模板与连接端点的直铜条

操作与方法说明

操作与复核指南

明确输入含义,保留计算条件,再使用导出结果。

先确定是哪一组已知条件

圆曲线要素计算用于核对单一半径的简单圆曲线。先选择“半径+转角”“半径+弧长”或“半径+长弦”,再填写对应数值。长度为90、转角为90°和长弦为90,代表不同的几何条件。建议对照设计图上的曲线表录入,并保留图纸版本。工具只进行几何运算,不判断道路半径是否满足车辆通行、视距或其他设计要求。

转角不要把度分秒当成小数

中文测量资料常把角度写成86°28′。在本工具中应选度分秒格式,输入86 28 0;十进制度模式下的86.28是86.28°,不是86°28′。分和秒均须小于60。也可选择弧度输入,切换格式只改变解释方式,不会自动换算文本框里的数值。

这里的转角是整段圆曲线的圆心角,不是起点切线与长弦之间的偏角,更不是某条方向相对坐标北的方位角。要素复核不需要起点坐标或方位角,因为平移、旋转整条曲线不会改变弧长与切线长。

切线长、弧长与长弦分别量在哪里

弧长L沿圆弧累计,长弦C直接连接直圆点ZY和圆直点YZ。切线长T从切线交点JD沿切线量到ZY或YZ。外矢距E是JD到曲中点QZ的距离,中矢距M是长弦中点到QZ的距离。因此,外矢距与中矢距不能混用,弧长也不能直接当作端点间平距。

结果表同时列出计算值和公式,便于回到图纸逐项核对。下方图形采用归一化半径,固定起点朝北、向右转,只用于理解曲线形状、直弦和切线方向,不能在图上量取工程尺寸。页面照片是情境配图,不是实测几何依据。

单位必须在输入前统一

半径、弧长或长弦应统一为米、英尺或美制测量英尺。单位下拉框负责标记,不负责转换数值。若原图使用英尺,而工作坐标使用米,应先正确换算长度并记录过程。角度不随长度单位改变。

还应检查半径属于路线中心线、路缘还是其他同心偏移线。同一个转角配不同半径会得到不同的弧长和切线长。软件无法从一个数字判断它对应哪条设计线,下载报告里的已知条件正是为了帮助复核这个问题。

用公开算例检查录入

示例按钮载入WSDOT公开手册算例:半径500英尺,转角86°28′。原书切线长舍入到470.08英尺,弧长舍入到754.56英尺。本工具计算保留更多位数,核对时应在相同精度下比较。该例是公开教学算例,不是本站采集的现场点位。

另可用半径100、转角90°进行快速核对:切线长应为100,弧长约157.079633,长弦约141.421356。将足够精度的弧长或长弦改填到另一种模式,应能还原原来的转角;若先把长度大幅舍入,还原结果略有差异是正常的输入精度影响。

不支持的条件会明确提示

本版只接受大于0°且小于180°的普通圆曲线。半径和已知长度均须为正;长弦必须小于直径,弧长必须小于该半径对应的半圆弧长。不能把任意两个参数都视为唯一可解,也不计算缓和曲线、复曲线或竖曲线。

十进制输入最多12位小数,绝对值不超过10¹²。很小的转角会产生很小的中矢距,计算采用等价的正弦平方形式减少数值抵消。三角函数仍受浮点精度限制,显示更多小数位不等于提高施工精度。接近180°时切线长与外矢距迅速增大,应重新核实原图。

保存复核过程,再生成放样点

CSV适合保存要素清单和单位,JSON保留原始输入、完整计算值、时间与软件版本。修改条件会隐藏旧结果,需重新计算,避免把上一组结果误当作当前结果。恢复按钮可找回最近一次成功输入,清空按钮移除本次数据。计算在浏览器本地完成。

当要素确认后,可转到圆曲线放样坐标工具,补充ZY的E/N坐标、前进切线方位角、左右转向、起始桩号及弧长间距。要素核对和坐标生成分别解决形状与位置问题,不能仅凭半径和转角推断现场坐标。

常见问题

围绕实际输入、计算与交付中的问题。

已知半径和转角,怎样求圆曲线要素?

选择半径+转角,明确角度格式和长度单位,再计算。结果给出弧长、长弦、切线长、外矢距与中矢距,并保留已知条件供核对。

弧长和长弦为什么不一样?

弧长沿圆弧累计,长弦是两端点之间的直线距离。本页支持的非零圆曲线中,长弦短于弧长,不能互相代填。

已知半径和长弦可以求转角吗?

可以,但本版限定小于180°的圆弧,长弦须大于0且小于直径。不满足条件时会报错,不猜测其他分支。

外矢距就是中矢距吗?

不是。外矢距从切线交点到曲中点,中矢距从长弦中点到曲中点,两者起算位置不同。

86.28能表示86度28分吗?

不能。十进制度模式下它是86.28°;86°28′应在度分秒模式输入86 28 0。

能计算缓和曲线或任意两个参数吗?

不能。本版只支持包含半径的三组指定输入,以及固定半径的简单圆曲线。