background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 1 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

1.

 

Dane 

Droga klasy technicznej G 1/2 , Vp = 60 km/h poza terenem zabudowanym 

Prędkość miarodajna:  Vm = 90 km/h (Vm = 100 km/h dla krętości trasy = 53,40 °/km 

i dla drogi o szerokości jezdni 7,0 m bez utwardzonych poboczy – 

zredukowano do wartości Vm = 90 km/h z uwagi na zapis w §13 

pkt. 2 Dz.U.99.43.430) 

 

Pomiar trasy: 

|AB| = 526,22 m 

|BC| = 759,36 m 

|CD| = 520,21 m 

 

Kąty zwrotu trasy: 

γ

1

 = 38,24 ° 

γ

2

 = 52,69 ° 

B

C

D

A

 

Rys. 1. 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 2 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

2.

 

Zaprojektowano dwa łuki poziome o następujących danych 

R

min

 = 200,00 m (i = 7%) 

R

1

 = 600,00 m 

R

2

 = 500,00 m 

i

1

 = 5% 

i

2

 = 6%  

T

1

 = 





· 





 600 · 

,



 = 208,00 m 

T

2

 = 





· 





 500 · 

,



 = 247,60 m 

Ł

1

 = 

·

·

°



· ·,

°

 = 400,45 m 

Ł

2

 = 

·

·

°



··,

°

 = 459,81 m 

C

A

D

B

 

Rys. 2. 

3.

 

Zestawienie długości trasy (przed wpisaniem krzywych przejściowych) 

PPT  = 0,00 m 

km 7+200,00 

PŁK

1

  = |AB| – T

1

 = 526,22 – 208,00 = 318,22 m 

km 7+518,22 

SŁK

1

  = PŁK

1

 + 0,5 · Ł

1

 = 318,22 + 0,5 · 400,45 = 518,45 m 

km 7+718,45 

KŁK

1

  = PŁK

1

 + Ł

1

 = 318,22 + 400,45 = 718,67 m 

km 7+918,67 

PŁK

2

  = KŁK

1

 + (|BC| – T

1

 – T

2

) = 718,67 + (759,36 – 208,00 – 247,60 m) = 1022,43 m 

km 8+222,43 

SŁK

2

  = PŁK

2

 + 0,5 · Ł

2

 = 1022,43 + 0,5 · 459,81 = 1252,34 m 

km 8+452,34 

KŁK

2

  = PŁK

2

 + Ł

2

 = 1022,43 + 459,81 = 1482,24 m 

km 8+682,24 

KPT  = KŁK

2

 + (|CD| – T

2

) = 1482,24 + (520,21 – 247,60) = 1754,85 m 

km 8+954,85 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 3 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

4.

 

Projektowanie układu klotoid symetrycznych nr 1a i 1b dla łuku poziomego nr 1 

4.1.

 

Ustalenie parametru A

1

 

 

warunek  dynamiki:  „Klotoida  powinna  być  na  tyle  duża,  aby  przyrost 

przyspieszenia nie następował zbyt szybko.” 

a

V

A

3

p

1

w

 

gdzie: 

V

p

  - prędkość projektowa, V

p

 = 70 km/h = 

19,44 m/s

a  - przyrost przyspieszenia dośrodkowego, 

dla V

p

 = 70 km/h wg Dz.U. nr 43 poz. 430 odczytano 

a = 0,6 m/s

stąd obliczono: 

65

,

110

6

,

0

44

,

19

A

3

1

w

=

 

 

warunek geometrii: „Suma katów zwrotu obu klotoid łuku nie może być większa od 

kąta  zwrotu  trasy,  gdyż  nie  byłaby  zachowana  geometryczna  ciągłość  łuku.  Gdy 

suma  katów  klotoid  równa  jest  kątowi  zwrotu  trasy,  klotoidy  stykają  się  (brak 

części łukowej) tworząc krzywą zwaną biklotoidą.” 

γ

R

A

2

w

 

R

1

 = 600 m; 

γ

1

 = 38,24º = 0,6674 rad 

stąd obliczono: 

17

,

490

6674

,

0

600

A

2

w

=

 

 

warunek  estetyki:  „

Warunek  został  ustalony  na  podstawie  oceny  istniejących  odcinków 

dróg.  Stwierdzono,  że  klotoidy  o  kątach  zwrotu  od  3°  do  30°

 

dają  najlepszą  optyczną 

płynność trasy.

” 

R

A

R

3

1

3

w

 

stąd obliczono: 

00

,

600

A

00

,

200

3

w

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 4 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

 

warunek  minimalnego  odsunięcia  od  stycznej:  „

Odsunięcie  łuku  kołowego  powinno 

być zauważalne dla kierowcy.

” 

4

min

3

4

w

H

R

24

A

 

H

min

 = 0,5 m (dopuszczalne 0,2 m) 

przyjęto: H

min

 = 0,5 m 

stąd obliczono: 

64

,

225

5

,

0

600

24

A

4

3

4

w

=

  

 

warunek proporcji krzywych: „

Ze względu na płynność trasy między długością klotoid a 

długością łuku kołowego powinna zachodzić odpowiednia proporcja.

” 

1

n

R

Ł

A

1

n

R

Ł

5

w

+

+

 

gdzie: n

zalecane

 = 1 do 2, n

dopuszczalne

 = 0,5 do 4 

przyjęto: n = 1 ÷ 2 

stąd obliczono:

1

1

600

45

,

400

A

1

2

600

45

,

400

5

w

+

+

   

 

60

,

346

A

00

,

283

5

w

 

Tabela 4.1.  Zestawienie obliczonych przedziałów wartości parametru A

1

 

110,65 ≤ 

A

w1 

 

 

A

w2 

 490,17 

200,00 ≤ 

A

w3 

 600,00 

225,64 ≤ 

A

w4 

 

283,00  

A

w5 

 346,60 

 

Analizując wszystkie powyższe obliczenia przyjęto wartość parametru 

A

1

 = 300,00 m 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 5 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

4.2.

 

Dla  obliczonego  parametru  A

1

  odczytano  z  tablic  wartości  elementów  klotoidy 

jednostkowej i przeliczono je na wartości rzeczywiste 

 

Ustalenie parametru wejściowego do tablic 











300

600

 0,500 

 

Odczytanie  z  tablic  Lipińskiego  wartości  elementów  klotoidy  jednostkowej  nr  1 

i obliczenie wartości rzeczywistych 

Tabela 4.2.  Wartości klotoidy jednostkowej i obliczenie wartości rzeczywistych 

Wartości klotoidy 

jednostkowej 

Wartości rzeczywiste szukanej klotoidy 

(wielkości 

liniowe

 x A

1

τ

1

 = 7º 09’ 43’’ 

τ

1

 = 7,1619º 

(przeliczone na wartość dziesiętną)

 

x

1

 = 0,499219 

X

1

 = 149,7657 m 

y

1

 = 0,020810 

Y

1

 = 6,2430 m 

x

s1

 = 0,249870 

X

s1

 = 74,9610 m 

h

1

 = 0,005206 

H

1

 = 1,5618 m 

l

1

 = 0,500000 

L

1

 = 150,0000 m 

(długość zaprojektowanej klotoidy)

 

 

4.3.

 

Kreślenie układu klotoid symetrycznych nr 1a i 1b dla łuku poziomego nr 1 

τ

α

τ

γ

γ

 

Rys. 3. Przypadek łuku poziomego z symetrycznymi klotoidami 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 6 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

4.3.1.

 

Przesuwamy łuk kołowy o wartość H

1

 prostopadle od obu stycznych trasy (łuk po 

przesunięciu 

musi mieć tą samą wartość promienia!!!

H

1

 = 1,5618 m (prostopadle od obu stycznych) 

 

 

∆   

 ∆ 

 

 

 

 

 ∆ 

 

 

∆   

 

 

Rys. 4. 

 

4.3.2.

 

Obliczamy wartość nowej stycznej T

1’

 (wg rys. 3) 

ଵᇱ

  

 

 · 



2

  600   1,5618 · 

38,24

2

 208,54  

4.3.3.

 

Obliczamy wartość przesunięcia poziomego 

∆∆∆∆

1111

 

ଵᇱ

 208,54  208,00  0,54  

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 7 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

4.3.4.

 

Odmierzamy na rysunku wartości X

s1

 oraz 0,5·H

1

 ; X

1

 oraz Y

1

 (z tabeli nr 4.2) 

W ten sposób wyznaczamy trzy główne punkty projektowanej klotoidy: 

 

początek (PKP) – wyznacza go początek X

s1

 

 

ś

rodek (SKP) – wyznacza go odcięta X

s1

 oraz rzędna 0,5·H

1

 

 

koniec (KKP) – wyznacza go odcięta X

1

 oraz rzędna Y

1

 

∆ 

 ∆ 

B

P

K

P

1

b

S

K

P

1

b

K

Ł

K

 /

 K

K

P

1

b

PK

P

1

a

S

K

P

1

a

K

K

P

1

a

 / 

K

 

Rys. 5. 

4.3.5.

 

Odczytujemy z tablic punkty pośrednie (zakładając krok wartości „l”) i tyczymy 

kolejne punkty klotoidy metodą rzędnych i odciętych od PKP (z obu stron) 

L [m] = l · A 

X [m] = x · A 

Y [m] = y · A 

0,050 

0,050000 

0,000021 

15,0000 

15,0000 

0,0063 

0,100 

0,100000 

0,000167 

30,0000 

30,0000 

0,0501 

0,150 

0,149998 

0,000562 

45,0000 

44,9994 

0,1686 

0,200 

0,199992 

0,001333 

60,0000 

59,9976 

0,3999 

74,9610 = Xs 

0,7809 = 0,5H 

0,250 

0,249976 

0,002604 

75,0000 

74,9928 

0,7812 

0,300 

0,299939 

0,004499 

90,0000 

89,9817 

1,3497 

0,350 

0,349869 

0,007144 

105,0000 

104,9607 

2,1432 

0,400 

0,399744 

0,010662 

120,0000 

119,9232 

3,1986 

0,450 

0,449539 

0,015176 

135,0000 

134,8617 

4,5528 

0,500 

0,499219 

0,020810 

150,0000 = L 

149,7657 = X 

6,2430 = Y 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 8 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

S

K

P

1

a

K

K

P

1

a

 

/ P

ŁK

PK

P

1

a

X  [m]

Y [m]

1.

15,0000

0,0063

2.

30,0000

0,0501

3.

44,9994

0,1686

4.

59,9976

0,3999

5.

74,9610 = Xs

1

0,7809 = 0,5H

1

6.

74,9928

0,7812

7.

89,9817

1,3497

8.

104,9607

2,1432

9.

119,9232

3,1986

10.

134,8617

4,5528

11.

149,7657 = X

1

6,2430 = Y

1

 

Rys. 6.  

Po obustronnym wpisaniu krzywych (odbicie lustrzane – symetria) otrzymujemy rozwiązanie 

zadania – układ klotoid symetrycznych nr 1a i 1b dla łuku poziomego nr 1 (rys. 7) 

P

K

P

1

b

S

K

P

1

b

K

Ł

K

 /

 K

K

P

1

b

B

P K

P

1

a

K

K

P

1

a

 

/  P

Ł K

S

K

P

1

a

 

Rys. 7. 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 9 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

4.3.6.

 

Obliczamy długość klotoid nr 1a i 1b  (z podstawowego wzoru klotoidy) 

L



A

R



300

600

 150,00 m 

 

4.3.7.

 

Obliczamy styczną T

01

 układu krzywa przejściowa – łuk poziomy (wg rys. 3) 

଴ଵ

ଵᇱ

 

௦ଵ

 ∆

 

௦ଵ

  208,54   74,9610  283,50  

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 10 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

5.

 

Projektowanie układu klotoid niesymetrycznych nr 2 i 3 dla łuku poziomego nr 2 

5.1.

 

Ustalenie parametru A

2

 i A

3

 

 

warunek  dynamiki:  „Klotoida  powinna  być  na  tyle  duża,  aby  przyrost 

przyspieszenia nie następował zbyt szybko.” 

a

V

A

3

p

1

w

 

gdzie: 

V

p

  - prędkość projektowa, V

p

 = 70 km/h = 

19,44 m/s

a  - przyrost przyspieszenia dośrodkowego, 

dla V

p

 = 70 km/h wg Dz.U. nr 43 poz. 430 odczytano 

a = 0,6 m/s

stąd obliczono: 

65

,

110

6

,

0

44

,

19

A

3

1

w

=

 

 

warunek geometrii: „Suma katów zwrotu obu klotoid łuku nie może być większa od 

kąta  zwrotu  trasy,  gdyż  nie  byłaby  zachowana  geometryczna  ciągłość  łuku.  Gdy 

suma  katów  klotoid  równa  jest  kątowi  zwrotu  trasy,  klotoidy  stykają  się  (brak 

części łukowej) tworząc krzywą zwaną biklotoidą.” 

γ

R

A

2

w

 

R

2

 = 500 m; 

γ

2

 = 52,69º = 0,9196 rad 

stąd obliczono: 

48

,

479

9196

,

0

500

A

2

w

=

 

 

warunek  estetyki:  „

Warunek  został  ustalony  na  podstawie  oceny  istniejących  odcinków 

dróg.  Stwierdzono,  że  klotoidy  o  kątach  zwrotu  od  3°  do  30°

 

dają  najlepszą  optyczną 

płynność trasy.

” 

R

A

R

3

1

3

w

 

stąd obliczono: 

00

,

500

A

67

,

166

3

w

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 11 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

 

warunek  minimalnego  odsunięcia  od  stycznej:  „

Odsunięcie  łuku  kołowego  powinno 

być zauważalne dla kierowcy.

” 

4

min

3

4

w

H

R

24

A

 

H

min

 = 0,5 m (dopuszczalne 0,2 m) 

przyjęto: H

min

 = 0,5 m 

stąd obliczono: 

80

,

196

5

,

0

500

24

A

4

3

4

w

=

   

 

warunek proporcji krzywych: „

Ze względu na płynność trasy między długością klotoid a 

długością łuku kołowego powinna zachodzić odpowiednia proporcja.

” 

1

n

R

Ł

A

1

n

R

Ł

5

w

+

+

 

gdzie: n

zalecane

 = 1 do 2, n

dopuszczalne

 = 0,5 do 4 

przyjęto: n = 1 ÷ 2 

stąd obliczono:

1

1

500

81

,

459

A

1

2

500

81

,

459

5

w

+

+

   

 

05

,

339

A

83

,

276

5

w

 

Tabela 5.1.  Zestawienie obliczonych przedziałów wartości parametru A

i A

3

 

110,65 ≤ 

A

w1 

 

 

A

w2 

 479,48 

166,67 ≤ 

A

w3 

 500,00 

196,80 ≤ 

A

w4 

 

276,83  

A

w5 

 339,05 

 

Analizując wszystkie powyższe obliczenia przyjęto wartość parametru 

A

2

 = 290,00 m 

dla klotoidy nr 2 i wartość parametru 

A

3

 = 325,00 m dla klotoidy nr 3. 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 12 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

5.2.

 

Dla obliczonych parametrów A

i A

3

 odczytano z tablic wartości elementów klotoid 

jednostkowych i przeliczono je na wartości rzeczywiste 

 

Ustalenie parametru wejściowego do tablic 











290

500

 0,580 











325

500

 0,650 

 

Odczytanie  z  tablic  Lipińskiego  wartości  elementów  klotoidy  jednostkowej  nr  2 

i obliczenie wartości rzeczywistych 

Tabela 5.2.  Wartości klotoidy jednostkowej nr 2 i obliczenie wartości rzeczywistych 

Wartości klotoidy 

jednostkowej 

Wartości rzeczywiste szukanej klotoidy 

(wielkości 

liniowe

 x A

2

τ

2

 = 9º 38’ 14’’ 

τ

2

 = 9,6372º 

(przeliczone na wartość dziesiętną)

 

x

2

 = 0,578361 

X

2

 = 167,7247 m 

y

2

 = 0,032453 

Y

2

 = 9,4114 m 

x

s2

 = 0,289727 

X

s2

 = 84,0208 m 

h

2

 = 0,008122 

H

2

 = 2,3554 m 

l

2

 = 0,580000 

L

2

 = 168,2000 m 

(długość zaprojektowanej klotoidy)

 

 

Odczytanie  z  tablic  Lipińskiego  wartości  elementów  klotoidy  jednostkowej  nr  3 

i obliczenie wartości rzeczywistych 

Tabela 5.3.  Wartości klotoidy jednostkowej nr 3 i obliczenie wartości rzeczywistych 

Wartości klotoidy 

jednostkowej 

Wartości rzeczywiste szukanej klotoidy 

(wielkości 

liniowe

 x A

3

τ

3

 = 12º 06’ 13’’ 

τ

3

 = 12,1036º 

(przeliczone na wartość dziesiętną)

 

x

3

 = 0,647105 

X

3

 = 210,3091 m 

y

3

 = 0,045625 

Y

3

 = 14,8281 m 

x

s3

 = 0,324517 

X

s3

 = 105,4680 m 

h

3

 = 0,011424 

H

3

 = 3,7128 m 

l

3

 = 0,650000 

L

3

 = 211,2500 m 

(długość zaprojektowanej klotoidy)

 

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 13 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

5.3.

 

Kreślenie układu klotoid niesymetrycznych nr 2 i 3 dla łuku poziomego nr 2 

τ

α

τ

γ

γ

 

UWAGA: 

Wartości  T

s2’ 

oraz  T

s3’

  mogą  być  mniejsze  od  T

2

  (ujemne  delty) 

w zależności od kąta zwrotu 

γ

 oraz wartości przesunięć łuku H

2

 i H

3

  

Rys. 8. Przypadek łuku poziomego z niesymetrycznymi klotoidami 

5.3.1.

 

Przesuwamy  łuk  kołowy  o  wartość  H

2

  i  H

3

  prostopadle  od  obu  stycznych  trasy 

(łuk po przesunięciu 

musi mieć tą samą wartość promienia!!!

H

2

 = 2,3554 m 

H

3

 = 3,7128 m 

 

C

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 14 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

 

 

 

 

Rys. 9. 

5.3.2.

 

Obliczamy  wartości  stycznych  T

s2’

  oraz  T

s3’

  oraz  wartości  przesunięcia 

poziomego 

∆∆∆∆

2

    

i

 ∆

 ∆

 ∆

 ∆

3

 (wg rys. 9) 



௦ଶᇱ

 

 ∆

 

 









sin 

 

2,3554

 52,69°



3,7128

sin  52,69°

 ,  



௦ଶᇱ

 

 ∆

 247,60  2,87  250,47  



௦ଷᇱ

 

 ∆

 

 









sin 

 

3,7128

 52,69°



2,3554

sin  52,69°

 !, "# 



௦ଷᇱ

 

 ∆

 247,60  0,13  247,73  

 

5.3.3.

 

Odmierzamy na rysunku wartości T

s2’

 oraz X

s2

 ; 0,5·H

2

 ; X

2

 oraz Y

2

 (z tabeli 5.2) 

oraz wartości T

s3’

 oraz X

s3

 ; 0,5·H

3

 ; X

3

 oraz Y

3

 (z tabeli 5.3) 

W ten sposób wyznaczamy trzy główne punkty projektowanej klotoidy: 

 

początek (PKP) – wyznacza go początek X

s

 

 

ś

rodek (SKP) – wyznacza go odcięta X

(T

s’

) oraz rzędna 0,5·H 

 

koniec (KKP) – wyznacza go odcięta X oraz rzędna Y 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 15 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

KŁ K

2

 / P

KP

3

PK

P

3

SK

P

3

K

K

P

2

 

/

 

P

Ł

K

2

S

K

P

2

P

K

P

2

C

 

Rys. 10. 

5.3.4.

 

Odczytujemy z tablic punkty pośrednie (zakładając krok wartości „l”) i tyczymy 

kolejne punkty obu klotoid metodą rzędnych i odciętych od PKP 

klotoida nr 2, A = 290,00 m 

L [m] = l · A 

X [m] = x · A 

Y [m] = y · A 

0,050 

0,050000 

0,000021 

14,5000 

14,5000 

0,0061 

0,100 

0,100000 

0,000167 

29,0000 

29,0000 

0,0484 

0,150 

0,149998 

0,000562 

43,5000 

43,4994 

0,1630 

0,200 

0,199992 

0,001333 

58,0000 

57,9977 

0,3866 

0,250 

0,249976 

0,002604 

72,5000 

72,4930 

0,7552 

84,0208 = Xs 

1,1777 = 0,5H 

0,300 

0,299939 

0,004499 

87,0000 

86,9823 

1,3047 

0,350 

0,349869 

0,007144 

101,5000 

101,4620 

2,0718 

0,400 

0,399744 

0,010662 

116,0000 

115,9258 

3,0920 

0,450 

0,449539 

0,015176 

130,5000 

130,3663 

4,4010 

0,500 

0,499219 

0,020810 

145,0000 

144,7735 

6,0349 

0,550 

0,548743 

0,027684 

159,5000 

159,1355 

8,0284 

0,580 

0,578361 

0,032453 

168,2000 = L 

167,7247 = X 

9,4114 = Y 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 16 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

P

K

P

2

S

K

P

2

2

 

/

 

P

Ł

K

2

X  [m]

Y  [m]

1.

14,5000

0,0061

2.

29,0000

0,0484

3.

43,4994

0,1630

4.

57,9977

0,3866

5.

72,4930

0,7552

6.

84,0208 = Xs

2

1,1777 = 0,5H

2

7.

86,9823

1,3047

8.

101,4620

2,0718

9.

115,9258

3,0920

10.

130,3663

4,4010

11.

144,7735

6,0349

12.

159,1355

8,0284

13.

167,7247 = X

2

9,4114 = Y

2

Rys. 11. 

 

klotoida nr 3, A = 325,00 m 

L [m] = l · A 

X [m] = x · A 

Y [m] = y · A 

0,050 

0,050000 

0,000021 

16,2500 

16,2500 

0,0068 

0,100 

0,100000 

0,000167 

32,5000 

32,5000 

0,0543 

0,150 

0,149998 

0,000562 

48,7500 

48,7494 

0,1827 

0,200 

0,199992 

0,001333 

65,0000 

64,9974 

0,4332 

0,250 

0,249976 

0,002604 

81,2500 

81,2422 

0,8463 

0,300 

0,299939 

0,004499 

97,5000 

97,4802 

1,4622 

105,4680 = Xs  1,8564 = 0,5H 

0,350 

0,349869 

0,007144 

113,7500 

113,7074 

2,3218 

0,400 

0,399744 

0,010662 

130,0000 

129,9168 

3,4652 

0,450 

0,449539 

0,015176 

146,2500 

146,1002 

4,9322 

0,500 

0,499219 

0,020810 

162,5000 

162,2462 

6,7633 

0,550 

0,548743 

0,027684 

178,7500 

178,3415 

8,9973 

0,600 

0,598059 

0,035917 

195,0000 

194,3692 

11,6730 

0,650 

0,647105 

0,045625 

211,2500 = L 

210,3091 = X 

14,8281 = Y 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 17 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

X [m]

Y [m]

1.

16,2500

0,0068

2.

32,5000

0,0543

3.

48,7494

0,1827

4.

64,9974

0,4332

5.

81,2422

0,8463

6.

97,4802

1,4622

7.

105,4680 = Xs

3

1,8564 = 0,5H

3

8.

113,7074

2,3218

9.

129,9168

3,4652

10.

146,1002

4,9322

11.

162,2462

6,7633

12.

178,3415

8,9973

13.

194,3692

11,6730

14.

210,3091 = X

3

14,8281 = Y

3

SK

P

3

3

K

2

 / P

KP

3

 

Rys. 12.  

Po wpisaniu klotoid o parametrach A

2

 = 290 i A

3

 = 325 otrzymujemy rozwiązanie zadania – 

układ klotoid niesymetrycznych nr 2 i 3 dla łuku poziomego nr 3 (rys. 13) 

K Ł

K

2

 / P

K P

3

PK

P

3

S K

P

3

K

K

P

2

 

/

 

P

Ł

K

2

S

K

P

2

P

K

P

2

C

 

Rys. 13. 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 18 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

5.3.5.

 

Obliczamy długość klotoid nr 2 i 3 (z podstawowego wzoru klotoidy) 

L





A





R





290



500

 168,20 m 

L





A





R





325



500

 211,25 m 

 

5.3.6.

 

Obliczamy styczne T

02

 i T

03 

układu krzywa przejściowa – łuk poziomy (wg rys. 9) 





 



 



 



 ∆



 



  250,47  84,0208  334,49  





 



 



 



 ∆



 



  247,73  105,4680  353,20  

 

 

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 19 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

6.

 

Sprawdzenie możliwości współistnienia krzywych przejściowych nr 1b i nr 2 

C

P

K

P

2

S

K

P

2

K

K

P

2

 

/

 

P

Ł

K

2

S K

P

3

P K

P

3

K Ł K

2

  /   P

K P

3

S

K

P

1

a

K

K

P

1

a  

/  P

Ł K

1

P K

P

1

a

B

K

Ł

K

1

 /

 K

K

P

1

b

S

K

P

1

b

P

K

P

1

b

Rys. 14. 

 

T

01

 + T

02

 ≤ |BC| 

Jeżeli  warunek  nie  jest  spełniony  nie  ma  możliwości  wpisania  krzywych  nr  1b  i  nr  2 

(nachodzą  na  siebie).  Należy  wtedy  zmniejszyć  parametr  A  obu  tych  krzywych  lub 

pominąć je i zastosować pomiędzy łukami krzywą esową. 

283,50 + 334,49 = 

617,99 m < 759,36 m 

Warunek  spełniony  (odcinek  prosty  pomiędzy  punktami  PKP

1b

  oraz  PKP

2

  ma  długość 

141,37 m) stąd krzywe nr 1b i nr 2 nie nachodzą na siebie. 

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 20 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

7.

 

Obliczenie skrócenia trasy po wpisaniu krzywych przejściowych 

7.1.

 

Obliczenia długości łuku poziomego nr 1 po skróceniu 

Nowy kąt zwrotu łuku poziomego nr1: 





 



 2



 





 38,24  2 · 7,1619  23,9162° 

Ł

,



 



!



180°



600 · ! · 23,9162°

180°

 250,4499  

7.2.

 

Obliczenie długości łuku poziomego nr 2 po skróceniu 

Nowy kąt zwrotu łuku poziomego nr2: 





 



 



 



 





 52,69  9,6372  12,1036  30,9492° 

Ł

,



 



!



180°



500 · ! · 30,9492°

180°

 270,0827  

7.3.

 

Obliczenie skrócenia trasy 

"

 

 |$%|  



  Ł



 |%&|  



 



  Ł



 |&'|  







 526,22  208,00    400,45   759,36  208,00  247,60    459,81   520,21  247,60  

(



 )*+,, -+ . 





 ||  



   

 Ł

,

 

 ||  



 



   

 Ł

,

 

 ||  



 





 526,22  283,50    150,00   250,4499   150,00   759,36  283,50  334,49

 168,20   270,0827   211,25   520,21  353,20  

(



 )*+), /- . 

∆"  "

 

 "



 1754,85  1751,08  0, ** . 

 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 21 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

8.

 

Zestawienie długości trasy 

PPT 

= 0,00 m 

km 7+200,00 

PKP

1a

 

= |AB| – T

01

 = 526,22 – 283,50 = 242,72 m 

km 7+442,72 

SKP

1a

 

= PKP

1a

 + 0,5 · L

1

 = 242,72 + 0,5 · 150,00 = 317,72 m 

km 7+517,72 

KKP

1a

 / PŁK

1

 

= PKP

1a

 + L

1

 = 242,72 + 150,00 = 392,72 m 

km 7+592,72 

SŁK

1

 

= PŁK

1

 + 0,5 · Ł

1,nowy

 = 392,72 + 0,5 · 250,4499 = 517,95 m 

km 7+717,95 

KŁK

1

 / KKP

1b

 

= PŁK

1

 + Ł

1,nowy

 = 392,72 + 250,4499 = 643,17 m 

km 7+843,17 

SKP

1b

 

= KKP

1b

 + 0,5 · L

1

 = 643,17 + 0,5 · 150,00 = 718,17 m 

km 7+918,17 

PKP

1b

 

= KKP

1b

 + L

1

 = 643,17 + 150,00 = 793,17 m 

km 7+993,17 

PKP

2

 

= PKP

1b

 + (|BC| – T

01

 – T

02

) = 793,17 + (759,36 – 283,50 – 334,49) = 

 

= 793,17 + 141,37 = 934,54 m 

km 8+134,54 

SKP

2

 

= PKP

2

 + 0,5 · L

2

 = 934,54 + 0,5 · 168,20 = 1018,64 m 

km 8+218,64 

KKP

2

 / PŁK

2

 

= PKP

2

 + L

2

 = 934,54 + 168,20 = 1102,74 m 

km 8+302,74 

SŁK

2

 

= PŁK

2

 + 0,5 · Ł

2,nowy

 = 1102,74 + 0,5 · 270,0827 = 1237,78 m 

km 8+437,78 

KŁK

2

 / KKP

3

 

= PŁK

2

 + Ł

2,nowy

 = 1102,74 + 270,0827 = 1372,82 m 

km 8+572,82 

SKP

3

 

= KKP

3

 + 0,5 · L

3

 = 1372,82 + 0,5 · 211,25 = 1478,45 m 

km 8+678,45 

PKP

3

 

= KKP

3

 + L

3

 = 1372,82 + 211,25 = 1584,07 m 

km 8+784,07 

KPT 

= PKP

3

 + (|CD| – T

03

) = 1584,07 + (520,21 – 353,20) = 1751,08 m 

km 8+951,08 

 

 

background image

Przykład projektowania łuku poziomego nr 1 z symetrycznymi klotoidami, 

łuku poziomego nr 2 z niesymetrycznymi klotoidami 

Politechnika Białostocka - ZID 

- 22 - 

mgr inż. Marek Motylewicz 

9.

 

Wytyczenie hektometrów na osi trasy 

D

C

B

K PT

A

P

P

T

S

Ł

K

2

S

Ł

K

1

P

K

P

1

b

S

K

P

1

b

K

Ł

K

1

  /

  K

K

P

1

b

P

K

P

1

a

K

K

P

1

/   P

Ł K

1

S

K

P

1

a

K

Ł K

2

 /  

PK

P

3

PK P

3

S K

P

3

K

K

P

2  

/

 

P

Ł

K

2

S

K

P

2

P

K

P

2

 

Rys. 15.