公路勘測設(shè)計講義第六章公路定線

1、第六章 公路定線 第一節(jié) 紙上定線 第二節(jié) 實地定線 第三節(jié) 紙上移線 公路定線的任務(wù)是按照已定的技術(shù)標準，在選線布局階段選定的路線帶范圍內(nèi)，結(jié)合細部地形、地質(zhì)條件，綜合考慮平、縱、橫三方面的合理安排，確定定出公路中線的確切位置。概 述公路定線方法紙上定線實地定線航測定線第一節(jié) 紙上定線紙上定線步驟：（一）定導向線（二）修正導向線，定平面試線 （一）定導向線第一節(jié) 紙上定線定導向線步驟擬訂方案紙上放坡定導向線 紙上放坡根據(jù)等高線間距h及平均縱坡i均（5%5.5%），計算相鄰等高線間距：a=h/i均，使卡規(guī)開度放到a，進行紙上放坡，如圖6-1。第一節(jié) 紙上定線圖6-1 紙上放坡示意圖 圖6-2為

2、某回頭曲線紙上定線實例，A、B、C、D為控制點，按上述方法放出坡度線A、a、b、c、d，D（圖中藍色線條）。 第一節(jié) 紙上定線圖6-2 紙上放坡定線示例 定導向線：分析研究坡度線A、a、b、c、d，D，檢查其利用地形和避讓障礙的情況，進一步移動線位確定中間的控制點。 如圖6-2，C處從陡巖中間穿過，B處有利的回頭地點也沒有利用上（偏低），如將兩處位置向上方移動，定B、C為中間控制點，既可分為AB、BC、CD三段，分別調(diào)整坡度重新放坡，得出A，a，b，c，d，D折線稱“導向線” （圖中紫色線條） 。第一節(jié) 紙上定線圖6-2 紙上放坡定線示例第一節(jié) 紙上定線（二）修正導向線，定平面試線 導向線仍是

3、條折線，應(yīng)根據(jù)控制點作修正導向線，然后用“以點連線，以線交點”的辦法定出平面試線，反復試線最后確定出交點，如圖6-2中紅實線。 為了使路線更為經(jīng)濟合理，可在平面試線的基礎(chǔ)上敷設(shè)曲線，確定中樁，做出縱斷面、橫斷面，然后在橫斷面上確定路中線的最佳位置，分別按不同性質(zhì)用不同符號繪于平面圖上，稱為二次導向線。再進一步根據(jù)第二次導向線對路線線位局部進行修改，最后定出線位，如圖6-2中綠色采用線。 第一節(jié) 紙上定線圖6-2 紙上放坡定線示例第一節(jié) 紙上定線 紙上定線的過程是一個反復試線、比較、逐步趨于完善的過程。定線時要在滿足標準的前提下結(jié)合自然條件，平、縱、橫綜合考慮，反復進行，直到滿足為止。第一節(jié) 紙

4、上定線紙上定線總結(jié) 實地放線是根據(jù)紙上確定的路中線與導線（或地物特征點）關(guān)系，將路線位置釘設(shè)到實地，以供詳測和施工之用。實地放線方法（一）穿線交點法（二）撥角法（三）直接定交點法第二節(jié) 實地定線（一）穿線交點法 穿線交點法是根據(jù)平面圖上路線與導線的關(guān)系，將紙上路線的各條邊獨立地放到實地，延長直線即可在實地放出交點 。穿線交點法1. 支距法2. 解析法第二節(jié) 實地定線1支距法放線步驟1）在圖上量取支距2）在實地放支距3）穿線交點支距法放線實例第二節(jié) 實地定線 1）在圖上量取支距，如圖中導1-A、導2-B、導3-D（藍色線段）等，量取時每條邊至少應(yīng)取三點，以便核對，并且，盡可能使這些點在實地能相互

5、通視。 2）在實地放支距。用皮尺和方向架（或經(jīng)緯儀）即可按所量支距定出路線上各點，如圖中A、B、D，各點，插上花桿。 3）穿線交點。一般用花桿穿線的方法延長各直線（紫色直線）即可交出點JD，路線直線很長時，可用經(jīng)緯儀延長交會。最后現(xiàn)場檢查線位是否合適，再適當修改，確定路線位置。 如圖6-3，欲放出JD，可按以下步驟進行：第二節(jié) 實地定線圖6-3 支距法放線第二節(jié) 實地定線2解析法 解析法是用經(jīng)緯距計算圖上路線與導線關(guān)系，再按極坐標原理在實地放出各路線點的方法。 解析法計算較準確，精度較高，但較繁雜，適用于地形較復雜，直線較長、線拉控制要求較高的情況。 計算步驟1）計算路線與導線的夾角2）計算距

6、離3）放線 第二節(jié) 實地定線 解析法計算實例1）計算路線與導線的夾角 如圖6-4，欲確定JDA-JDB的方向必須計算其夾角和距離l。從平面圖上可量出交點JDA、JDB的經(jīng)緯距（YA、XA），（YB、XB）則JDA-JDB的象限角可按下式計算：導1-導2的象限角已知，則JDA-JDB與導1-導2的夾角： =-第二節(jié) 實地定線圖6-4 解析法放線示意圖第二節(jié) 實地定線2）計算距離 l0 導線與路線交點M的位置可由l來確定，先計算M點的經(jīng)緯距（XM、YM）解以下聯(lián)立方程即可：第二節(jié) 實地定線 式中（Y1、X1），（Y2、X2）導1、導2的經(jīng)緯距； （YA、XA），（YB、XB）JDA、JDB的經(jīng)緯距

7、。 由此，即可計算導2至M點的距離：第二節(jié) 實地定線3）放線 置鏡于導2，后視導1，量距 定出M點，移經(jīng)緯儀于M，后視導2，撥角定出JDA、JDB的方向，同樣方法確定相鄰直線的方向，即可交出JDA。當?shù)匦螆D比例較大時，亦可從圖上直接按比例量取 l 長度。第二節(jié) 實地定線（二）撥角法 撥角法是根據(jù)圖上求得的經(jīng)緯距計算每條線的距離、方向、轉(zhuǎn)角和各控制樁的里程，按此資料直接撥角量距定出交點，不必再穿線定點。步 驟1）內(nèi)業(yè)計算2）外業(yè)放線第二節(jié) 實地定線1）內(nèi)業(yè)計算計算路線起點A與導線的關(guān)系，如圖6-5，已知導1的經(jīng)緯距Y1=10259，X1=10117，導1-導2的象限角N721407；從平面圖上量

8、得A、B的經(jīng)緯距為YA=10268，YA=10045，YB=12094，XB=11186。導1-A的象限角為：第二節(jié) 實地定線圖6-5 撥角法放線示意圖第二節(jié) 實地定線 AB的象限角為： 按上述方法依次計算各邊的象限角、轉(zhuǎn)向角、距離、列表以供放線之用。第二節(jié) 實地定線2）外業(yè)放線 先由導1，按夾角和距離l定出路線起點A，在A點置鏡撥角即可定出AB方向，以后直接定出各交點B、C點。 總結(jié)：撥角法計算較繁，但外業(yè)工作不需穿線，速度較快，其放線精度受原始資料的可靠程度和放線累計誤差影響大。為了減少累計誤差，可與穿線點法配合使用。第二節(jié) 實地定線 在地形平坦、視線開闊、路線受限不很嚴時，路線位置可直接

9、根據(jù)地物明顯目標確定，如圖6-6交點JD即可由橋頭和房角的相對距離（50m和35m）量距交會確定。 圖6-6 直接定交點法放線（三）直接定交點法第二節(jié) 實地定線以點定線 當路線不受縱坡限制時，定線以平面和橫斷面為主確定路線。其要點是：以點定線，以線交點。 以點定線，就是在全面布局和逐段安排確定的控制點間，結(jié)合各方面因素進一步確定影響公路中線位置的小控制點，然后，按照這些小控制點，大致穿出公路直線的方法。 以線交點，就是在已定小控制點的基礎(chǔ)上結(jié)合路線標準和前后路線條件，穿出直線，并延長交出交點。第二節(jié) 實地定線 1、控制點的加密 加密控制點，就是在實地尋找控制和影響公路中線位置的具體點位。一般小

10、控制點有經(jīng)濟性和控制性兩種控制點。 經(jīng)濟性控制點 這類點，主要在路線穿過斜坡地帶，考慮橫向填挖平衡或橫向施工經(jīng)濟（有擋土墻及其他加固邊坡時）因素而確定的小控制點。如圖6-7中-中線位置，使挖方面積和填方面積大致相等，這時的線位即為經(jīng)濟控制點。由于這類點僅從橫向施工經(jīng)濟出發(fā)控制線位，它只能作為穿線定點的參考位置。 第二節(jié) 實地定線圖6-7 橫斷面經(jīng)濟位置第二節(jié) 實地定線 控制性的點 這類控制點，是受艱巨工程、不良地質(zhì)、地物障礙、路基邊坡穩(wěn)定等因素限制所確定的公路中線位置。如圖6-8是幾個主要因素對線位影響的示意。從圖中可看出，控制點的位置還與路基的形狀尺寸、加固方式、通過不良地質(zhì)地段的工程控制、

11、地表形狀、路基設(shè)計標高等因素有關(guān)。定線時應(yīng)綜合考慮這些因素，合理確定小控制點的位置。第二節(jié) 實地定線圖6-8 控制線位的因素第二節(jié) 實地定線 2、穿線定點 受各種因素限制的平面位置控制點比較多，而且這些點在平面上的分布又沒有一定的規(guī)律，另一方面路線受技術(shù)標準和平面線形組合的限制，不可能照顧到每一個控制點。因此，穿線定點，就是根據(jù)技術(shù)標準和線形組合的要求，滿足控制點和照顧多數(shù)經(jīng)濟點，前后考慮，用穿線的辦法延長直線，交出轉(zhuǎn)角點。第二節(jié) 實地定線放坡定線1）放坡 放坡就是按照要求的設(shè)計縱坡（或平均坡度）在實地找出地面坡度線。如圖6-9，路線由A點到B點，如果沿最大地面自然坡度方向AB（即垂直于等高線

12、的方向）前進，將使路線上不去。如果路線沿等高線走（即AC方向），雖然縱坡平緩，但方向偏離，達不到上山目的，因此，就需要在AB和AC方向間找到AD方向線，使其地面坡度正好等于設(shè)計坡度（或平均坡度）i均，這樣最經(jīng)濟合理。 坡度線如圖6-11中的A0A1A2線。第二節(jié) 實地定線圖6-9 放坡原理示意圖第二節(jié) 實地定線圖6-11 放坡定線示意圖第二節(jié) 實地定線 路中線的位置對于路基的穩(wěn)定和填挖工程量影響很大。如圖6-10，如果中線在坡度點的下方（a），則橫斷面以路堤形式為主，若中線正好通過坡度點（b），則橫斷面為半填半挖形式，若中線在坡度點上方（c），則橫斷面以路塹形式為主，因此，根據(jù)坡度線，結(jié)合地面

13、橫坡考慮路基穩(wěn)定和工程經(jīng)濟即可定出合適的中線位置，并插上花桿（或標志）。2）放坡定線 作修正導向線 圖6-11中的B0B1B2連線（紅色實線）為修正導向線第二節(jié) 實地定線圖6-10 中線與坡度點在橫斷面上的位置第二節(jié) 實地定線圖6-11 放坡定線示意圖第二節(jié) 實地定線 穿線交點 如圖6-11，修正導向線B0B1B2是具有合理縱坡，橫斷面上位置最佳的一條折線，但它不能滿足平面線形標準的要求，這就要根據(jù)標準要求，盡可能靠近或穿過導向線上的點，裁彎取值，使、平、縱、橫三方面恰當結(jié)合，穿出與地形相適應(yīng)并符合標準的若干直線，各相鄰直線相交即可確定交點JD1、JD2、JD3等（綠色實線）。 選線時要反復插

14、試，逐步修改，才可能定出合理的線位。第二節(jié) 實地定線圖6-11 放坡定線示意圖第二節(jié) 實地定線定平曲線第二節(jié) 實地定線定平曲線方法單交點法外距控制切線控制曲線長控制曲線上任意點控制按縱坡控制回頭曲線定線法雙交點法切基線法不切基線法 單交點是實地定線最常用的方法之一。它是用一個交點來確定一段單圓曲線的插設(shè)曲線方法。適用于一般轉(zhuǎn)角不大，實地能直接釘設(shè)交點時。1、單交點法 半徑R的大小，直接影響曲線線位，如圖6-12，當轉(zhuǎn)角較大，不同半徑可能使曲線線位相差幾米甚至幾十米。線位的移動將直接影響線形、工程數(shù)量及路基穩(wěn)定，確定半徑一般結(jié)合地形和其他因素按以下控制條件來選擇。第二節(jié) 實地定線圖6-12 半徑

15、對線位的影響第二節(jié) 實地定線外距控制（即曲線中點控制） 如圖6-13根據(jù)彎道內(nèi)側(cè)的固定建筑物，確定曲線A點是不與其發(fā)生干擾的控制點，即可用皮尺量出控制的外距值E，并測出轉(zhuǎn)角，即可反復確定半徑。 切線控制（即曲線起、終點控制） 有時路線為了控制曲線起終點位置，要求曲線的切線長為一定值，比如相鄰的反向曲線間要求一定的直線長度，或者要求橋頭或隧道洞口在直線上等，這時曲線半徑就由控制的切線長來選定。 第二節(jié) 實地定線圖6-13 外距控制曲線半徑第二節(jié) 實地定線 曲線長控制 當路線轉(zhuǎn)角較小，為使曲線長度滿足最短曲線長度Lmin，則曲線半徑最小值可反復確定。 曲線上任意點控制 如圖6-14，有時路線由于橋

16、涵人工構(gòu)造物位置或原路改建的要求，控制曲線必須從任意點A通過時，可用試算法選擇半徑。其辦法是：先實地量出JD至B點的距離和要求的支距（即BA），初選半徑R，用試算法確定。第二節(jié) 實地定線圖6-14 曲線上任意點控制第二節(jié) 實地定線按縱坡控制 當路線縱坡緊迫時，為使彎道上合成縱坡不因曲線半徑太小而超過規(guī)定值，這時，應(yīng)根據(jù)已定的縱坡和合成縱坡標準值來反算出超高橫坡，再按控制的超高橫坡求得最小控制半徑。第二節(jié) 實地定線2、雙交點法（即虛交點法） 當路線偏角很大及交點受地形或地物障礙限制，無法釘設(shè)交點時，可在前后直線上選兩個輔助交點JDA、JDB，來代替交點JD，敷設(shè)曲線選擇半徑。JDA與JDB的連線

17、叫基線。 切基線法：當選擇基線可以控制曲線位置，能使所定曲線與基線相切時，叫切基線法。如圖6-15，GQ為公切點，量出轉(zhuǎn)角A、B和基線長度AB后可反算半徑。選擇半徑后還要檢查是否合乎標準的要求。第二節(jié) 實地定線圖6-15 切基線的雙交點法第二節(jié) 實地定線 不切基線法：當選擇基線不能控制曲線線位或切基線計算的半徑不能滿足標準要求時，則所設(shè)曲線不能與基線相切，只能按不切基線辦法來選擇半徑。如圖6-16，其方法是：先根據(jù)標準要求初選半徑R，測量A、B，基線AB，計算出TA、TB，由計算出的TA、TB即可根據(jù)JDA、JDB量距定出曲線起、終點ZH、HZ，并用切線支距X、Y，檢查曲線上任一點的線位，如與

18、實際情況相符，則所選半徑合適，反之則應(yīng)再調(diào)整、計算。第二節(jié) 實地定線圖6-16 不切基線的雙交點法第二節(jié) 實地定線 3、回頭曲線定線法 一般來講，有回頭曲線的地方，路線受地形約束較大，主曲線和輔助曲線的平、縱面控制較嚴，定線時稍有不慎會對線形和工程量影響很大，插線時必須反復試線。回頭曲線定線的方法很多，通常采用切基線的雙交點定線。 按照放坡的導向線，先確定輔助曲線交點JD1、JD2和上下線位置，如圖6-17，然后反復移動基線JDA-JDB控制確定主曲線，直到滿意為止。其具體方法同切基線的雙交點法。第二節(jié) 實地定線圖6-17 回頭曲線定線（雙交點法）第二節(jié) 實地定線紙上移線是修改局部路線的有效方

19、法一、紙上移線的條件（一）路線平面標準前后不協(xié)調(diào)，需要調(diào)整轉(zhuǎn)角點位置、改變半徑，或室內(nèi)定坡后發(fā)現(xiàn)局部地段工程量過大時；（二）路線位置過于靠山，挖方邊坡太高有害穩(wěn)定，或過于靠外，擋土墻較高，砌石工程太大，移改線位后能節(jié)省較大的工程量時；（三）增加工程量不大，但能顯著提高平、縱線形標準時。第三節(jié) 紙上移線二、紙上移線的方法和步驟 紙上移線有計斷鏈和不計斷鏈兩種方法。 移距較大，斷鏈長度較長，對縱坡度有較大影響時，應(yīng)采用計斷鏈的做法。 當移距不大或路線縱坡度較緩的路段，可采用不計斷鏈的做法，不推算移線的新樁號，但需推算與移線平面起終點相應(yīng)的原線上的樁號，以便計算超高和加寬，移線終點不標注長短鏈。 第三節(jié) 紙上移線計斷鏈法計算步驟 繪圖、標樁位定坡度，讀樁填挖值找最佳路基中心線量算各交點轉(zhuǎn)角讀取新老樁比高設(shè)計縱坡和豎曲線 編制“路基設(shè)計表” 設(shè)計路基，計算土石方 第三節(jié) 紙上移線（一）繪制移線地段的大比例尺路線圖，注出各樁位置。（二）依據(jù)移線目的，在縱斷面圖上試定合理坡度，讀取各樁填挖值。（三）根據(jù)填挖，用路基模板在橫斷面圖上找出最經(jīng)濟或控制性的路基中心線位置，量偏離原中心線的距離即移距，如圖6-18中的a，分別用