第十一章-線路測(cè)量

第十一章線路測(cè)量

第一節(jié)概述第二節(jié)中線測(cè)量第三節(jié)圓曲線測(cè)設(shè)第四節(jié)緩和曲線測(cè)設(shè)第五節(jié)復(fù)曲線測(cè)設(shè)第六節(jié)縱斷面和橫斷面測(cè)量

第一節(jié)概述

鐵路、公路、橋涵、隧道、城市道路、管道、架空索道、輸電線路等均勻?qū)儆诰€形工程，它們的中線通稱(chēng)線路。各種線形工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段、施工階段及運(yùn)營(yíng)管理階段所進(jìn)行的測(cè)量工作稱(chēng)為線路測(cè)量。一、勘測(cè)設(shè)計(jì)階段

線路工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)是分階段進(jìn)行的，一般先進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，再進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)?？睖y(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量的目的是為各階段設(shè)計(jì)提供詳細(xì)資料，可分為初測(cè)和定測(cè)。二、施工階段

線路工程施工階段的測(cè)量工作是按設(shè)計(jì)文件要求的位置、形狀及規(guī)格在實(shí)地正確地放樣道路中線及其構(gòu)筑物。施工階段的測(cè)量工作主要有復(fù)測(cè)中線及放樣等。三、運(yùn)營(yíng)管理階段線路工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作是為線路及其構(gòu)筑物的維修、養(yǎng)護(hù)、改建和擴(kuò)建提供資料，包括變形觀測(cè)和維修養(yǎng)護(hù)測(cè)量等。第一節(jié)中線測(cè)量

中線測(cè)量是把線路初步設(shè)計(jì)的中線在實(shí)地進(jìn)行測(cè)設(shè)的工作。由于線路的平面線型是由直線及曲線所構(gòu)成，所以中線測(cè)量就是要把這些直線與曲線在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，作為測(cè)繪縱橫斷面圖、平面圖以及施工放樣的基礎(chǔ)和依據(jù)。中線測(cè)量的主要工作有：·測(cè)設(shè)線路的交點(diǎn)·測(cè)定轉(zhuǎn)向角·測(cè)設(shè)直線段的轉(zhuǎn)點(diǎn)樁和中樁曲線測(cè)設(shè)等

一、交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)

1.交點(diǎn)的測(cè)設(shè)線路上兩相鄰直線方向的相交點(diǎn)稱(chēng)為交點(diǎn)，也叫轉(zhuǎn)向點(diǎn)。

交點(diǎn)的測(cè)設(shè)可根據(jù)實(shí)際情況的不同，采用以下幾種方法：·根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)設(shè)·根據(jù)原有地物測(cè)設(shè)·穿線交點(diǎn)法2.轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)互不通視或直線較長(zhǎng)時(shí)，需在其連線方向上測(cè)定一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，以便在交點(diǎn)上測(cè)量轉(zhuǎn)向角及在直線上量距時(shí)作為照準(zhǔn)和定線的目標(biāo)。

二、路線轉(zhuǎn)向角的測(cè)定要測(cè)定轉(zhuǎn)向角，通常先測(cè)出線路的轉(zhuǎn)折角，轉(zhuǎn)折角一般是測(cè)定線路前進(jìn)方向的右角，可用DJ6經(jīng)緯儀按測(cè)回法觀測(cè)一測(cè)回。

三、里程樁的設(shè)置

里程樁又稱(chēng)中樁、中線樁，在線路中線上測(cè)設(shè)中樁的工作稱(chēng)為中樁測(cè)設(shè)。中樁標(biāo)定了中線位置、路線形狀和里程。中樁包括起終點(diǎn)樁、千米樁、百米樁、平曲線控制樁、橋梁或隧道軸線控制樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁和斷鏈樁，并應(yīng)根據(jù)豎曲線的變化適當(dāng)加樁。

第三節(jié)圓曲線測(cè)設(shè)一、圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)

圓曲線的主點(diǎn)包括圓曲線的起點(diǎn)ZY，圓曲線的中點(diǎn)QZ和圓曲線的終點(diǎn)YZ

1.圓曲線測(cè)設(shè)元素的計(jì)算圓曲線的測(cè)設(shè)元素有切線長(zhǎng)T、曲線長(zhǎng)L、外矢距E及切曲差q

2.主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算圓曲線上各主點(diǎn)的樁號(hào)通常根據(jù)交點(diǎn)的樁號(hào)來(lái)推算，如已知交點(diǎn)樁號(hào)，則可求出圓曲線主點(diǎn)的樁號(hào)。其計(jì)算公式如下：

3.主點(diǎn)測(cè)設(shè)二、圓曲線細(xì)部點(diǎn)測(cè)設(shè)1.極坐標(biāo)法（1）測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)的計(jì)算曲線起點(diǎn)(或終點(diǎn))至曲線上任一點(diǎn)的弦線與切線之間的夾角（弦切角）稱(chēng)為偏角。

（2）測(cè)設(shè)步驟

用極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時(shí)，將儀器安置于ZY點(diǎn)，照準(zhǔn)JD方向，使水平度盤(pán)讀數(shù)為0o00′00″，依次測(cè)設(shè)角及相應(yīng)的弦長(zhǎng)，則得曲線上各點(diǎn)。例11-3已知一圓曲線的半徑R=150m，曲線起點(diǎn)樁號(hào)為4+75.88，曲線終點(diǎn)樁號(hào)為4+171.18，樁距為20m，用極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時(shí)各點(diǎn)的測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表11-2。2.偏角法（1）測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)的計(jì)算通常偏角法按整樁號(hào)設(shè)樁，為使曲線上第一個(gè)細(xì)部點(diǎn)為整樁，曲線起點(diǎn)至的弧長(zhǎng)一般為零數(shù)，偏角為；在以后的細(xì)部點(diǎn)測(cè)設(shè)時(shí)，各樁之間的弧長(zhǎng)是相等的，設(shè)兩樁之間弧長(zhǎng)為整數(shù)，偏角增量為；最后一段弧長(zhǎng)為，其偏角增量為，則各樁的偏角可按以下公式計(jì)算：各點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)為：

例11-4已知一圓曲線的半徑R=150m，曲線起點(diǎn)樁號(hào)為4+75.88，曲線終點(diǎn)樁號(hào)為4+171.18，樁距為20m，用偏角法測(cè)設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時(shí)各點(diǎn)的測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表11-3。

（2）測(cè)設(shè)步驟

3.切線支距法切線支距法是以圓曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)為原點(diǎn)，其切線為x軸，垂線為y軸，按曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值在實(shí)地測(cè)設(shè)曲線的方法，也叫直角坐標(biāo)法。（1）測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)的計(jì)算如圖所示，以ZY為原點(diǎn)，各細(xì)部點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、。設(shè)曲線上各點(diǎn)至曲線起點(diǎn)(或終點(diǎn))的弧長(zhǎng)為,所對(duì)的圓心角為，曲線半徑為R，則各點(diǎn)的坐標(biāo)可用如下公式計(jì)算：4.全站儀自由設(shè)站極坐標(biāo)法當(dāng)用全站儀測(cè)設(shè)圓曲線時(shí)，可以用極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)。如用全站儀自由設(shè)站極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)則更為方便靈活。全站儀自由設(shè)站極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)的方法是先建立一個(gè)坐標(biāo)系,如可以按切線支距法的方法計(jì)算出圓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo),然后在合適的位置自由選擇一點(diǎn)O,在O點(diǎn)安置全站儀，按全站儀內(nèi)置程序，后視ZY、QZ、JD、QZ等點(diǎn)，測(cè)出O點(diǎn)坐標(biāo)，即可按全站儀極坐標(biāo)法或全站儀坐標(biāo)法測(cè)設(shè)出圓曲線細(xì)部點(diǎn)。第四節(jié)緩和曲線的測(cè)設(shè)一、緩和曲線的概念及公式

在直線和圓曲線之間插入的曲率半徑連續(xù)漸變的曲線稱(chēng)為緩和曲線

二、帶有緩和曲線的圓曲線測(cè)設(shè)1．主點(diǎn)測(cè)設(shè)（1）內(nèi)移量和切線增量

（2）主點(diǎn)測(cè)設(shè)元素的計(jì)算帶有緩和曲線的圓曲線的主點(diǎn)測(cè)設(shè)元素包括切線長(zhǎng)、曲線長(zhǎng)、外矢距及切曲差。測(cè)出轉(zhuǎn)向角后，根據(jù)設(shè)計(jì)的圓曲線半徑、緩和曲線長(zhǎng)度

（3）主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算（4）主點(diǎn)的測(cè)設(shè)

ZH、HZ、QZ點(diǎn)的測(cè)設(shè)與圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)方法相同，HY、YH點(diǎn)可根據(jù)緩和曲線終點(diǎn)坐標(biāo)、用切線支距法測(cè)設(shè)。2．詳細(xì)測(cè)設(shè)第五節(jié)復(fù)曲線的測(cè)設(shè)一、復(fù)曲線的類(lèi)型由兩個(gè)或兩個(gè)以上不同半徑的同向圓曲線組成的曲線稱(chēng)為復(fù)曲線。在線路轉(zhuǎn)向時(shí)，如水平方向上受到地形的限制，可設(shè)置復(fù)曲線。按連接方式的不同，復(fù)曲線可分為以下三種類(lèi)型。．由兩圓曲線直接連接而成。．兩端有緩和曲線，中間用兩圓曲線直接連接而成。．兩端有緩和曲線，圓曲線之間也用緩和曲線連接而成。二．不設(shè)緩和曲線的復(fù)曲線測(cè)設(shè)

1．測(cè)設(shè)元素計(jì)算（1）主圓曲線（2）副圓曲線2．復(fù)曲線測(cè)設(shè)（1）自分別向前、向后沿切線方向量取，定出ZY點(diǎn)和GQ點(diǎn)。（2）自沿切線方向向前量取，定出YZ點(diǎn)。（3）圓曲線其它主點(diǎn)及細(xì)部點(diǎn)的測(cè)設(shè)方法見(jiàn)圓曲線測(cè)設(shè)。第六節(jié)縱、橫斷面測(cè)量一、縱斷面測(cè)量測(cè)量中線上各樁地面高程的工作叫縱斷面測(cè)量。為了保證測(cè)量精度，路線水準(zhǔn)測(cè)量通常分兩步進(jìn)行，即先進(jìn)行基平測(cè)量，然后進(jìn)行中平測(cè)量。1．基平測(cè)量

基平測(cè)量是沿線路設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)定其高程，以作為線路測(cè)量的高程控制。高速公路、一級(jí)公路高程控制測(cè)量采用四等水準(zhǔn)測(cè)量，鐵路、二級(jí)及二級(jí)以下公路及其它線路工程可采用五等水準(zhǔn)測(cè)量。2．中平測(cè)量

中平測(cè)量是測(cè)定線路中線上各中樁地面高程的工作。根據(jù)中平測(cè)量的成果繪制成縱斷面圖，可供設(shè)計(jì)線路縱坡之用。中平測(cè)量通常附合于基平所測(cè)定的水準(zhǔn)點(diǎn)，即以相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，逐個(gè)測(cè)出中樁的地面高程，然后附合至另一水準(zhǔn)點(diǎn)上。

3.縱斷面圖的繪制縱斷面圖表示線路中線方向的地面高低起伏，它根據(jù)中平測(cè)量的成果繪制而成?？v斷面圖以距離(里程)為橫坐標(biāo)，以高程為縱坐標(biāo)，按規(guī)定的比例尺將外業(yè)所測(cè)各點(diǎn)畫(huà)出，依次連接各點(diǎn)則得線路中線的地面線。為了明顯表示地勢(shì)變化，縱斷面圖的高程比例尺通常比水平距離比例尺大10倍?？v斷面圖的比例尺通常如表11-5所示。

在縱斷面圖的下部通常注有地面高程、設(shè)計(jì)高程、設(shè)計(jì)坡度、里程、線路平面以及工程地質(zhì)特征等資料。4．縱斷面圖的繪制舉例二、橫斷面測(cè)量1.橫斷面方向的測(cè)設(shè)

對(duì)垂直于線路中線方向的地面高低起伏所進(jìn)行的測(cè)量工作稱(chēng)為橫斷面測(cè)量。線路上所有的百米樁、整樁和加樁一般都應(yīng)測(cè)量橫斷面。根據(jù)橫斷面測(cè)量成果可繪制橫斷面圖，橫斷面圖可供設(shè)計(jì)路基、計(jì)算土石方、施工放樣等使用。橫斷面方向的測(cè)設(shè)橫斷面的方向，通常用方向架或經(jīng)緯儀來(lái)測(cè)設(shè)。2．橫斷面的測(cè)量方法由于在縱斷面測(cè)量時(shí)，已經(jīng)測(cè)出了中線上各中樁的地面高程，所以測(cè)量橫斷面時(shí)只要測(cè)出橫斷面方向上各地形特征點(diǎn)至中樁的水平距離及高差。橫斷面測(cè)量的方法通常有以下幾種。水準(zhǔn)儀皮尺法標(biāo)桿皮尺法經(jīng)緯儀視距法全站儀法

3．橫斷面圖的繪制橫斷面圖表示在中樁處垂直于線路中線方向的地面起伏，它根據(jù)橫斷面測(cè)量成果繪制而成。繪制橫斷面圖時(shí)，以中線地面高程為準(zhǔn)，以水平距離為橫坐標(biāo)，以高程為縱坐標(biāo)，繪出各地面特征點(diǎn)，依次連接各點(diǎn)便成地面線。為了便于計(jì)算面積，橫斷面圖的高程比例尺和水平距離比例尺是相同的，一般采用1∶100或1∶200。橫斷面圖繪