第3講-線路測量

1、講題：中線測量概述與轉(zhuǎn)、交點測設(shè),第10章 線路測量,圓曲線的測設(shè)，線路縱斷面測量、橫斷面測量,復(fù)曲線測設(shè)，緩和曲線的測設(shè),（1）了解復(fù)曲線測設(shè)，緩和曲線的測設(shè)，線路土方計算。 （2）熟悉交點和轉(zhuǎn)點的測設(shè)，轉(zhuǎn)角測定和里程樁的設(shè)置。 （3）掌握圓曲線的測設(shè)，線路縱斷面測量、橫斷面測量。,10.1 中線測量概述,公路、鐵路、渠道、輸電線路、輸油管道、輸氣管道等均屬于線型工程，它們的中線通稱線路。在勘測設(shè)計階段的測量工作，稱為線路測量。 線路測量與施工建設(shè)階段及竣工階段所進行的測量工作，統(tǒng)稱為線路工程測量。,線路工程測量的主要內(nèi)容： 1）中線測量(包括曲線測設(shè)） 2） 縱、橫斷面測量 3）帶狀地形圖

2、測繪 4）線路土石方計算和施工測量 除渠道、管道不設(shè)曲線外，各種線路測量的程序和方法大致相同。 線路測量一般情況下分初測和定測。,勘測設(shè)計測量(route reconnaissance and design survey),初測(preliminary survey) 定測(location survey)。 1、初測內(nèi)容: 控制測量(control survey)、測帶狀地形圖(topographical map of a zone) 、收集沿線地質(zhì)水文資料、作紙上定線或現(xiàn)場定線，編制比較方案，為初步設(shè)計提供依據(jù)。,2、定測內(nèi)容： 在選定設(shè)計方案的線路上進行線路中線測量(center lin

3、e survey)、測縱斷面圖(profile)、橫斷面圖(cross-section profile)及橋涵、路線交叉、沿線設(shè)施、環(huán)境保護等測量和資料調(diào)查，為施工圖設(shè)計提供資料。,將圖紙上線路測設(shè)到實地上的工作，稱為中線測量。它是依據(jù)初測導(dǎo)線點把線路的中心線(中線)標(biāo)定在地上，并測出其里程。 主要內(nèi)容：測設(shè)中線各交點(JD)和轉(zhuǎn)點(ZD)、測距和釘設(shè)中樁、測量線路轉(zhuǎn)角)，道路工程還需測設(shè)曲線。 本章主要論述中線測量和縱、橫斷面測量。,中線測量 (center line survey),中線測量的概念 通過直線和曲線的測設(shè)，將道路中心線的平面位置測設(shè)到地面上，并測出其里程。即測設(shè)直線上、圓曲線

4、上或緩和曲線上中樁。,10.2 交點、轉(zhuǎn)點的測設(shè) 10.2.1 交點JD(intersecting point)的測設(shè),（一）定義：路線的轉(zhuǎn)折點，即兩個方向直線的交點，用JD來表示。 （二）方法： 1等級較低公路：現(xiàn)場標(biāo)定中樁。 2高等級公路：測地形圖圖上定線實地放線。,（三）實地放線的方法分類,1、放點穿線法：放直線點穿線定交點 （1）放點 可采用支距法（垂直于導(dǎo)線邊的距離）、極坐標(biāo)法。,（2）穿線定出一條盡可能多的穿過或靠近直線上點（如P1、P2、P3點）的直線AB。,（3）定交點將直線延長，得交點JD。正倒鏡分中法： 在B點架儀，盤左瞄準(zhǔn)A，倒鏡定a1，b1點；盤右瞄準(zhǔn)A點，倒鏡定a2，

5、b2點；取a1、 a2點中點a， b1、b2點的中點b。 同理定出CD 方向上c、d兩點。（騎馬樁） 將線段ab、cd相交得交點JD。,2、撥角放線法極坐標(biāo)法,利用導(dǎo)線點或已測設(shè)的JD，計算測設(shè)元素（，S）撥角，量邊，定出JD 位置。,缺點：放線誤差容易累積。,如果線路中線是用解析法設(shè)計的，線路各交點均有設(shè)計坐標(biāo)，則可根據(jù)布設(shè)的導(dǎo)線點坐標(biāo)反算出導(dǎo)線點與線路交點的距離與方向，然后在實地把它們標(biāo)定出來。 全站型電子速測儀具有精度高、測程長、速度快的優(yōu)點，上述方法中若使用全站儀可大大提高放線效率。,3、解析法,10.2.2 轉(zhuǎn)點ZD( turning point)的測設(shè),1、定義：當(dāng)相鄰兩交點互不通

6、視時，需要在其連線測設(shè)一些供放線、交點、測角、量距時照準(zhǔn)之用的點，稱為轉(zhuǎn)點。 2、分為： 在兩交點間測設(shè)轉(zhuǎn)點。 在兩交點延長線上測設(shè)轉(zhuǎn)點。,（1）在兩交點間測設(shè)轉(zhuǎn)點：,（1）在兩交點間測設(shè)轉(zhuǎn)點：,方法: 在JD5、JD6的大致中間位置ZD架儀。瞄準(zhǔn)JD5，定出JD6。 測量出a、b距離。 計算e值，實地量取e，得ZD點。有： 在ZD點架儀，檢查三點在一直線上。,（2）在兩交點延長線上測設(shè)轉(zhuǎn)點：,（2）在兩交點延長線上測設(shè)轉(zhuǎn)點：,同理，計算出e值，實地量取e，得ZD點。有：,最后，在ZD點架儀，檢查三點在一直線上。,10.3.1 轉(zhuǎn)角(turning angle)測定,1、定義：指路線由一個方向

7、偏向另一個方向時，偏轉(zhuǎn)后的方向與原方向的夾角。當(dāng)偏轉(zhuǎn)后的方向在原方向的右側(cè)，稱為右轉(zhuǎn)角Y ；反之為左轉(zhuǎn)角Z 。,2、轉(zhuǎn)角的計算,當(dāng)左 180時，為右轉(zhuǎn)角， 有：y=左-180 當(dāng)左180時，為左轉(zhuǎn)角， 有：z=右- 180,3、分角線方向 若角度的2個方向值為a、b，則： 分角線方向c=(a+b)/2,a,b,10.3.2 里程樁(mileage peg)的設(shè)置,又稱中樁，表示該樁至路線起點的水平距離。分為控制樁、整樁(每隔20m或50m設(shè)一個)和加樁。 加樁分為:地形加樁、地物加樁、人工結(jié)構(gòu)物加樁、工程地質(zhì)加樁、曲線加樁和斷鏈加樁。（如：改K1+100=K1+080，長鏈20m。）,中樁(m

8、ileage peg )圖,10.4 圓曲線(circle curve)的測設(shè),圓曲線測設(shè)的傳統(tǒng)方法：主點測設(shè)詳細(xì)測設(shè) 10.4.1 圓曲線主點(major point)的測設(shè) 1、曲線元素的計算 （已知轉(zhuǎn)角及半徑R）,切線長,曲線長,外距,切曲差,2、主點的測設(shè),（1）主點里程的計算 ZY里程=JD里程-T； YZ里程=ZY里程+L QZ里程=YZ里程-L/2； JD里程=QZ里程+D/2,（2）測設(shè)步驟：,1) JDi架儀，照準(zhǔn)JDi-1，量取T，得ZY點； 2)照準(zhǔn)JDi+1，量取T，得YZ點； 3)在分角線方向量取E，得QZ點。,二、圓曲線詳細(xì)測設(shè),測設(shè)整樁和加樁。 1、切線支距法 (

9、tangent off-set method),(1)以ZY或YZ為坐標(biāo)原點，切線為X軸，過原點的半徑為Y軸，建立坐標(biāo)系。,(2)計算出各樁點坐標(biāo)后，再用方向架、鋼尺去丈量。,切線支距法圓曲線坐標(biāo)計算：,特點： 測點誤差不積累。 宜以QZ 為界，將曲線分兩部分進行測設(shè)。,例題：切線支距法測設(shè)圓曲線的計算,設(shè)某單圓曲線偏角=3401200，R=200m，主點樁號為ZY：K4+906.90，QZ： K4+966.59 ，YZ： K5+026.28，按每20m一個樁號的整樁號法，計算各樁的切線支距法坐標(biāo)。 解：,分為：長弦偏角法、短弦偏角法 （1）長弦偏角法,1）計算曲線上各樁點至ZY或YZ的弦線長

10、ci及其與切線的偏角i。 2）再分別架儀于ZY或YZ點，撥角、量邊。,2、偏角法(method of deflection angle),長弦偏角法單圓曲線坐標(biāo)計算：,特點： 測點誤差不積累。 宜以QZ 為界，將曲線分兩部分進行測設(shè)。,（2）短弦偏角法,與長弦偏角法相比： 1）偏角i相同。 2）計算曲線上各樁點間弦線長ci 3）架儀于ZY或YZ點，撥角、依次在各樁點上在量邊，相交后得中樁點。,3、還有極坐標(biāo)法(polar coordinate method)、弦線支距法、弦線偏距法。,例題：偏角法詳細(xì)測設(shè)單圓曲線 已知圓曲線的R=200m，轉(zhuǎn)角如圖，交點JDi里程為K10+110.88m，試按

11、每10m一個整樁號，來闡述該圓曲線的主點及偏角法整樁號詳細(xì)測設(shè)的步驟。,例題解答：,10.6 緩和曲線(spiral curve)的測設(shè),一概念及基本公式 1、概念 為緩和行車方向的突變和離心力的突然產(chǎn)生與消失，需要在直線與圓曲線之間插入一段曲率半徑由無窮大逐漸變化至圓曲線半徑的過渡曲線，此曲線為緩和曲線。主要有回旋線、三次拋物線及雙紐線等。,2、回旋緩和曲線(spiral curve)基本公式,（3）緩和曲線的參數(shù)方程:,（4）圓曲線終點的坐標(biāo):,（2）緩和曲線 角公式：,二主點(major point)的測設(shè),1、測設(shè)元素的計算 （1）內(nèi)移距p 和切線增長q的計算：,（1）里程的計算 ZH

12、=JD-TH；HY=ZH+ls； QZ=ZH+LH/2；HZ=ZH+LH；YH=HZ-ls,2、主點的測設(shè),（2）測設(shè)方法。(見例題) 例題：如圖，設(shè)某公路的交點樁號為K0+518.66，右轉(zhuǎn)角y=18001836，圓曲線半徑R=100m，緩和曲線長ls=10m，試測設(shè)主點樁。,解：（一）計算測設(shè)元素,（二）計算里程,ZH=K0+497.54；HY=K0+507.54；QZ=K0+518.52；HZ=K0+539.50；YH=K0+529.50 （三）主點測設(shè) 1架儀JDi，后視JDi-1，量取TH，得ZH點；后視JDi+1，量取TH，得HZ點；在分角線上量取EH，得QZ點。 2分別在ZH、H

13、Z點架儀，后視JDi方向，量取x0，再在此方向垂直方向上量取y0，得HY和YH點。,三、帶有緩和曲線的圓曲線詳細(xì)測設(shè),1、切線支距法 (tangent off-set method) 要注意：點是位于緩和曲線上，還是位于圓曲線上。,位于緩和曲線,位于圓曲線,（1）當(dāng)點位于緩和曲線上，有：,（2）當(dāng)點位于圓曲線上，有：,2、偏角法（整樁距、短弦偏角法）,要注意：點是位于緩和曲線，還是位于圓曲線。,位于緩和曲線,位于圓曲線,2、偏角法（整樁距、短弦偏角法）,（1）當(dāng)點位于緩和曲線上，有：,距離：用曲線長l來代替弦長。放樣出第1點后，放樣第2點時，用偏角和距離l交會得到。,（2）當(dāng)點位于圓曲線上,方

14、法：架儀HY (或YH)，后視ZH(或HZ)，撥角b0，即找到了切線方向，再按圓曲線偏角法進行。,此外還有極坐標(biāo)法、弦線支距法、長弦偏角法。,10.7 線路縱斷面測量(route profile survey),目的測定線路中樁處的地面高程，繪制縱斷面圖(profile)，為線路設(shè)計提供基礎(chǔ)資料。 工作步驟“先基平(principal leveling)后中平(profile leveling)”,10.7.1 基平測量(principal leveling),1水準(zhǔn)點(bench mark)的設(shè)置。 （1）位置：埋在距中線50100m，不易破壞之處。 永久性、臨時性 （2）設(shè)置密度： 相隔0

15、.5km1km山區(qū) 相隔1km2km平原區(qū)臨時性水準(zhǔn)點 每5km、路線起終點、重要工程處，設(shè)永久性水準(zhǔn)點。,2基平測量的方法,（1）路線附合水準(zhǔn)路線。 （2）儀器不低于DS3精度的水準(zhǔn)儀或全站儀 （3）測量要求 水準(zhǔn)測量一般按三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范進行。要進行往返測，閉合差不超過9n (mm) 三角高程測量一般按全站儀電磁波三角高程測量（四等）規(guī)范進行。,10.7.2 中平測量,1、定義： 在基平測量后提供的水準(zhǔn)點高程的基礎(chǔ)上，測定各個中樁的高程。 2、施測方法： （1）水準(zhǔn)儀法 從一個水準(zhǔn)點出發(fā)，按普通水準(zhǔn)測量的要求，用“視線高法”測出該測段內(nèi)所有中樁地面高程，最后附合到下一個水準(zhǔn)點上。,圖形

16、：水準(zhǔn)儀中平測量,高速、一級公路：,二級及以下公路：,高差閉合差的限差為：,其記錄格式見表。,高程計算,視線高程=后視點高程+后視讀數(shù) 轉(zhuǎn)點高程=視線高程前視讀數(shù) 中樁高程=視線高程中視讀數(shù),（2）全站儀法,先在BM1上測定各轉(zhuǎn)點TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上測定各樁點的高程。其原理即為三角高程測量原理。,圖形：跨溝谷水準(zhǔn)測量,10.7.3 縱斷面圖的繪制 以橫坐標(biāo)為里程，縱坐標(biāo)為高程。,線路縱斷面圖的繪制,10.8 線路橫斷面測量(route across-profile survey),目的測定線路各中樁處垂直于中線方向上的地面起伏情況，繪制橫斷面圖，為線路設(shè)計提供基礎(chǔ)資料。 方法先確定橫斷面方向，再測定變坡點間的平距及高差。,10.8.1 橫斷面方向的確定,1、直線段一般采用普通方向架測定。 2、圓曲線段采用求心方向架。,普通方向架,求心方向架,3、緩和曲線段該點的法線方向,選取緩和曲線上的一點H(Q)計算偏角值h(q)后視H點(前視點)，撥角900-h （900-q ）。,10.8.2 橫斷面的測量方法,（一）要求：按前進方向分成左右側(cè)，分別測量橫斷面方向上各變坡點至中樁