第12章 線路工程測量-2

1、第十二章線路工程測量第十二章線狀工程測量概述鐵路工程測量公路工程測量管線測量主要內(nèi)容：重點(diǎn)重點(diǎn)：線路工程測量的方法與內(nèi)容12-1 線狀工程測量概述一、基本術(shù)語 線狀工程：鐵路、公路、石油與燃?xì)夤芫€、渠道、管道、城市綜合管網(wǎng)、輸電線及索道工程等。 線狀工程測量：為各種線狀工程勘測設(shè)計(jì)、施工安裝與運(yùn)營管理階段所進(jìn)行的測量工作。二、鐵路公路工程測量的各個階段初步方案，它根據(jù)有關(guān)政治、經(jīng)濟(jì)、交通和自然條件進(jìn)行室內(nèi)選線和野外勘查，全面分析、比較、論證道路建設(shè)的意義以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的合理性和可行性，提出路線的初步方案；初測，它是在前面工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步安排路線，落實(shí)路線局部方案；定測，它是在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上

2、，將紙上定線的路線方案進(jìn)行實(shí)地放線；施工檢查，在建設(shè)過程中進(jìn)行施工檢查；竣工測量。12-1 線狀工程測量概述12-1 線狀工程測量概述三、線狀工程測量的主要內(nèi)容平面控制測量 高程控制測量 帶狀地形圖測繪 中線測量縱、橫斷面測量施工放樣竣工測量和有關(guān)調(diào)查工作等其主要目的是為設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理提供必要的基礎(chǔ)資料。12-2 鐵路線路測量概述修建一條新線一般要經(jīng)過下列程序：一、方案研究 在小比例尺地形圖上找出線路可行的方案和初步選定一些重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如線路等級、限制坡度、牽引種類、運(yùn)輸能力等，并提出初步方案。二、初測和初步設(shè)計(jì) 初測是為初步設(shè)計(jì)提供資料而進(jìn)行的勘測工作，主要任務(wù)是提供沿線大比例尺帶狀

3、地形圖以及地質(zhì)和水文資料。 初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在提供的帶狀地形圖上選定線路中心線的位置，亦稱紙上定線。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較提出一個推薦方案；同時要確定線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如線路等級、限制坡度、最小半徑等。三、定測和施工設(shè)計(jì) 定測是為施工技術(shù)設(shè)計(jì)而做的勘測工作，其主要任務(wù)是把已經(jīng)上級部門批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)中所選定的線路中線測設(shè)到地面上去，并進(jìn)行線路的縱斷面和橫斷面測量；對個別工程還要測繪大比例尺的工點(diǎn)地形圖。 施工技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)定測所取得的資料，對線路全線和所有個體工程做出詳細(xì)設(shè)計(jì)，并提供工程數(shù)量和工程預(yù)算。該階段的主要工作是線路縱斷面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)，并對橋函、隧道、車站、檔土墻等作出單獨(dú)設(shè)計(jì)。 “

4、精心勘測、精心設(shè)計(jì)、精心施工”是我們應(yīng)遵循的準(zhǔn)則，因?yàn)槊恳粋€環(huán)節(jié)上的差錯都會給工作帶來不應(yīng)有的損失。12-3 鐵路新線初測初測工作包括：一、插大旗 根據(jù)方案研究中在小比例尺地形圖上所選線路位置， 在野外用“紅白旗”標(biāo)出其走向和大概位置，并在擬定的線路轉(zhuǎn)向點(diǎn)和長直線的轉(zhuǎn)點(diǎn)處插上標(biāo)旗，為導(dǎo)線測量及各專業(yè)調(diào)查指出進(jìn)行的方向。 大旗點(diǎn)的選定:一方面要考慮線路的基本走向，故要 盡量插在線路位置附近；另一方面要考慮到導(dǎo)線測量、 地形測量的要求，因?yàn)橐话闱闆r下大旗點(diǎn)即為導(dǎo)線點(diǎn)， 故要便于測角、量距及測繪地形。 插大旗是一項(xiàng)十分重要的工作，應(yīng)考慮到設(shè)計(jì)、測 量各方面的要求，通常由技術(shù)負(fù)貴人來做此項(xiàng)工作。二、導(dǎo)

5、線測量 初測導(dǎo)線是測繪線路帶狀地形圖和定測放線的基礎(chǔ)。導(dǎo)線測量的外業(yè)及內(nèi)業(yè)工作已在第七章中作了介紹。導(dǎo)線點(diǎn)選擇應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求：（1）點(diǎn)位應(yīng)靠近大旗線路的位置，以便于實(shí)測之用。（2）橋梁及隧道兩端附近，嚴(yán)重地質(zhì)不良地段以及越嶺埡口處均應(yīng)設(shè)點(diǎn)。（3）點(diǎn)位應(yīng)選在地勢較高、視野開闊、易于保存的地方，以保證前后通視及方便地形測量。（4）導(dǎo)線點(diǎn)間距應(yīng)取用400m左右，以避免因邊長過短而降低精度。使用全站儀時邊長可增到1km。三、高程測量（1）基平測量沿線路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，作為線路高程控制網(wǎng)。布設(shè)：一般沿線路每隔2km左右設(shè)立一個，地形復(fù)雜路段可適當(dāng)縮短水準(zhǔn)點(diǎn)間距；300m以上的大橋和隧道兩端及車站附近應(yīng)加

6、設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)位置應(yīng)離開線路中線一定距離，以50100m為宜，以免線路施工時破壞。三、高程測量（1）基平測量 測量方法：采用DS3級以上的水準(zhǔn)儀，按一組往返或兩組單程的水準(zhǔn)測量方法施測；跨越河流和溝壑時可放寬至200m，但應(yīng)盡量保持前后視距相等，當(dāng)視線超過200m時，應(yīng)按跨河水準(zhǔn)測量的要求進(jìn)行；可用電磁波測距三角高程施測，導(dǎo)線點(diǎn)兼作水準(zhǔn)點(diǎn)。 聯(lián)測：應(yīng)與國家水準(zhǔn)點(diǎn)或相當(dāng)?shù)燃壦疁?zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測；應(yīng)不遠(yuǎn)于30km聯(lián)測一次，構(gòu)成附合水準(zhǔn)線路，其高程允許閉合差為mm。（2）中平測量 測定沿線各導(dǎo)線點(diǎn)、百米樁及加樁點(diǎn)的高程，用以繪制線路縱斷面圖和專業(yè)調(diào)查。 中平測量可采用單程水準(zhǔn)測量，以基平測量所測水準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)布設(shè)

7、成附合水準(zhǔn)線路。中平測量允許的閉合差為 50L mm 12-4 鐵路新線定測一、線路平面組成和平面位置的標(biāo)志主主樁樁里里程程樁樁中線中線釘釘二、中線測量 1、放線測量 放線的任務(wù)是把中線上直線部分的控制樁（JD、ZD）測設(shè)到地面，以標(biāo)定中線的位置。 放線的方法有多種，常用的有：撥角法、支距法和極坐標(biāo)法三種。JDZHHYQZYHHZ(1)、撥角法放線 它是根據(jù)紙上定線交點(diǎn)的坐標(biāo)，預(yù)先在內(nèi)業(yè)計(jì)算出兩相鄰交點(diǎn)間的距離及直線的轉(zhuǎn)向角，然后根據(jù)計(jì)算資料在現(xiàn)場放出各個交點(diǎn)，定出中線位置。 撥角放線的工作程序?yàn)椋?計(jì)算放線資料 實(shí)地放線 聯(lián)測與放線誤差的調(diào)整 1）、計(jì)算放線資料c0c1c2c4c3c5JD3

8、JD2JD1JD0JD4.71 53 1081 18 29 74 05 49198 26 06235 18 20坐標(biāo)方位坐標(biāo)方位角角(度度 分分 秒秒)750.86733.34562.46558.37145.47直線長直線長度（度（m).55685537153-46-138Dy55358548025426554311yJD2JD1JD0C0C1樁號樁號.163639 25 19162787 12 4016125124 20 1716263Dxx轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)向角(度度 分分 秒秒)坐標(biāo)增量坐標(biāo)增量（m)坐標(biāo)（坐標(biāo)（m)2)、實(shí)地放線 根據(jù)放線資料，首先置鏡于初測導(dǎo)線點(diǎn)c0上，后視c1，盤左、盤右撥角

9、，分中后定出c0JD0方向，在此方向上量出s 14547 m定出JD0點(diǎn)。然后依次在JD0、 JD1上安置經(jīng)緯儀，根據(jù)相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角和直線段長度，定出JD1、JD2交點(diǎn)。c0c1c2c4c3c5JD3JD2JD1JD0JD4 交點(diǎn)水平角（轉(zhuǎn)向角）應(yīng)使用DJ2或DJ6經(jīng)緯儀，采用正倒鏡測設(shè)。在限差范圍內(nèi)時，分中取平均位置。距離采用往返觀測，交點(diǎn)至轉(zhuǎn)點(diǎn)或轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的距離，在使用光電測距儀時不宜長于1 000 m，使用鋼卷尺時不宜長于400 m；地形平坦、視線清晰時，亦不應(yīng)長于500 m；而兩點(diǎn)間的最短距離不得短于50 m，當(dāng)短于50 m時應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)視點(diǎn)。 c0c1c2c4c3c5JD3JD2JD1JD0

10、JD4 釘設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)時，正、倒鏡的點(diǎn)位橫向誤差每100 m距離不應(yīng)大于5 mm；當(dāng)點(diǎn)間距離大于400 m時，最大點(diǎn)位橫向誤差不應(yīng)大于20 mm，在限差以內(nèi)分中定點(diǎn)。 在測設(shè)距離的同時，可以釘出直線上的中線樁（公里樁、百米樁、加樁）和曲線主點(diǎn)樁。c0c1c2c4c3c5JD3JD2JD1JD0JD4 (2)、支距法放線 此法適用于地形不太復(fù)雜，且定測中線靠近初測導(dǎo)線的路段。 工作程序?yàn)椋簻?zhǔn)備放線資料、放點(diǎn)、穿線、交點(diǎn)。 1)、準(zhǔn)備放線資料 從地形圖上選定一些導(dǎo)線點(diǎn)，用比例尺和量角器量出這些點(diǎn)到紙上定線的距離和角度，如圖中的14、15、16，這些點(diǎn)的選擇既要考慮測設(shè)方便，又要使用同一直線段上相鄰兩點(diǎn)間

11、通視，且兩點(diǎn)間距盡量遠(yuǎn)些；此外也可選取中線上的特征點(diǎn)，如明顯地物點(diǎn)、導(dǎo)線與中線相交點(diǎn)，即如圖中的P1、 P2 、 P3點(diǎn)。2)、實(shí)地放線 放點(diǎn)：實(shí)地測設(shè)方向，量出距離，定臨時支距 點(diǎn)，插上紅白旗標(biāo)出點(diǎn)位。 穿線 放出的均是獨(dú)立點(diǎn)，故放線誤差不會累積，但由于有誤差，故實(shí)地放出的同一直線上的各點(diǎn)并非在同一直線上，需調(diào)整到同一直線上，這一工作稱為穿線。 一種穿線方法是將經(jīng)緯儀安置于一個較高的臨時點(diǎn)上，照準(zhǔn)最遠(yuǎn)處的一個轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD），若中間各點(diǎn)偏離視線方向不大，則可將各點(diǎn)移動，標(biāo)定在視線方向上，并打樁釘上小釘ZDZD 延長直線 為了得到相鄰兩直線段的交點(diǎn)，一般采用盤左、盤右分中定點(diǎn)法來延長直線。如圖，欲

12、將AB延長，置經(jīng)緯儀于B點(diǎn)，盤左后視A點(diǎn)，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡后在視線方向上打一木樁，并在樁頂上標(biāo)出一點(diǎn)c1；然后盤右后視A點(diǎn)，倒鏡后在樁頂上標(biāo)出c2點(diǎn)，若c1c2之間的距離小于橫向誤差容許值時（見撥角放線要求），則取其中點(diǎn)c作為AB延長直線上的點(diǎn)，并釘一小釘標(biāo)之。 為保證延長直線的測設(shè)精度，前、后視線長度不能相差太大，且后視距離不能太短；對點(diǎn)和設(shè)點(diǎn)盡量采用垂球，且距離較遠(yuǎn)時，亦可用測釬或標(biāo)桿，但要盡量照準(zhǔn)其底部。AC2C1BC3)、交點(diǎn) 相鄰兩直線段在實(shí)地測設(shè)出來之后，將它們延長即可測設(shè)出直線的交點(diǎn)JD。交點(diǎn)是確定中線的直線段方向和測設(shè)曲線的重要控制點(diǎn)。ZDZDZDZDJD 如圖，將經(jīng)緯儀安置在直線的

13、轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD上，延長直線I1，估計(jì)在與直線相交處的前后打下a、b木樁，并在樁頂釘一小釘，拉上細(xì)線，此兩樁稱騎馬樁。然后用經(jīng)緯儀將直線I2延長，在視線與騎馬樁上的細(xì)線相交處訂上方木樁，然后懸吊垂球沿細(xì)線移動，當(dāng)垂球線與直線的視線方向重合時，即可定出交點(diǎn)位置，釘一小釘示之。ZDZDZDJDZDabI1I2(3)、極坐標(biāo)法放線 它是利用光電測距儀測距速度快、精度高的特點(diǎn)，可在一個導(dǎo)線點(diǎn)上安置測距儀，同時測設(shè)幾條直線上的若干個點(diǎn)，如圖。測距儀安置在導(dǎo)線點(diǎn)c4上，可同時測設(shè)出A、BG，大大提高了放線的效率。其距離、角度應(yīng)通過坐標(biāo)反算來確定，而且最后亦要經(jīng)過穿線來確定JD的位置。ACBC4C4JDEF2、中線

14、測設(shè) 放線工作完成之后，地面上已有了控制中線位置的轉(zhuǎn)點(diǎn)樁ZD和交點(diǎn)樁JD。依據(jù)ZD和JD樁，即可將中線樁詳細(xì)測設(shè)在地面上，這項(xiàng)工作通稱中線測量。它包括直線和曲線兩部分，此節(jié)先介紹直線測設(shè)，曲線測設(shè)在后面幾節(jié)中介紹。 中線上應(yīng)釘設(shè)公里樁、百米樁和加樁。直線上中樁間距不宜大于50m；在地形變化處或按設(shè)計(jì)需要應(yīng)另設(shè)加樁，加樁一般宜設(shè)在整米處。 中線距離應(yīng)用光電測距儀或鋼尺往返測量，在限差以內(nèi)時取平均值。 百米樁、加樁的釘設(shè)以第一次量距為準(zhǔn)。中樁樁位誤差，按測規(guī)要求不超過下列限差： 縱向?yàn)?m，橫向?yàn)?0 cm。 式中，s轉(zhuǎn)點(diǎn)至樁位的距離，以m計(jì)。1 . 02000s 定測直線轉(zhuǎn)點(diǎn)、交點(diǎn)、曲線主點(diǎn)樁等

15、控制樁，一般都應(yīng)固樁。固樁可埋設(shè)預(yù)制混凝土樁或就地灌注混凝土樁，樁頂埋入鐵釘。三、線路高程測量 鐵路新線的初測和定測階段都要進(jìn)行高程測量。它包括水準(zhǔn)點(diǎn)高程測量和中樁高程測量。 1、線路水準(zhǔn)點(diǎn)高程測量 線路水準(zhǔn)點(diǎn)高程測量現(xiàn)場稱基平測量基平測量。它的任務(wù)是沿線布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)、施測水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，作為線路及其它工種測量工作的高程控制點(diǎn)。1)、水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè) 定測階段水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)在初測水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 首先對初測水準(zhǔn)點(diǎn)逐一檢核，其不符值在限差以內(nèi)時，采用初測成果；若確認(rèn)超限，方能更改。 其次，若初測水準(zhǔn)點(diǎn)遠(yuǎn)離線路，則重新移設(shè)至距線路l00 m的范圍內(nèi)。 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)密度一般2 km設(shè)置一個，但長度在

16、300 m以上的橋梁和500 m以上的隧道兩端和大型車站范圍內(nèi)，均應(yīng)設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)。 水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在堅(jiān)固的基礎(chǔ)上或埋設(shè)混凝土的標(biāo)樁，以BM表示并統(tǒng)一編號。2)、水準(zhǔn)點(diǎn)高程測量其測量方法與要求同初測水準(zhǔn)點(diǎn)高程測量3)、跨河水準(zhǔn)測量 在鐵路水準(zhǔn)點(diǎn)測量中，當(dāng)跨越河流或深谷時，由于前、后視線長度相差懸殊及水面折光的影響，不能按通常的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測量。 當(dāng)跨越大河、深溝視線長度超過200 m時，應(yīng)按跨河水準(zhǔn)測量進(jìn)行，方法可參考高程控制測量部分。2、中樁高程測量 初測時中樁高程測量是測定導(dǎo)線點(diǎn)及加樁樁頂?shù)母叱虨榈匦螠y量建立圖根高程控制。定測時，則是測定中線上各控制樁、百米樁、加樁處的地面高程，為繪制線路縱斷面提

17、供資料。1)、中樁水準(zhǔn)測量 中樁水準(zhǔn)采用一臺水準(zhǔn)儀單程測量，水準(zhǔn)路線應(yīng)起閉于水準(zhǔn)點(diǎn)。中樁高程宜觀測兩次，其不符值不應(yīng)超過l0 cm，取位至cm；中樁高程閉合差在限差以內(nèi)時不作平差。 中樁高程測量方法如圖所示。2)、中樁高程測量 將水準(zhǔn)儀安置于，讀取水準(zhǔn)點(diǎn)BMl上的尺讀數(shù)，作為后視讀數(shù)。然后依次讀取各中線樁的尺讀數(shù)，由于這些尺讀數(shù)是獨(dú)立的，不傳遞高程，故稱為中視讀數(shù)。最后讀取轉(zhuǎn)點(diǎn)Z1的讀數(shù)，作為前視讀數(shù)。再將儀器搬至，后視轉(zhuǎn)點(diǎn)Z1，重復(fù)上述方法，直至閉合于BM2。中視讀數(shù)讀至cm，轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)讀至mm。記錄、計(jì)算見下表.55.4501.246BM2.53.86355.3212.6101.458Z25

18、4.671.800+30053.682.790+26355.101.370+20055.81456.4730.4150.6590+158.24(Z1)55.650.580+10054.022.210+060水準(zhǔn)點(diǎn)高程：水準(zhǔn)點(diǎn)高程：BM1=52.460MB2=55.471實(shí)測閉合差：實(shí)測閉合差：fh=55.450-55.471=-21mm容許閉合差：容許閉合差：精度符合。精度符合。52.46056.2293.769MB1前視前視中視中視后視后視備注備注高程高程儀器高儀器高水準(zhǔn)尺讀數(shù)（水準(zhǔn)尺讀數(shù)（mm)測點(diǎn)測點(diǎn)mmFh701 . 250中樁水準(zhǔn)測量記錄中樁高程計(jì)算采用儀器視線高法，先計(jì)算出儀器視線

19、高Hi，即 Hi 后視點(diǎn)高程十后視讀數(shù)中樁高程 Hi 中視讀數(shù)在表1311中，并參考圖13一10（a），測站的視線高為： Hi 52.4603.76956.229 m中線樁DK000的高程為： Hi 2.2154.019 m，采用54.02 m轉(zhuǎn)點(diǎn)Z1的高程為： Hi 0.41555.814 m隧道頂部和個別深溝的中樁高程，可以采用三角高程測量法測定。3)、跨深谷的中樁水準(zhǔn)測量 線路中樁水準(zhǔn)測量，往往需要跨越深谷，如圖。為了避免因儀器通過谷底的多次安置中產(chǎn)生的誤差，可在測站1先讀取溝對岸的轉(zhuǎn)點(diǎn)2200的前視讀數(shù)，然后以支水準(zhǔn)路線形式測定谷底中樁高程；結(jié)束后，將儀器搬至測站4讀取轉(zhuǎn)點(diǎn)2200的后

20、視讀數(shù)。為了削減由于測站l前視距離長而產(chǎn)生的測量誤差，可將測站4的后視距離適當(dāng)加長。 另外，溝底中樁水準(zhǔn)測量因?yàn)槭侵疁?zhǔn)路線，故應(yīng)另行記錄。當(dāng)跨越的深谷較寬時，亦可采用跨河水準(zhǔn)測量方法。3、線路縱斷面圖 按照線路中線里程和中樁高程，繪制出沿線路中線地面起伏變化的圖，稱縱斷面圖。線路縱斷面圖中，其橫向表示里程，比例尺為110 000；縱向表示高程，比例尺為11 000，它比橫向比例尺大10倍，以突出地面的起伏變化。縱斷面圖上還包括線路的平面位置、設(shè)計(jì)坡度、地質(zhì)狀況等資料，因此，它是施工設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件之一，見圖1312。圖中各項(xiàng)內(nèi)容說明如下：工程地質(zhì)特征:填寫沿線地質(zhì)情況。路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高:是設(shè)計(jì)

21、路基的肩部標(biāo)高。設(shè)計(jì)坡度:是中線縱向的設(shè)計(jì)坡度，斜線方向代表縱坡度，斜線上方數(shù)字表示坡度的千分率（），下方數(shù)字表示坡段長度。地面標(biāo)高:為中樁高程。加樁:豎線表示百米樁和加樁的位置，數(shù)字表示至相鄰百米樁的距離。里程:表示勘測里程，在百米樁和公里樁處注字。線路平面:它是線路平面形狀示意圖，中央實(shí)線代表直線段；曲線段向下凸者為左轉(zhuǎn)，向上凸者為右轉(zhuǎn)，斜線代表緩和曲線，斜線間的直線為圓曲線。曲線起終點(diǎn)的里程，只注百米以下里程尾數(shù)。連續(xù)里程：表示線路自起點(diǎn)開始計(jì)算的里程公里數(shù)，短實(shí)線表示公里標(biāo)位置，下面注字為公里數(shù)，短線左側(cè)注字為公里標(biāo)至相鄰百米樁的距離。 圖的上部按比例繪出地面線及設(shè)計(jì)坡度線，注明沿線橋

22、涵、隧道、車站等建筑物的形式和中心里程，并注明沿線水準(zhǔn)點(diǎn)的位置和高程。工程地質(zhì)特征工程地質(zhì)特征路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)坡度設(shè)計(jì)坡度地面標(biāo)高地面標(biāo)高加樁里程加樁里程線路平面線路平面連續(xù)里程連續(xù)里程四、線路橫斷面測量 橫斷面是指沿垂直線路中線方向的地面斷面線。橫斷面測量的任務(wù)，是測出各中線樁處的橫向地面起伏情況，并按一定比例尺給出橫斷面圖。橫斷面圖主要用于路基斷面設(shè)計(jì)、土石方數(shù)量計(jì)算、路基施工放樣等。1、橫斷面測量的密度和寬度 橫斷面施測的密度和寬度，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)需要而定。一般應(yīng)在百米樁和線路縱、橫向地形明顯變化處及曲線控制樁處測繪橫斷面。在大橋橋頭、隧道洞口、擋土墻重點(diǎn)工程地段

23、及地質(zhì)不良地段，橫斷面應(yīng)適當(dāng)加密。 橫斷面測繪寬度，根據(jù)地面坡度、路基中心填挖高度、設(shè)計(jì)邊坡及工程上的需要來決定。應(yīng)滿足路基、取土坑、棄土堆及排水溝設(shè)計(jì)的需要和施工放樣的要求。 2、 橫斷面方向的測定線路橫斷面方向，在直線上應(yīng)垂直線路中線；在曲線地段，則應(yīng)與測點(diǎn)處的切線相垂直。3、橫斷面測繪方法 橫斷面的測量方法很多，應(yīng)根據(jù)地形條件、精度要求和設(shè)備條件來選擇。常用的方法: (1)、經(jīng)緯儀視距法 經(jīng)緯儀安置在中線上，用視距測出橫斷面上各地形變化點(diǎn)的距離和高差。該法速度快、精度亦可滿足路基設(shè)計(jì)要求，尤其在橫向坡度較陡地區(qū)，優(yōu)點(diǎn)更明顯，是鐵路常用的橫斷面測量方法。(2)、經(jīng)緯儀測距法 經(jīng)緯儀安置在中

24、線點(diǎn)上，在橫斷面上地形變化處立標(biāo)桿。經(jīng)緯儀照準(zhǔn)標(biāo)桿上儀器高標(biāo)記讀取豎直角，用皮尺量出斜距，如圖。根據(jù)豎直角和斜距，繪出橫斷面圖。該法工效高且質(zhì)量較好。(3)、水準(zhǔn)儀法 水準(zhǔn)儀法是用方向架定方向，用皮尺量距，用水準(zhǔn)儀測高程，這種方法精度最高，僅適用于地形較平坦地段；但只安置一次儀器，可以測各個斷面。(4)、光電測距儀法 用光電測距儀測量橫斷面，不僅速度快、精度高，測站上儀器可以測多個斷面。值得注意的是，由于視線長，為防止各斷面點(diǎn)互相混淆，應(yīng)畫草圖，做好記錄。4、橫斷面測量的精度要求 測規(guī)規(guī)定，橫斷面檢測限差如下： 高程 （m） 距離 （m）1 . 0200100lh1 .0100l 式中 : h

25、檢查點(diǎn)至線路中樁的高差（m）。 l檢查點(diǎn)至線路中樁的水平距離（m）。 5、 橫斷面圖的繪制 橫斷面圖一般繪在毫米方格紙上，為便于路基斷面設(shè)計(jì)和面積計(jì)算，其水平距離和高程采用相同比例尺，一般為1:200，如圖。 橫斷面圖最好采取現(xiàn)場邊測邊繪的方法，這樣既可省去記錄，又可實(shí)地核對檢查，避免錯誤。若用全站儀測量、自動記錄，則可在室內(nèi)通過計(jì)算繪制橫斷面圖，大大提高工效。12-5 圓曲線的測設(shè) 鐵路線路平面曲線部分為兩種類型：一種是圓曲線，主要用于專用線和行車速度不高的線路上；另一種是帶有緩和曲線的圓曲線，鐵路干線上均用此種曲線。 曲線測設(shè)一般分兩步進(jìn)行，先測設(shè)曲線主點(diǎn)，然后依據(jù)主點(diǎn)詳細(xì)測設(shè)曲線。 曲線

26、測設(shè)常用方法：偏角法、切線支距法和極坐標(biāo)法。一、圓曲線要素計(jì)算與主點(diǎn)測設(shè) 為了測設(shè)圓曲線的主點(diǎn)，要先計(jì)算出圓曲線的要素。 1、圓曲線的主點(diǎn)，如圖所示：JD交點(diǎn)，即兩直線相交的點(diǎn)；ZY直圓點(diǎn)，按線路前進(jìn)方向由直線進(jìn)入曲線的分界點(diǎn)；QZ曲中點(diǎn)，為圓曲線的中點(diǎn)；YZ圓直點(diǎn)，按線路前進(jìn)方向由圓曲線進(jìn)入直線的分界點(diǎn)。ZY、QZ、YZ三點(diǎn)稱為圓曲線的主點(diǎn)。2、圓曲線要素及其計(jì)算T切線長，為交點(diǎn)至直圓點(diǎn)或圓直點(diǎn)的長度；L曲線長，即圓曲線的長度（自ZY經(jīng)QZ至YZ的弧線長度）；E0外矢距，為JD至QZ的距離。T、L 、E0稱為圓曲線要素。 轉(zhuǎn)向角。沿線路前進(jìn)方向，下一條直線段向左轉(zhuǎn)則為 ； 向右轉(zhuǎn)則為 。R圓

27、曲線的半徑。 、R為計(jì)算曲線要素的必要資料，是已知值?？捎赏鈽I(yè)直接測出，亦可由紙上定線求得；R為設(shè)計(jì)時采用的數(shù)據(jù)。圓曲線要素的計(jì)算公式，式中計(jì)算L時， 以度為單位。左右RRERLRT2sec 180 2tan 0外矢距曲線長切線長3、圓曲線主點(diǎn)里程計(jì)算 主點(diǎn)里程計(jì)算是根據(jù)計(jì)算出的曲線要素，由一已知點(diǎn)里程來推算，一般沿里程增加的方向由ZYQZYZ進(jìn)行推算。 如上例己知ZY點(diǎn)的里程為DK53621.56，則各主點(diǎn)里程計(jì)算如下： ZYDK53+621.56 +L/2 243.14 QZDK53+864.70 +L/2 243.14 YZ DK 54+107.84 若已知交點(diǎn)JD的里程，則需計(jì)算出ZY

28、或YZ的里程，由此推算其它主點(diǎn)的里程。4、主點(diǎn)的測設(shè) 在交點(diǎn)（JD）上安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)直線I方向上的一個轉(zhuǎn)點(diǎn)，在視線方向上量取切線長T得ZY點(diǎn)，瞄準(zhǔn)直線II方的上的一個轉(zhuǎn)點(diǎn)，量T得YZ點(diǎn)；將視線轉(zhuǎn)至內(nèi)角平分線上量取E0，用盤左、盤右分中得QZ點(diǎn)。在ZY、QZ、YZ點(diǎn)均要打方木樁上釘小釘以示點(diǎn)位。 為保證主點(diǎn)的測設(shè)精度，以利曲線詳細(xì)測設(shè)，切線長度應(yīng)往返丈量，其相對較差不大于1/2000時，取其平均位置。二、偏角法測設(shè)圓曲線 僅將曲線主點(diǎn)測設(shè)于地面上，還不能滿足設(shè)計(jì)和施工的需要，為此應(yīng)在兩主點(diǎn)之間加測一些曲線點(diǎn)，這種工作稱圓曲線的詳細(xì)測設(shè)。曲線上中樁間距宜為20 m；若地形平坦且曲線半徑大于800

29、 m時，圓曲線內(nèi)的中樁間距可為40 m；且圓曲線的中樁里程宜為20 m的整倍數(shù)。在地形變化處或按設(shè)計(jì)需要應(yīng)另設(shè)加樁，則加樁宜設(shè)在整米處。 偏角法是曲線測設(shè)中最常用的方法。 1、偏角法測設(shè)曲線的原理 (1)、測設(shè)原理 偏角法實(shí)質(zhì)上是一種方向距離交會法。 偏角即為弦切角。 偏角法測設(shè)曲線的原理是：根據(jù)偏角和弦長交會出曲線點(diǎn)。ZYJDic1iic1O (2)、弦長計(jì)算 鐵路曲線半徑一般很大，20 m的圓弧長與相應(yīng)的弦長相差很小，如R = 450 m時，弦弧差為2 mm，兩者的差值在距離丈量的容許誤差范圍內(nèi)，因而通常情況下，可將20 m的弧長當(dāng)作弦長看待；只有當(dāng)R 400 m時，測設(shè)中才考慮弦弧差的影

30、響。ZYJDic1iic1O(3)、偏角計(jì)算由幾何學(xué)得知，曲線偏角等于其弦長所對圓心角的一半。圖中，ZY1點(diǎn)的曲線長為K，它所對的圓心為 ，則其對應(yīng)的偏角為 式中，R為曲線半徑；K為置鏡點(diǎn)至測設(shè)點(diǎn)的曲線長。若測設(shè)點(diǎn)間曲線長相等，設(shè)第1點(diǎn)偏角為 ，則各點(diǎn)偏角依次180RK18022RK11131232nnZYOJD2112K1 由于測規(guī)規(guī)定，圓曲線的中樁里程宜為20 m的整倍數(shù)，而通常在ZY、QZ、YZ附近的曲線點(diǎn)與主點(diǎn)間的曲線長不足20 m，則稱其所對應(yīng)的弦為分弦。分弦所對應(yīng)的偏角可按式下來計(jì)算。JD2112KZY1802KR2、圓曲線詳細(xì)測設(shè)舉例 圓曲線詳細(xì)測設(shè)前，曲線主點(diǎn)ZY、QZ、YZ己

31、測設(shè)好，因此通常以ZY點(diǎn)和YZ點(diǎn)為測站，分別測設(shè)ZYQZ和YZQZ曲線段，并閉合于QZ作檢核。 以上例資料為依據(jù)，舉例說明測設(shè)的步驟與方法。(1)以ZY為測站 1)、偏角計(jì)算 已知ZY里程為DK53+621.56，QZ為DK53+864.70，R 500 m，曲線ZYQZ為順時針轉(zhuǎn)。偏角資料計(jì)算見下表。由于偏角值與度盤讀數(shù)增加方向一致，故稱“正撥”。13 55 514.70QZ3+864.713 39 4220+6802 12 0920+6601 03 2418.44+640后視后視JD校核校核0 00 00ZY3+621.5備注備注偏角偏角點(diǎn)間曲線點(diǎn)間曲線長長(m)置鏡點(diǎn)及置鏡點(diǎn)及測設(shè)里程測

32、設(shè)里程JD2112KZY18022RK2)、測設(shè)方法 置經(jīng)緯儀于ZY點(diǎn)，盤左以00000后視JD； 打開照準(zhǔn)部并轉(zhuǎn)動之，當(dāng)水平度盤讀數(shù)為10324時制動照準(zhǔn)部；然后由ZY點(diǎn)開始沿視線方向丈量18.44 m， 得l點(diǎn)，并打下木板樁； 松開照準(zhǔn)部，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)度盤讀數(shù)為21209時制動照準(zhǔn)部，由1點(diǎn)丈量20 m，視線與鋼尺20 m分劃相交處即為2點(diǎn)； 同法，依次測出3，4直至QZ。JD2112KZY 測得QZ點(diǎn)后，與主點(diǎn)QZ位置進(jìn)行閉合校核。當(dāng)閉合差合 限時（縱向?yàn)?/2 000，橫向?yàn)?0 cm），曲線點(diǎn)位一般 不再作調(diào)整；若閉合差超限，則應(yīng)查找原因并重測。 偏角法的優(yōu)點(diǎn)是有閉合條件做校核，缺點(diǎn)

33、是測設(shè)誤差累積。(2)、以YZ為測站 如圖，曲線YZQZ為逆時針，偏角資料計(jì)算應(yīng)采用“反撥”值，見下表。由于偏角值與度盤讀數(shù)減少方向一致，故稱“反撥”。其測設(shè)方法同l。JD2112KYZ1346 04 0915.30QZ3+864.70356 56 45203+880358 24 1820+80359 33 037.84+100后視后視JD校核校核0 00 00YZ4+107.81備注備注偏角偏角點(diǎn)間曲線點(diǎn)間曲線長長(m)置鏡點(diǎn)及測置鏡點(diǎn)及測設(shè)里程設(shè)里程三、長弦偏角法測設(shè)圓曲線 利用光電測距儀配合帶有編程功能的計(jì)算器來測設(shè)曲線，采用長弦偏角法最適宜，如圖。 知道了曲線點(diǎn)的測設(shè)里程，即測設(shè)的曲線

34、長L，即可進(jìn)行計(jì)算，其資料計(jì)算公式如下： 為測設(shè)點(diǎn) i 的偏角和弦長。 180 22 siniiiiiLRcRiic ,xiZYJDyiiic1i 測設(shè)時，將測距儀安置于ZY點(diǎn)上，以JD為后視00000方向，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)偏角，持鏡者沿長弦視線方向移動，司鏡人員用測距儀的跟蹤測量法跟蹤，當(dāng)顯示數(shù)字與弦長接近時，反光鏡停下，正式測出斜距和豎直角，然后算出水平距離；當(dāng)平距與弦長相差1 m左右時，用2m的鋼卷尺直接量距并釘下木板樁，再將反光鏡安于木樁上來校核距離，與弦長相差1 cm之內(nèi)即可。 長弦偏角法不僅可以跨越地面上的障礙，而且精度高、速度快，是一種能適用于各種地形的測設(shè)方法。xiZYJDyiiic

35、1i 四、切線支距法測設(shè)圓曲線 切線支距法，實(shí)質(zhì)為直角坐標(biāo)法。它是以ZY或YZ為坐標(biāo)原點(diǎn)，以ZY（或YZ）的切線為x軸，切線的垂線為y軸。x軸指向JD，y軸指向圓心O，曲線點(diǎn)的測設(shè)坐標(biāo)按下式計(jì)算: 式中，Li為曲線點(diǎn)i至ZY（或YZ）的曲線長。Li一般定為10 m、20 m、，已知R，即可計(jì)算出(xi，yi) 。sin(1 cos)180iiiiiixRyRLRZYX(JD)YLii(xi,yi)iR 測設(shè)時從ZY或YZ開始，沿切線方向直接量出xi并釘樁，若yi較小時，可用方向架或直角器在xi點(diǎn)測設(shè)曲線點(diǎn)，當(dāng)yi較大時，應(yīng)在xi處安置經(jīng)緯儀來測設(shè)。 切線支距法簡單，各曲線點(diǎn)相互獨(dú)立，無測量誤差

36、累積。但由于安置儀器次數(shù)多，速度較慢，同時檢核條件較少，故一般適用于半徑較大、y值較小的平坦地區(qū)曲線測設(shè)。ZYX(JD)YLii(xi,yi)iR12-5 緩和曲線的性質(zhì)一、緩和曲線的作用二、緩和曲線的性質(zhì)三、緩和曲線的插入方法四、緩和曲線的方程五、緩和曲線常數(shù)的計(jì)算 外軌超高:當(dāng)列車以高速由直線進(jìn)入曲線時，就會產(chǎn)生離心力，危及列車運(yùn)行安全和影響旅客的舒適。為此要使曲線外軌比內(nèi)軌高些，使列車產(chǎn)生一個內(nèi)傾力以抵消離心力的影響。為了解決超高引起的外軌臺階式升降，需在直線與圓曲線間加入一段曲率半徑逐漸變比的過渡曲線，這種曲線稱緩和曲線。 軌距加寬:當(dāng)列車由直線進(jìn)入圓曲線時，由于慣性力的作用，使車輪對

37、外軌內(nèi)側(cè)產(chǎn)生沖擊力，為此，加設(shè)緩和曲線以減少沖擊力。再者，為避免通過曲線時，由于機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架的原因，使輪軌產(chǎn)生側(cè)向摩擦，圓曲線的部分軌距應(yīng)加寬，這也需要在直線和圓曲線之間加設(shè)緩和曲線來過渡。N1FP一、緩和曲線的作用二、緩和曲線的性質(zhì)式中， 是一個常數(shù)，稱為緩和曲線的半徑變更率。當(dāng) 時， ，所以有式中 為緩和曲線總長。 是緩和曲線的必要條件0ll1 Cll或R 緩和曲線是直線與圓曲線間的一種過渡曲線。它與直線分界處的半徑為 ，與圓曲線相連處的半徑與圓曲線半徑R 相等。緩和曲線上任一點(diǎn)的曲率半徑與該點(diǎn)到曲線起點(diǎn)的長度成反比,如圖所示：0RlCC0l直線直線直線直線l ll l0 0R 圓曲線圓

38、曲線ZHZHHYHYJDJDP Pl ll l0 0R緩和曲線緩和曲線圓曲線圓曲線ZHZHHYHYJDJDP P lC 三、緩和曲線的插入方法 緩和曲線是在不改變曲線段方向和保持圓曲線半徑不變的條件下，插入到直線段和圓曲線之間; 如下圖所示。緩和曲線的一半長度處在原圓曲線范圍內(nèi)，另一半處在原直線段范圍內(nèi); 圓曲線沿垂直切線方向向里移動距離p，圓心由 移至O; 插入緩和曲線后，使原來的圓曲線長度變短了; 插入緩和曲線之后，曲線主點(diǎn)有5個：直緩點(diǎn)ZH、緩圓點(diǎn)HY、曲中點(diǎn)QZ、圓緩點(diǎn)YH及緩直點(diǎn)HZ。sec2O OpO三、緩和曲線的插入方法ZHHZE0OQZYHHYTRTR00Omm0l0l四、緩和

39、曲線方程式 在以直緩點(diǎn)（ZH）或緩直點(diǎn)（HZ）為坐標(biāo)原點(diǎn)；通過該點(diǎn)的緩和曲線切線為x軸的坐標(biāo)系中，按 導(dǎo)出的緩和曲線方程為: 根據(jù)測設(shè)要求的精度，舍去高次項(xiàng)，并顧及 ，則緩和曲線上任一點(diǎn)的直角坐標(biāo)（x、y）為: lC5924711354034563633642240llxlCClllyCCC 52 2030406lxlR llyRl0CR lxlZH(JD)yPYHxy四、緩和曲線方程式返回返回m0ZHHYORixixyiypilxy0illn 2 圓曲線部分方程式sin (1cos)iiiixRmyRp00180iillR在以直緩點(diǎn)（ZH）或緩直點(diǎn)（HZ）為坐標(biāo)原點(diǎn)；通過該點(diǎn)的緩和曲線切線為

40、x軸的坐標(biāo)系中圓曲線部分方程式五、緩和曲線常數(shù)的計(jì)算 、 、m、p、x0、y0等稱為緩和曲線常數(shù)，其物理含義及幾何關(guān)系由下圖所示： 緩和曲線的切線角，即HY（或YH）點(diǎn)的切線角與ZH（或HZ）點(diǎn)切線的交角；亦即圓曲線一端延長部分所對應(yīng)的圓心角。 緩和曲線的總偏角。000000000300224200031802118036224024268824lRlRllmRlllpRRRm 切垂距，即ZH（或HZ）到圓心O向切線所作垂線垂足的距離。p 圓曲線的內(nèi)移量，為垂線長與圓曲線半徑R之差。x0、y0計(jì)算見前面式，其它常數(shù)的計(jì)算公式如下：五、緩和曲線常數(shù)的計(jì)算ZHQZYHHZHYJDPmO0R0000

41、b（ ） 00000300224200031802118036224024268824lRlRllmRlllpRRR126 緩和曲線連同圓曲線的測設(shè) 一、偏角法測設(shè)曲線 二、切線支距法測設(shè)曲線 三、長弦偏角法測設(shè)曲線0b0bZHJDi01HYxy （一）曲線綜合要素計(jì)算 由圖可知，曲線綜合要素計(jì)算公式如下： 000 () tan 2(2)2180180 () sec 2 2- TmRpRRLllERpRqT L切線長曲線長外矢距切曲差一、偏角法測設(shè)曲線n緩和曲線的已知數(shù)據(jù)（ ，R ， ， ZH里程)0l一、偏角法測設(shè)曲線ZHHZE0OQZYHHYY0mTRmTR0l0l00(二)、主點(diǎn)的里程計(jì)

42、算與測設(shè) 1主點(diǎn)里程計(jì)算ZH33+424.67+l0 60HY33+484.67+L/2-l0 94.82QZ33+579.49+L/2-l0 94.82YH33+674.31+l0 60HZ33+734.31ZH33+424.67+2T 315.1233+739.79-q 5.47HZ33+734.32 (校核校核)2主點(diǎn)的測設(shè) 主點(diǎn)ZH、HZ、QZ的測設(shè)方法同前述圓曲線 緩圓點(diǎn)HY和圓緩點(diǎn)YH的測設(shè)通常采用切線支距法，如圖所示。自ZH（或HZ）沿切線方向量取x0，打樁、釘小釘，然后將經(jīng)緯儀架在該樁上，后視切線沿垂直方向量取y0，打樁、釘小釘，得HY（或YH）點(diǎn)。 為保證主點(diǎn)測設(shè)精度，角度測

43、回法分中定點(diǎn)，距離往返丈量，在限差以內(nèi)取平均值。ZHHZE0QZYHHYTx0y0JD（三）緩和曲線的詳細(xì)測設(shè)如圖所示：0b0bZHJDi011HY（1）找出緩和曲線上任意一點(diǎn)）找出緩和曲線上任意一點(diǎn)偏角偏角、反偏反偏角角、切線角切線角之間的關(guān)系之間的關(guān)系（2）找出）找出之間的關(guān)系之間的關(guān)系（三）緩和曲線的詳細(xì)測設(shè) 式中，式中， 為緩和曲線上任一點(diǎn)的正偏角，為緩和曲線上任一點(diǎn)的正偏角，b b為該點(diǎn)的反為該點(diǎn)的反偏角。偏角。 同理可得：同理可得：002b302020 sin() 6180 61802 3 2 yllyRllRllRlb很 小又故 緩和曲線上任一點(diǎn)i 的偏角為：0b0bZHJDi011HY 由式 、 得出結(jié)論（a）：緩和曲線上任一點(diǎn)后視起點(diǎn)的反偏角，等于由起點(diǎn)測設(shè)該點(diǎn)正偏角的二倍。 在鐵路設(shè)計(jì)中，緩和曲線長度均為10 m的整倍數(shù)，為測設(shè)方便，一般每10 m測設(shè)一點(diǎn)。 若將緩和曲線等分為N 段，則各分段點(diǎn)的偏角之間有如下關(guān)系：設(shè) 為第1點(diǎn)的偏角， 為第i點(diǎn)的偏角，則可得：2b （三）緩和曲線的詳細(xì)測設(shè)002b1i206iilR l2221212:nnlll0b0bZHJDi011HY 由上式得出結(jié)論（b）：偏角與測點(diǎn)到緩和曲線起點(diǎn)