公路中線測量的方式與方法實用教案

1、8-2路線(lxin)交點和轉(zhuǎn)點的測設(shè) 一、交點的測設(shè) 公路路線(lxin)的轉(zhuǎn)折點稱為交點，用JD表示。對于一般低等級的公路，通常采用一次定測的方法直接放線，在現(xiàn)場標(biāo)定交點位置。對于高等級的公路或地形復(fù)雜的地段，需在帶狀地形圖上進(jìn)行紙上定線，然后把紙上定好的路線(lxin)放到路面上，一般采用穿線交點法和撥角放線法標(biāo)定交點位置。 第1頁/共41頁第一頁，共42頁。 二、轉(zhuǎn)點的測設(shè) 在相鄰交點間距離較遠(yuǎn)或不通視的情況(qngkung)下，需在其連線上測設(shè)一些供放線、交點、測角、量距時照準(zhǔn)之用的點，這樣的點稱為轉(zhuǎn)點，其測設(shè)方法如下。如圖8-10所示，JD1、JD2為相鄰不通視的交點，ZD為初定轉(zhuǎn)

2、點，現(xiàn)欲在不移動交點的條件下精確定出轉(zhuǎn)點ZD，具體方法是這樣的：將經(jīng)緯儀安置于ZD，后視JD1，用正倒鏡分中法得JD2，用視距法測定前后交點與ZD的視距分別為D1、D2。如果JD2與JD2的偏差為f，則ZD應(yīng)橫移的距離e可用下式計算：第2頁/共41頁第二頁，共42頁。 按計算值e移動ZD定出ZD，然后將儀器移至ZD，檢查ZD是否位于(wiy)兩交點之連線上，如果偏差在容許范圍內(nèi)，則ZD可作為JD5與JD6間的轉(zhuǎn)點。 fDDDe211第3頁/共41頁第三頁，共42頁。8-3路線轉(zhuǎn)角的測定和里程(lchng)樁的設(shè)置 一、路線轉(zhuǎn)角的測定 1 路線右角的觀測 按路線的前進(jìn)方向，以路線為界，在路線右側(cè)

3、(yu c)的水平角稱為右角，如圖8-11中所示的12。在中線測量中，一般是采用測回法測定。上、下兩個半測回所測角值的不符值視公路等級而定：高速公路、一級公路為20；二級及二級以下的公路為60。如在容許范圍內(nèi)，可取兩個半測回的平均值作為最后結(jié)果。 第4頁/共41頁第四頁，共42頁。 2轉(zhuǎn)角(zhunjio)的計算 當(dāng)右角測定以后，根據(jù)值計算路線交點處的轉(zhuǎn)角(zhunjio)。當(dāng)180時為右轉(zhuǎn)角(zhunjio)（路線向右轉(zhuǎn)）。當(dāng)180時為左轉(zhuǎn)角(zhunjio)（路線向左轉(zhuǎn) ） ， 左 轉(zhuǎn) 角 ( z h u n j i o ) 和 右 轉(zhuǎn) 角(zhunjio)按下式計算： 右=180 180

4、 左=180 180 第5頁/共41頁第五頁，共42頁。 3分角線方向(fngxing)的標(biāo)定 由于測設(shè)平曲線的需要，測角組同時要在路線設(shè)置曲線的一側(cè)把分角線的方向(fngxing)標(biāo)定出來，在右角測定后，如圖所示，測定后，儀器處于盤 右 ， 瞄 準(zhǔn) 前 視 Z D 的 狀 態(tài) ， 設(shè) 此 時 水 平 盤 的 讀 數(shù) 為 ， 則 分 角 線 方 向(fngxing)值（即瞄準(zhǔn)分角線方向(fngxing)時水平度盤讀數(shù)）應(yīng)為： 2第6頁/共41頁第六頁，共42頁。 4測定后視方向的視距 在中線測量中，為防止丈量距離時的錯誤，要求測角組還要用視距測量的方法（或測距儀、全站儀）測定兩交點（轉(zhuǎn)點）間的

5、距離，作為中樁組量距時校核(xio h)用。 5磁方位角的觀測與推算 為了保證測角的精度，測角組還需進(jìn)行路線角度閉合差的校核(xio h)，當(dāng)路線導(dǎo)線與高級控制點連接時，可按附合導(dǎo)線的計算方法計算角度閉合差，如在限差內(nèi)，則可進(jìn)行閉合差的調(diào)整。當(dāng)路線無法與高級控制點聯(lián)測時，一般來說應(yīng)每天作業(yè)開始與收工時，測磁方位角至少一次，以便與推算的磁方位角核對（按式8-4）其誤差不得超過2，超過限差，要查明原因及時糾正，若符合要求，則可繼續(xù)測下去。 Ai=A0+右左 式中： A0起始導(dǎo)線邊的磁方位角； 右計算導(dǎo)線邊以前所有右轉(zhuǎn)角之和； 左計算導(dǎo)線邊以前所有左轉(zhuǎn)角之和； 第7頁/共41頁第七頁，共42頁。二、

6、里程(lchng)樁的設(shè)置 為了確定路線中線(zhngxin)的位置和路線的長度，滿足縱、橫斷面測量的需要以及為以后路線施工放樣打下基礎(chǔ)，必須由路線的起點開始每隔一段距離釘設(shè)木樁標(biāo)志，稱為里程樁。里程樁亦稱中樁，樁點表示路線中線(zhngxin)的具體位置。 里程樁分為整樁和加樁兩種。 1 整樁 在直線上和曲線上，其樁距按規(guī)定的要求而設(shè)。它的里程樁號均為整數(shù)，且為要求樁距的整倍數(shù)。 當(dāng)量距每至百米及千米時，要釘設(shè)百米樁及公里樁。 2加樁 加樁又分為地形加樁、地物加樁、曲線加樁、地質(zhì)加樁、斷鏈加樁和行政區(qū)域加樁等。第8頁/共41頁第八頁，共42頁。樁位標(biāo)志(biozh)示意圖 第9頁/共41頁第

7、九頁，共42頁。8-4 圓曲線(qxin)測設(shè) 圓曲線又稱單曲線，是由一定半徑的圓弧構(gòu)成，它是路線彎道中最基本的平曲線形式。 一、圓曲線的主點測設(shè) 設(shè)在交點JD處相鄰(xin ln)兩直線邊與半徑為R的圓曲線相切，其切點ZY和YZ稱為曲線的起點和終點；分角線與曲線相交的交點QZ稱為曲線中點，如圖所示，它們統(tǒng)稱為圓曲線主點，其位置是根據(jù)曲線要素確定的。 第10頁/共41頁第十頁，共42頁。第11頁/共41頁第十一頁，共42頁。 1圓曲線要素 單圓曲線有下列六個要素： a-偏角（又稱轉(zhuǎn)折角）是用經(jīng)緯儀在交點處測得； R-圓曲線半徑，是根據(jù)工程要求結(jié)合( jih)地形條件選定的。 a與R確定曲線形狀

8、的基本要素，根據(jù)它們可計算以下四個要素，由圖可以看出： 切線長 曲線長2tgRT180RL第12頁/共41頁第十二頁，共42頁。 外矩 切曲差 D=2T-L 2.主點里計算 交點JD的里程已由中線丈量時獲得。由于中線并不經(jīng)過交點，故曲線中點(zhn din)QZ和終點YZ的里程，必須由起點ZY的里程沿曲線長度推算，其算式如下： 起點ZY樁號=交點JD樁號切線長 終點YZ樁號=起點ZY樁號+曲線長 中點(zhn din)QZ樁號=終點YZ樁號曲線長 交點JD樁號=中點(zhn din)QZ樁號+切曲差（校核）) 12(secRE第13頁/共41頁第十三頁，共42頁。 3主點測設(shè) 從交點沿后視方向

9、，量取切線長T，可得曲線起點ZY。沿前視方向量取切線長T，可得曲線終點YZ。最后沿分角線方向量最取外距E，即得曲線中點QZ。主點上控制樁，在測設(shè)時應(yīng)進(jìn)行校核，并保證一定(ydng)的精度。 第14頁/共41頁第十四頁，共42頁。 例1 1：設(shè)某交點JDJD里程(lchng)(lchng)為K2+968.43K2+968.43，圓曲線半徑R=200mR=200m，測得其偏角為34341212，計算各要素和各主點樁號。 1. 1.計算各曲線要素。 T=200T=200tg17tg1706=61.53 (m)06=61.53 (m) 119.38 (m)119.38 (m) E=200(sec17E

10、=200(sec1706-1)=9.25(m)06-1)=9.25(m) D=2D=261.53-119.38=3.68 (m)61.53-119.38=3.68 (m) 第15頁/共41頁第十五頁，共42頁。 2計算(j sun)各主點的樁號。 JD K2+968.43 ）T 61.53 ZY K2+906.90 +)L 119.38 YZ K3+026.28 )L/2 59.69 QZ K2+966.59 +)D/2 1.84 JD K2+968.43 （計算(j sun)無誤）第16頁/共41頁第十六頁，共42頁。二、圓曲線(qxin)(qxin)的詳細(xì)測設(shè) 圓曲線的詳細(xì)測設(shè)方法很多，可

11、根據(jù)地形情況。工程要求，測設(shè)精度等靈活采用。下面介紹切線支距法和偏角法。 1切線支距法 這種方法是以曲線起點YZ或終點ZY為坐標(biāo)(zubio)原點，以切線為X軸，以過原點的半徑為Y軸，根據(jù)曲線上各點的坐標(biāo)(zubio)（X，Y）進(jìn)行測設(shè)，故又稱直角坐標(biāo)(zubio)法。 如圖所示，設(shè)P1、P2為曲線上的待測點，為它們的樁距（弧長），其所對的圓心角為，由圖可以看出 ：第17頁/共41頁第十七頁，共42頁。180,)cos1 (sinRlRyRx式中第18頁/共41頁第十八頁，共42頁。 測設(shè)時，為了避免支距y過大，一般由曲線兩端向中間設(shè)置，其步驟如下：首先沿切線方向(fngxing)，由ZY或Y

12、Z開始用卷尺量取x值，得到垂足點；在各垂足點作垂線方向(fngxing)，量取y值，即可定出曲線點P。垂線方向(fngxing)可用方向(fngxing)架或經(jīng)緯儀定出，當(dāng)y值小于1m時，可目估確定。在測設(shè)時，可量所定各點向弦長進(jìn)行校核。 第19頁/共41頁第十九頁，共42頁。 2偏角法 是以曲線起點ZY或終點YZ至曲線任一點Pi的弦線與切線T之間的弦切角（這里稱為偏角）i和弦長ci來確定Pi點的位置。 如圖所示，根據(jù)(gnj)幾何原理，偏角i等于相應(yīng)弧長所對的圓心角i的一半，即i= 。 2i第20頁/共41頁第二十頁，共42頁。偏角法：第21頁/共41頁第二十一頁，共42頁。8-5 虛交 虛

13、交是指路線的交點（JD）處不能設(shè)樁，更無法安置儀器（如交點落于河中、深谷下，峭壁上或建筑物上等），此時測角、量距無法直接按前述方法進(jìn)行。有是交點雖設(shè)樁和安置儀器，但因轉(zhuǎn)角較大(jio d)，交點遠(yuǎn)離曲線，也可做虛交處理。 第22頁/共41頁第二十二頁，共42頁。虛交圖第23頁/共41頁第二十三頁，共42頁。 如圖8-18可知：在由輔助點A、B和虛交點JD構(gòu)成的三角形中，應(yīng)用邊角關(guān)系及正弦定理可得：=A+B 根據(jù)轉(zhuǎn)角(zhunjio)和選定的半徑R，即可算得切線長T和曲線長L，再由a、b、T，計算輔助點A、B至曲線ZY點和YZ點的距離t1和 t2:： t1=Ta 、 t2=Tbsinsin)18

14、0sin(sinBBABABasinsin)180sin(sinAAABABb第24頁/共41頁第二十四頁，共42頁。 如果計算(j sun)出的t1、 t2出現(xiàn)負(fù)值，說明曲線的ZY點、YZ點位于輔助點與虛交點之間。根據(jù)t1、 t2即可定出曲線的ZY點和YZ點。A點的里程量出后，曲線主點的里程亦可算出。 曲中點QZ的測設(shè)，可采用以下方法： 如上圖所示，設(shè)MN為QZ點的切線，則： T=Rtan 測設(shè)時由ZY和YZ點分別沿切線量出T得M點和N點，再由M點或N點沿MN或NM方向量出T即得QZ點。 曲線主點定出后，即可用切線支距法或偏角法進(jìn)行曲線詳細(xì)測設(shè)。 4第25頁/共41頁第二十五頁，共42頁。

15、例：如圖8-18，測得A=1518，B=1822，AB=54.68m，選定(xun dn)半徑R=300m，A點的里程樁號為K9+048.53。試計算測設(shè)主點的數(shù)據(jù)及主點的里程樁號。 解：由A=1518=15.3，B=1822=18.367得： =A+B=1518+1822=3340=33.667 根據(jù)=3340，R=300m，計算T和L： 第26頁/共41頁第二十六頁，共42頁。 T= =300tan =90.77m L=R =30033.667 =176.28m 2tanR2667.33180180sinsinBABa 667.33sin367.18sin68.54m08.31sinsin

16、aABb 667.33sin3 .15sin68.54m03.26第27頁/共41頁第二十七頁，共42頁。 因此(ync)：t1=T-a=90.77-31.08=59.69m t2=T-b=90.77-26.03=64.74m 為測設(shè)QZ點，計算T如下： T=Rtan =300tan =44.39m24667.33第28頁/共41頁第二十八頁，共42頁。 計算主點里程(lchng)如下： A點 K9+048.53 ）t1 59.69 ZY K8+988.84 +)L 176.28 YZ K9+165.12 )L/2 88.14 QZ K9+076.98第29頁/共41頁第二十九頁，共42頁。8

17、-6 緩和(hunh)曲線的測設(shè) 車輛在曲線上行駛，會產(chǎn)生離心力。由于離心力的作用，車輛將向曲線外側(cè)傾倒，影響車輛的安全行駛和順適。為了(wi le)減少離心力的影響，路面必須在曲線外側(cè)加高，稱為超高。在直線上超高為0，在圓曲線上超高為h，這就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R的曲線，使超高由零逐漸增加到h，同時實現(xiàn)曲率半徑的過渡，這段曲線稱為緩和曲線。 緩和曲線可采用回旋線（亦稱為輻射螺旋線），三次拋物線、雙紐線等線型。目前我國公路系統(tǒng)中，均采用回旋線作為緩和曲線。第30頁/共41頁第三十頁，共42頁。一、圓曲線帶有緩和(hunh)(hunh)曲線的主點測設(shè)

18、 1內(nèi)移值p與切線增值q 如圖所示，在直線與圓曲線之間插入緩和(hunh)曲線時，必須將原有的圓曲線向內(nèi)移動距離p，才能使緩和(hunh)曲線的起點位于直線方向上，這時切線增長q。公路上一般采用圓心不動的平行移動方法，即未設(shè)緩和(hunh)曲線時的圓曲線為FG，其半徑為（R+P）；插入兩段緩和(hunh)曲線AC和BD后，圓曲線向內(nèi)移，其保留部分為CMD，半徑為R，所對的圓心角為（20）。由圖可知： 第31頁/共41頁第三十一頁，共42頁。緩和(hunh)曲線圖：第32頁/共41頁第三十二頁，共42頁。 p= q= )cos1 (00 Ry0sin0Rx 將上式中cos0、sin0展開為級數(shù)(

19、j sh)，略去高次項，可得：p= q= Rls242232402Rllss第33頁/共41頁第三十三頁，共42頁。2曲線(qxin)測設(shè)元素 當(dāng) 測 得 轉(zhuǎn) 角 ， 圓 曲 線 半 徑 R 和 緩 和 曲 線 s 確 定 后 ， 即 可 按 下 列 公 式(gngsh)計算曲線測設(shè)元素。 切線(qixin)長 TH=（R+P）tg +q曲線長 LH= R （ = 2sl 2180)20lsR2180第34頁/共41頁第三十四頁，共42頁。其中圓曲線長Ly=R（ 外距 EH=（R+p）sec -R 切曲差 DH=2TH-LH 3主點測設(shè)根據(jù)交點的里程和曲線測設(shè)元素(yun s)，計算主點里程 直緩點 ZH=JDTH 緩圓點 HY=ZH+s180)202第35頁/共41頁第三十五頁，共42頁。 圓緩點 YH=HY+Ly 緩直點 HZ=YH+LS 曲