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全站儀進(jìn)行線路中線及縱橫斷面測(cè)設(shè)
—極坐標(biāo)法
—三角高程法中線測(cè)設(shè)基本知識(shí)鐵路(公路)工程測(cè)量中的中線測(cè)設(shè)是線路定測(cè)階段的主要工作,它的任務(wù)是把帶狀地形圖上設(shè)計(jì)好的線路中線測(cè)設(shè)到地面上,并用木(水泥)樁標(biāo)定出來(lái)。中線測(cè)設(shè)基本知識(shí)傳統(tǒng)測(cè)量方法中,將中線測(cè)設(shè)分為放線和中樁測(cè)設(shè)兩部分工作。放線是把紙上定線各交點(diǎn)間的直線段測(cè)設(shè)在地面上,常用的方法有撥角法、支距法和極坐標(biāo)法三種;中樁測(cè)設(shè)是沿著直線和曲線詳細(xì)測(cè)設(shè)中線樁,直線上可以用經(jīng)緯儀+鋼卷尺或極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)中線樁,曲線上則使用偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法等測(cè)設(shè)中線樁。中線測(cè)設(shè)基本知識(shí)隨著電子經(jīng)緯儀、測(cè)距儀、全站儀等測(cè)量?jī)x器的廣泛使用,極坐標(biāo)法以其靈活、方便、受地形條件限制少、測(cè)量誤差不累積、勞動(dòng)強(qiáng)度小的特點(diǎn),成為中線測(cè)設(shè)的主要方法。另外,中線測(cè)設(shè)也不再劃分為放線和中樁測(cè)設(shè)兩個(gè)階段,作業(yè)時(shí)一步到位,提高了作業(yè)效率。本章主要介紹全站儀極坐標(biāo)放樣方法。極坐標(biāo)法
直線部分中線坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)相鄰交點(diǎn)JD、或交點(diǎn)JD與直線轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD的坐標(biāo)可以反算出直線的坐標(biāo)方位角,再利用中線點(diǎn)里程、交點(diǎn)里程和坐標(biāo)正算公式,即可計(jì)算出直線部分中線點(diǎn)坐標(biāo),其中JDn的里程樁號(hào)為ln,i點(diǎn)的里程樁號(hào)為li。曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算為了計(jì)算方便,先建立切線支距坐標(biāo)系,α為線路的轉(zhuǎn)向角,d為道路中心線至邊線的距離。當(dāng)給定了設(shè)計(jì)曲線交點(diǎn)JD的坐標(biāo)(XJD,YJD)、ZH至JD的方位角A0、ZH點(diǎn)的里程L0以及曲線單元的左右偏情況(用cc表示,cc=-1表示左偏,cc=+1表示右偏),那么輸入曲線上任意一點(diǎn)P的里程LP,求出其在切線支距坐標(biāo)系下的設(shè)計(jì)坐標(biāo),再利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式,就可以求出P點(diǎn)在導(dǎo)線坐標(biāo)系下的統(tǒng)一坐標(biāo)了。
曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算
曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟1.曲線要素的計(jì)算:曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟1.曲線要素的計(jì)算:由圖中可看出,1)圓心由O移動(dòng)到O1,O-O1在過(guò)O1點(diǎn)到切線垂線上的投影為P=OO1?cos;2)加入了兩個(gè)緩和曲線長(zhǎng)l0,
圓曲線L0變短了,整個(gè)曲線變長(zhǎng)了。
3)切線變長(zhǎng)了;4)曲線的主點(diǎn)有五個(gè):直緩點(diǎn)(ZH)、緩圓點(diǎn)(HY)、曲中點(diǎn)(QZ)、圓緩點(diǎn)(YH)、緩直點(diǎn)(HZ)。曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟2.第一緩和曲線單元坐標(biāo)計(jì)算:若i在ZH~HY段時(shí),按切線支距法求出i點(diǎn)在ZH點(diǎn)切線支距坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(xi,yi)及i點(diǎn)切線的傾角β。設(shè)li=Li-L0,Li與L0分別為i點(diǎn)和ZH點(diǎn)的里程,則曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟2.第一緩和曲線單元坐標(biāo)計(jì)算:坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式Y(jié)
X
O
A0YO’XO’XP
YP
XPYPYXOP曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟3.圓曲線單元坐標(biāo)計(jì)算:曲線部分中線坐標(biāo)計(jì)算步驟4.第二緩和曲線單元坐標(biāo)計(jì)算:也可用求緩和曲線上任意點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算公式式中,當(dāng)曲線為右偏時(shí),K=1;當(dāng)曲線為左偏時(shí)K=-1。為ZH點(diǎn)到JD的方位角。CASIOfx—4800P程序?qū)崿F(xiàn)代碼LbI0:A“XA”:B“YA”:C“X[ZH]”:D“Y[ZH]”:F“C[ZH]”:E=F+90:W=W“W=1”+1:K“-1,+1”:V“1,2”:R:L“L0”G“XP”=(DcosF-CsinF)cosE-(BcosE-AsinE)cosF▲H“YP”=(DcosF-CsinF)sinE-(BcosE-AsinE)sinF▲V=2M=(-1)∧WM△N=N“N=0”+M:S“DKP”=Q“DK[ZH]”+N▲M=▲
U=:Pol(A-C,B-D):J<0J=J+360△J<FT“DL”=U▲≠T“DR”=U▲△AbsM>0.001Goto1:≠LbI1:X“X[ZH]”:Y“Y[ZH]”:Z“C[ZH]”:C=X+(N-N∧5÷(40R2L2))cos(360-Z)+K(N∧3÷(6RL))sin(360-Z):D=Y-(N-N∧5÷(40R2L2))sin(360-Z)+K(N∧3÷(6RL))cos(360-Z):F=Z+KN2÷(πRL)╳90:Goto0Goto0△曲線部分邊樁坐標(biāo)計(jì)算步驟5.線路左右兩側(cè)邊樁的坐標(biāo)計(jì)算公式
曲線部分邊樁坐標(biāo)計(jì)算步驟道路中線測(cè)站導(dǎo)線點(diǎn)D2后視導(dǎo)線點(diǎn)D1坐標(biāo)測(cè)設(shè)方法計(jì)算實(shí)例某右偏角曲線α=76°00′00″,半徑R=300m,緩和曲線長(zhǎng)度l0=60m,交點(diǎn)里程K0+356.066,交點(diǎn)坐標(biāo)(402571.484,405551.638),線路起點(diǎn)里程K0+000.000,起點(diǎn)坐標(biāo)(402260.166,405378.825)。線路附近的導(dǎo)線點(diǎn)D01(402331.230,405488.9772),D02(402519.922,405452.714),D03(402675.998,405486.7120)。計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例中樁高程測(cè)量(縱斷面測(cè)量)中樁高程測(cè)量是在中樁放樣的同時(shí)進(jìn)行的。在中樁位置立棱鏡,輸入儀器高和棱鏡高,即可利用全站儀“三維坐標(biāo)測(cè)量”功能,在(導(dǎo)線)控制點(diǎn)上,測(cè)出中樁處的地面高程。橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量也可在中樁測(cè)設(shè)、縱斷面測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行。關(guān)鍵在于如何將棱鏡立在中樁的橫斷面方向上。其方法之一是:(1)在大致橫斷面方向上的某變坡點(diǎn)F’處立棱鏡,測(cè)出點(diǎn)F’的平面坐標(biāo)。(見(jiàn)下圖)(2)根據(jù)測(cè)站點(diǎn)B及點(diǎn)F’的坐標(biāo),計(jì)算出方位角αBF,將其與方位角αBA相減,得角∠FBA。X測(cè)站點(diǎn)BMNAF’FFF’橫斷面測(cè)量(3)根據(jù)中樁A處的切線角φA及x軸的坐標(biāo)方位角,可得A處切線的方位角,進(jìn)而得到A處法線方向的坐標(biāo)方位角αAF。X測(cè)站點(diǎn)BMNAF’FFF’橫斷面測(cè)量(4)由αAF和αAB可得角∠BAF。
(5)根據(jù)∠FBA、∠BAF和邊長(zhǎng)DAB,可計(jì)算出DBF。
(6)根據(jù)DBF,將棱鏡從F’點(diǎn)移至F點(diǎn),并測(cè)出F的高程。X測(cè)站點(diǎn)BMNAF’FFF’橫斷面測(cè)量求兩條垂線交點(diǎn)公式式中,為過(guò)B點(diǎn)直線的方位角,P點(diǎn)為A點(diǎn)到過(guò)B點(diǎn)直線的垂足ABP也可直接求出F坐標(biāo),然后求出F-F’距離差。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.圓曲線加緩和曲線的綜合要素計(jì)算;2.曲線主點(diǎn)里程推算;3.極坐標(biāo)法線路中線測(cè)設(shè);4.縱、橫斷面測(cè)設(shè)。實(shí)驗(yàn)組織和用具6人一組。每組借用:全站儀一臺(tái),棱鏡2個(gè),簡(jiǎn)易棱鏡支架2個(gè),30m鋼尺1把,小卷尺1個(gè),記錄板一塊,粉筆若干(代替木樁)。每人自備:曲線測(cè)設(shè)資料表一張(包括曲線要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算表和中樁及邊樁坐標(biāo)計(jì)算表),鉛筆,小刀,計(jì)算器。試驗(yàn)步驟1.根據(jù)提供的曲線資料,在實(shí)習(xí)開(kāi)始之前計(jì)算并填寫(xiě)好曲線測(cè)設(shè)資料表。為保證計(jì)算資料的正確性,需多人獨(dú)立計(jì)算并核對(duì)。給出的參數(shù)如下:R=300m,=25o00′00″,l0=60m,ZH點(diǎn)里程為K0+000.000m。ZH點(diǎn)坐標(biāo)(0,0),=0。2.實(shí)習(xí)時(shí),先于實(shí)地按要求先定出三個(gè)主點(diǎn)ZH、JD、HZ。3.在線路附近便于施測(cè)的地方選擇1到2個(gè)導(dǎo)線點(diǎn),于ZH點(diǎn)測(cè)量得到這些點(diǎn)的曲線坐標(biāo)系坐標(biāo)。4.從控制點(diǎn)引測(cè)出三個(gè)主點(diǎn)以及導(dǎo)線點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)(含高程)。(可共同構(gòu)成閉合或附合圖形)試驗(yàn)步驟5.通過(guò)坐標(biāo)變換,用計(jì)算器將曲線上所有點(diǎn)的坐標(biāo)換算為統(tǒng)一坐標(biāo)系下坐標(biāo)(加上高程)。6.把已計(jì)算好的待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)輸入全站儀,于導(dǎo)線點(diǎn)架設(shè)儀器,整平對(duì)中,設(shè)置測(cè)站和后視定向,進(jìn)行極坐標(biāo)法放樣測(cè)量,并用粉筆標(biāo)定放樣點(diǎn)的位置。7.使用鋼卷尺量取已放樣中線點(diǎn)之間的距離,與坐標(biāo)反算值比較。8.同時(shí)完成縱、橫斷面測(cè)
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