第十一章-線路測量

第十一章線路測量

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

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，它們的中線通稱線路。各種線形工程在勘測設(shè)計(jì)階段、施工階段及運(yùn)營管理階段所進(jìn)行的測量工作稱為線路測量。一、勘測設(shè)計(jì)階段

線路工程的勘測設(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)。勘測設(shè)計(jì)階段測量的目的是為各階段設(shè)計(jì)提供詳細(xì)資料，可分為初測和定測。二、施工階段

線路工程施工階段的測量工作是按設(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。施工階段的測量工作主要有復(fù)測中線及放樣等。三、運(yùn)營管理階段線路工程運(yùn)營管理階段的測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，包括變形觀測和維修養(yǎng)護(hù)測量等。第一節(jié)中線測量

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

一、交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測設(shè)

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

交點(diǎn)的測設(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)測設(shè)·根據(jù)原有地物測設(shè)·穿線交點(diǎn)法2.轉(zhuǎn)點(diǎn)的測設(shè)當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)互不通視或直線較長時，需在其連線方向上測定一個或幾個轉(zhuǎn)點(diǎn)，以便在交點(diǎn)上測量轉(zhuǎn)向角及在直線上量距時作為照準(zhǔn)和定線的目標(biāo)。

二、路線轉(zhuǎn)向角的測定要測定轉(zhuǎn)向角，通常先測出線路的轉(zhuǎn)折角，轉(zhuǎn)折角一般是測定線路前進(jìn)方向的右角，可用DJ6經(jīng)緯儀按測回法觀測一測回。

三、里程樁的設(shè)置

里程樁又稱中樁、中線樁，在線路中線上測設(shè)中樁的工作稱為中樁測設(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)圓曲線測設(shè)一、圓曲線主點(diǎn)測設(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.圓曲線測設(shè)元素的計(jì)算圓曲線的測設(shè)元素有切線長T、曲線長L、外矢距E及切曲差q

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

3.主點(diǎn)測設(shè)二、圓曲線細(xì)部點(diǎn)測設(shè)1.極坐標(biāo)法（1）測設(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）稱為偏角。

（2）測設(shè)步驟

用極坐標(biāo)法測設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時，將儀器安置于ZY點(diǎn)，照準(zhǔn)JD方向，使水平度盤讀數(shù)為0o00′00″，依次測設(shè)角及相應(yīng)的弦長，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)樁號為4+75.88，曲線終點(diǎn)樁號為4+171.18，樁距為20m，用極坐標(biāo)法測設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時各點(diǎn)的測設(shè)數(shù)據(jù)見表11-2。2.偏角法（1）測設(shè)數(shù)據(jù)的計(jì)算通常偏角法按整樁號設(shè)樁，為使曲線上第一個細(xì)部點(diǎn)為整樁，曲線起點(diǎn)至的弧長一般為零數(shù)，偏角為；在以后的細(xì)部點(diǎn)測設(shè)時，各樁之間的弧長是相等的，設(shè)兩樁之間弧長為整數(shù)，偏角增量為；最后一段弧長為，其偏角增量為，則各樁的偏角可按以下公式計(jì)算：各點(diǎn)之間的弦長為：

例11-4已知一圓曲線的半徑R=150m，曲線起點(diǎn)樁號為4+75.88，曲線終點(diǎn)樁號為4+171.18，樁距為20m，用偏角法測設(shè)圓曲線細(xì)部點(diǎn)時各點(diǎn)的測設(shè)數(shù)據(jù)見表11-3。

（2）測設(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)地測設(shè)曲線的方法，也叫直角坐標(biāo)法。（1）測設(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))的弧長為,所對的圓心角為，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)用全站儀測設(shè)圓曲線時，可以用極坐標(biāo)法測設(shè)。如用全站儀自由設(shè)站極坐標(biāo)法測設(shè)則更為方便靈活。全站儀自由設(shè)站極坐標(biāo)法測設(shè)的方法是先建立一個坐標(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)法測設(shè)出圓曲線細(xì)部點(diǎn)。第四節(jié)緩和曲線的測設(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)漸變的曲線稱為緩和曲線

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

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

（3）主點(diǎn)樁號計(jì)算（4）主點(diǎn)的測設(shè)

ZH、HZ、QZ點(diǎn)的測設(shè)與圓曲線主點(diǎn)測設(shè)方法相同，HY、YH點(diǎn)可根據(jù)緩和曲線終點(diǎn)坐標(biāo)、用切線支距法測設(shè)。2．詳細(xì)測設(shè)第五節(jié)復(fù)曲線的測設(shè)一、復(fù)曲線的類型由兩個或兩個以上不同半徑的同向圓曲線組成的曲線稱為復(fù)曲線。在線路轉(zhuǎn)向時，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)曲線測設(shè)

1．測設(shè)元素計(jì)算（1）主圓曲線（2）副圓曲線2．復(fù)曲線測設(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)的測設(shè)方法見圓曲線測設(shè)。第六節(jié)縱、橫斷面測量一、縱斷面測量測量中線上各樁地面高程的工作叫縱斷面測量。為了保證測量精度，路線水準(zhǔn)測量通常分兩步進(jìn)行，即先進(jìn)行基平測量，然后進(jìn)行中平測量。1．基平測量

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

中平測量是測定線路中線上各中樁地面高程的工作。根據(jù)中平測量的成果繪制成縱斷面圖，可供設(shè)計(jì)線路縱坡之用。中平測量通常附合于基平所測定的水準(zhǔn)點(diǎn)，即以相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)為一測段，從一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，逐個測出中樁的地面高程，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)中平測量的成果繪制而成。縱斷面圖以距離(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)所測各點(diǎn)畫出，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。縱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、橫斷面測量1.橫斷面方向的測設(shè)

對垂直于線路中線方向的地面高低起伏所進(jìn)行的測量工作稱為橫斷面測量。線路上所有的百米樁、整樁和加樁一般都應(yīng)測量橫斷面。根據(jù)橫斷面測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。橫斷面方向的測設(shè)橫斷面的方向，通常用方向架或經(jīng)緯儀來測設(shè)。2．橫斷面的測量方法由于在縱斷面測量時，已經(jīng)測出了中線上各中樁的地面高程，所以測量橫斷面時只要測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)橫斷面測量成果繪制而成。繪制橫斷面圖時，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