第十一章 线路测量课件.ppt

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1、第十一章第十一章 线路测量线路测量 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 中线测量中线测量 第三节第三节 圆曲线测设圆曲线测设 第四节第四节 缓和曲线测设缓和曲线测设 第五节第五节 复曲线测设复曲线测设 第六节第六节 纵断面和横断面测量纵断面和横断面测量 第一节第一节 概述概述 铁路、公路、桥涵、隧道、城市道路、管道、架空索道、输电线路等均匀属铁路、公路、桥涵、隧道、城市道路、管道、架空索道、输电线路等均匀属于线形工程，它们的中线通称于线形工程，它们的中线通称线路线路。各种线形工程在勘测设计阶段、施工阶段及。各种线形工程在勘测设计阶段、施工阶段及运营管理阶段所进行的测量工作称为运营管理阶段所进

2、行的测量工作称为线路测量线路测量。一、勘测设计阶段一、勘测设计阶段 线路工程的勘测设计是分阶段进行的，一般先进行初步设计，再进行施工图线路工程的勘测设计是分阶段进行的，一般先进行初步设计，再进行施工图设计。勘测设计阶段测量的目的是为各阶段设计提供详细资料，可分为初测和定设计。勘测设计阶段测量的目的是为各阶段设计提供详细资料，可分为初测和定测。测。二、施工阶段二、施工阶段 线路工程施工阶段的测量工作是按设计文件要求的位置、形状及规格在实地线路工程施工阶段的测量工作是按设计文件要求的位置、形状及规格在实地正确地放样道路中线及其构筑物。施工阶段的测量工作主要有复测中线及放样等。正确地放样道路中线及其

3、构筑物。施工阶段的测量工作主要有复测中线及放样等。三、运营管理阶段三、运营管理阶段 线路工程运营管理阶段的测量工作是为线路及其构筑物的维修、养护、改建线路工程运营管理阶段的测量工作是为线路及其构筑物的维修、养护、改建和扩建提供资料，包括变形观测和维修养护测量等。和扩建提供资料，包括变形观测和维修养护测量等。 第一节第一节 中线测量中线测量 中线测量中线测量是把线路初步设计的中线在实地进行测设的工作。是把线路初步设计的中线在实地进行测设的工作。由于线路的平面线型是由直线及曲线所构成，所以中线测量就是由于线路的平面线型是由直线及曲线所构成，所以中线测量就是要把这些直线与曲线在实地标定出来，作为测绘

4、纵横断面图、平要把这些直线与曲线在实地标定出来，作为测绘纵横断面图、平面图以及施工放样的基础和依据。面图以及施工放样的基础和依据。中线测量的主要工作有：中线测量的主要工作有： 测设线路的交点测设线路的交点 测定转向角测定转向角 测设直线段的转点桩和中桩曲线测设等测设直线段的转点桩和中桩曲线测设等 一、交点和转点的测设一、交点和转点的测设 1.1.交点的测设交点的测设线路上两相邻直线方向的相交点称为线路上两相邻直线方向的相交点称为交点交点，也叫，也叫转向点转向点。 交点的测设可根据实际情况的不同，采用以下几种方法：交点的测设可根据实际情况的不同，采用以下几种方法： 根据导线点测设根据导线点测设

5、根据原有地物测设根据原有地物测设 穿线交点法穿线交点法 2.2.转点的测设转点的测设 当相邻两交点互不通视或直线较长时，需在其连线方向当相邻两交点互不通视或直线较长时，需在其连线方向上测定一个或几个转点，以便在交点上测量转向角及在直线上上测定一个或几个转点，以便在交点上测量转向角及在直线上量距时作为照准和定线的目标。量距时作为照准和定线的目标。 二、路线转向角的测定二、路线转向角的测定 要测定转向角，通常先测出线路的转折角，转折角一般是要测定转向角，通常先测出线路的转折角，转折角一般是测定线路前进方向的右角，可用测定线路前进方向的右角，可用DJ6DJ6经纬仪按测回法观测一测回。经纬仪按测回法观

6、测一测回。 三、里程桩的设置三、里程桩的设置 里程桩里程桩又称又称中桩中桩、中线桩中线桩，在线路中线上测设中桩的工作，在线路中线上测设中桩的工作称为中桩测设。中桩标定了中线位置、路线形状和里程。中桩包称为中桩测设。中桩标定了中线位置、路线形状和里程。中桩包括起终点桩、千米桩、百米桩、平曲线控制桩、桥梁或隧道轴线括起终点桩、千米桩、百米桩、平曲线控制桩、桥梁或隧道轴线控制桩、转点桩和断链桩，并应根据竖曲线的变化适当加桩。控制桩、转点桩和断链桩，并应根据竖曲线的变化适当加桩。 第三节第三节 圆曲线测设圆曲线测设 一、圆曲线主点测设一、圆曲线主点测设 圆曲线的主点圆曲线的主点包括圆曲线的起点包括圆曲

7、线的起点ZYZY，圆曲线的中点，圆曲线的中点QZQZ和圆曲线的终点和圆曲线的终点YZYZ 1.1.圆曲线测设元素的计算圆曲线测设元素的计算圆曲线的测设元素有切线长T、曲线长L、外矢距E及切曲差q 2.2.主点桩号计算主点桩号计算圆曲线上各主点的桩号圆曲线上各主点的桩号通常根据交点的桩号来推算，如已知交点通常根据交点的桩号来推算，如已知交点桩号，则可求出圆曲线主点的桩号。桩号，则可求出圆曲线主点的桩号。 其计算公式如下：其计算公式如下： 2QZYZ2ZYQZJDZYLLT桩号桩号桩号桩号桩号桩号3.3.主点测设主点测设二、圆曲线细部点测设二、圆曲线细部点测设1.1.极坐标法极坐标法（1 1）测设

8、数据的计算）测设数据的计算 曲线起点曲线起点( (或终点或终点) )至曲线上任一点的弦线与切线之间的夹角（弦切角）至曲线上任一点的弦线与切线之间的夹角（弦切角）称为称为偏角偏角。 （2 2）测设步骤）测设步骤 用极坐标法测设圆曲线细部点时，将仪器安置于ZY点，照准JD方向，使水平度盘读数为00000，依次测设角及相应的弦长，则得曲线上各点。 例例11-311-3 已知一圆曲线的半径已知一圆曲线的半径R=150mR=150m，曲线起点桩号为，曲线起点桩号为4+75.884+75.88，曲线终点桩号为，曲线终点桩号为4+171.184+171.18，桩距为，桩距为20m20m，用极坐标法，用极坐标

9、法测设圆曲线细部点时各点的测设数据见表测设圆曲线细部点时各点的测设数据见表11-211-2。 2.2.偏角法偏角法 （1 1）测设数据的计算）测设数据的计算 通常偏角法按整桩号设桩，为使曲线上第一个细部点通常偏角法按整桩号设桩，为使曲线上第一个细部点 为整为整桩，曲线起点至桩，曲线起点至 的弧长一般为零数的弧长一般为零数 ，偏角为，偏角为 ；在以后的细；在以后的细部点测设时，各桩之间的弧长是相等的，设两桩之间弧长为整部点测设时，各桩之间的弧长是相等的，设两桩之间弧长为整数数 ，偏角增量为，偏角增量为 ；最后一段弧长为；最后一段弧长为 ，其偏角增量为，其偏角增量为 ，则各桩的偏角可按以下公式计算

10、：则各桩的偏角可按以下公式计算：1P1P1l10l0nln各点之间的弦长为： 例例11-4 已知一圆曲线的半径已知一圆曲线的半径R=150m，曲线起点桩号为，曲线起点桩号为4+75.88，曲，曲线终点桩号为线终点桩号为4+171.18，桩距为，桩距为20m，用偏角法测设圆曲线细部点时，用偏角法测设圆曲线细部点时各点的测设数据见表各点的测设数据见表11-3。 （2）测设步骤 3.3.切线支距法切线支距法切线支距法是以圆曲线起点或终点为原点，其切线为切线支距法是以圆曲线起点或终点为原点，其切线为x x轴，垂线为轴，垂线为y y轴，轴，按曲线上各点的坐标值在实地测设曲线的方法，也叫直角坐标法。按曲线

11、上各点的坐标值在实地测设曲线的方法，也叫直角坐标法。（1 1）测设数据的计算）测设数据的计算 如图所示，以如图所示，以ZYZY为原点，各细部点的坐标分别为为原点，各细部点的坐标分别为 、 。设曲线上各。设曲线上各点至曲线起点点至曲线起点( (或终点或终点) )的弧长为的弧长为 , , 所对的圆心角为所对的圆心角为 ，曲线半径，曲线半径为为R R，则各点的坐标可用如下公式计算：，则各点的坐标可用如下公式计算：ixiyilili 4. 4.全站仪自由设站极坐标法全站仪自由设站极坐标法 当用全站仪测设圆曲线时，可以用极坐标法测设。如用全站仪自当用全站仪测设圆曲线时，可以用极坐标法测设。如用全站仪自由

12、设站极坐标法测设则更为方便灵活。全站仪自由设站极坐标法测设由设站极坐标法测设则更为方便灵活。全站仪自由设站极坐标法测设的方法是先建立一个坐标系的方法是先建立一个坐标系, ,如可以按切线支距法的方法计算出圆曲如可以按切线支距法的方法计算出圆曲线上各点的坐标线上各点的坐标, ,然后在合适的位置自由选择一点然后在合适的位置自由选择一点O O, ,在在O O点安置全站仪，点安置全站仪，按全站仪内置程序，后视按全站仪内置程序，后视ZYZY、QZQZ、JDJD、QZQZ等点，测出等点，测出O O点坐标，即可点坐标，即可按全站仪极坐标法或全站仪坐标法测设出圆曲线细部点。按全站仪极坐标法或全站仪坐标法测设出圆

13、曲线细部点。第四节第四节 缓和曲线的测设缓和曲线的测设 一、缓和曲线的概念及公式一、缓和曲线的概念及公式 在直线和圆曲线之间插入的曲率半径连续渐变的曲线称为在直线和圆曲线之间插入的曲率半径连续渐变的曲线称为缓和曲线缓和曲线 lcR hRlc hRll22Rlh20 hhRllylRllx6403225 RlyRllxhhh64020230 二、带有缓和曲线的圆曲线测设二、带有缓和曲线的圆曲线测设1 1主点测设主点测设（1 1）内移量和切线增量）内移量和切线增量 Rlph242232402Rllmhh0000sin)cos1 (RxmRyp （2 2）主点测设元素的计算）主点测设元素的计算 带有

14、缓和曲线的圆曲线的主点测设元素包括切线长带有缓和曲线的圆曲线的主点测设元素包括切线长 、曲线、曲线长长 、外矢距、外矢距 及切曲差及切曲差 。测出转向角。测出转向角 后，根据设计的圆后，根据设计的圆曲线半径曲线半径 、缓和曲线长度、缓和曲线长度 hThLhEhqRhlhhhhhhhLTqRpRElRLmpRT22sec)(1802tan)( （3 3）主点桩号计算）主点桩号计算)(2QZJDYHHZZHYH2ZHQZZHHYJDZH检核桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号hhhhhhhqllLLlT（4 4）主点的测设）主点的测设 ZHZH、HZHZ、QZQZ点的测设与圆曲线主点测

15、设方法相同，点的测设与圆曲线主点测设方法相同，HYHY、YHYH点可根点可根据缓和曲线终点坐标、用切线支距法测设。据缓和曲线终点坐标、用切线支距法测设。2 2详细测设详细测设第五节第五节 复曲线的测设复曲线的测设一、复曲线的类型一、复曲线的类型 由两个或两个以上不同半径的同向圆曲线组成的曲线称为由两个或两个以上不同半径的同向圆曲线组成的曲线称为复曲线复曲线。在线路转向时，如水平方向上受到地形的限制，可设置。在线路转向时，如水平方向上受到地形的限制，可设置复曲线。按连接方式的不同，复曲线可分为以下三种类型。复曲线。按连接方式的不同，复曲线可分为以下三种类型。由两圆曲线直接连接而成。由两圆曲线直接

16、连接而成。两端有缓和曲线，中间用两圆曲线直接连接而成。两端有缓和曲线，中间用两圆曲线直接连接而成。两端有缓和曲线，圆曲线之间也用缓和曲线连接而成。两端有缓和曲线，圆曲线之间也用缓和曲线连接而成。二不设缓和曲线的复曲线测设二不设缓和曲线的复曲线测设 1 1测设元素计算测设元素计算（1 1）主圆曲线）主圆曲线 （2）副圆曲线 1111111111112)12sec(1802tanLTqRERLRT222222222222122)12sec(1802tan/21LTqRERLTRTDTJDJD2复曲线测设（1）自 分别向前、向后沿切线方向量取 ，定出ZY点和GQ点。（2）自 沿切线方向向前量取 ，定

17、出YZ点。（3）圆曲线其它主点及细部点的测设方法见圆曲线测设。1JD1T2JD2T第六节第六节 纵、横断面测量纵、横断面测量一、纵断面测量 测量中线上各桩地面高程的工作叫纵断面测量。为了保证测量精度，路线水准测量通常分两步进行，即先进行基平测量，然后进行中平测量。1基平测量 基平测量是沿线路设立水准点，并测定其高程，以作为线路测量的高程控制。 高速公路、一级公路高程控制测量采用四等水准测量，铁路、二级及二级以下公路及其它线路工程可采用五等水准测量。 2中平测量 中平测量是测定线路中线上各中桩地面高程的工作。根据中平测量的成果绘制成纵断面图，可供设计线路纵坡之用。 中平测量通常附合于基平所测定的

18、水准点，即以相邻水准点为一测段，从一水准点出发，逐个测出中桩的地面高程，然后附合至另一水准点上。 3. 3.纵断面图的绘制纵断面图的绘制 纵断面图表示线路中线方向的地面高低起伏，它根据中平测量纵断面图表示线路中线方向的地面高低起伏，它根据中平测量的成果绘制而成。的成果绘制而成。 纵断面图以距离纵断面图以距离( (里程里程) )为横坐标，以高程为纵坐标，按规定的比为横坐标，以高程为纵坐标，按规定的比例尺将外业所测各点画出，依次连接各点则得线路中线的地面线。为例尺将外业所测各点画出，依次连接各点则得线路中线的地面线。为了明显表示地势变化，纵断面图的高程比例尺通常比水平距离比例尺了明显表示地势变化，

19、纵断面图的高程比例尺通常比水平距离比例尺大大1010倍。纵断面图的比例尺通常如表倍。纵断面图的比例尺通常如表11-511-5所示。所示。 在纵断面图的下部通常注有地面高程、设计高程、设计坡度、里程、线路平面以及工程地质特征等资料。4 4纵断面图纵断面图的绘制举例的绘制举例 二、横断面测量二、横断面测量 1.横断面方向的测设横断面方向的测设 对垂直于线路中线方向的地面高低起伏所进行的测量工作称为对垂直于线路中线方向的地面高低起伏所进行的测量工作称为横断面测量横断面测量。 线路上所有的百米桩、整桩和加桩一般都应测量横断面。根据横断线路上所有的百米桩、整桩和加桩一般都应测量横断面。根据横断面测量成果

20、可绘制横断面图，横断面图可供设计路基、计算土石方、施面测量成果可绘制横断面图，横断面图可供设计路基、计算土石方、施工放样等使用。工放样等使用。 横断面方向的测设横断面的方向，通常用方向架或经纬仪来测设。横断面方向的测设横断面的方向，通常用方向架或经纬仪来测设。 2 2横断面的测量方法横断面的测量方法 由于在纵断面测量时，已经测出了中线上各中桩的地面高程，由于在纵断面测量时，已经测出了中线上各中桩的地面高程，所以测量横断面时只要测出横断面方向上各地形特征点至中桩的所以测量横断面时只要测出横断面方向上各地形特征点至中桩的水平距离及高差。横断面测量的方法通常有以下几种。水平距离及高差。横断面测量的方

21、法通常有以下几种。l水准仪皮尺法水准仪皮尺法 l标杆皮尺法标杆皮尺法 l经纬仪视距法经纬仪视距法 l全站仪法全站仪法 3 3横断面图的绘制横断面图的绘制 横断面图表示在中桩处垂直于线路中线方向的地面起伏，它根据横断横断面图表示在中桩处垂直于线路中线方向的地面起伏，它根据横断面测量成果绘制而成。面测量成果绘制而成。 绘制横断面图时，以中线地面高程为准，以水平距离为横坐标，以高绘制横断面图时，以中线地面高程为准，以水平距离为横坐标，以高程为纵坐标，绘出各地面特征点，依次连接各点便成地面线。程为纵坐标，绘出各地面特征点，依次连接各点便成地面线。 为了便于计算面积，横断面图的高程比例尺和水平距离比例尺

22、是相同为了便于计算面积，横断面图的高程比例尺和水平距离比例尺是相同的，一般采用的，一般采用11001100或或12001200。 横断面图绘出后，可根据纵断面图上该中桩的设计高程，将路基断面横断面图绘出后，可根据纵断面图上该中桩的设计高程，将路基断面设计线画于横断面图上，从而可算出填挖面积，进而计算土石方量。设计线画于横断面图上，从而可算出填挖面积，进而计算土石方量。思考题1什么是中线测量什么是中线测量?中线测量包括哪些主要工作中线测量包括哪些主要工作?2圆曲线测设元素有哪些圆曲线测设元素有哪些?如何计算如何计算?3怎样计算圆曲线的主点桩号怎样计算圆曲线的主点桩号?4简述用偏角法和切线支距法测设圆曲线细部点的步骤。简述用偏角法和切线支距法测设圆曲线细部点的步骤。5道路纵断面测量的目的是什么道路纵断面测量的目的是什么?有哪些工作内容有哪些工作内容?6如何绘制纵断面图如何绘制纵断面图?7施测道路横断面通常有哪些方法施测道路横断面通常有哪些方法?怎样进行怎样进行?