土木工程测量-第10章线路工程测量课件.ppt
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1、第十章第十章 线路工程测量线路工程测量本章的主要内容有线路工程中线测量、曲线及测设、纵横断面测量,以及线路、桥梁、地下建筑、管线等施工测量。其重点是交点测设、里程桩的设置、曲线测设、基平测量、中平测量、纵横断面图的测绘等。难点是:圆曲线带有缓和曲线的测设。10.1 10.1 线路工程测量概述线路工程测量概述表表10-1 线路工程测量程序线路工程测量程序阶段规划设计阶段勘测设计阶段施工阶段竣工阶段及其它初测定测工作内容收集资料图上选线实地勘察方案比较与论证平面控制测量高程控制测量地形测量特殊用途地形测量实地定线中线测量曲线测设纵、横断面测量纵、横断面图绘制恢复定线线路边线放样施工放样施工监测验收
2、测量竣工测量竣工图编制工程营运状况监测安全性评价10.2 10.2 线路中线测量线路中线测量表表10-2主点测量主点测量标志名称简称缩写标志名称简称缩写交点JD公切点GQ转点ZD第一缓和曲线起点ZH圆曲线起点直圆点ZY第一缓和曲线终点HY圆曲线中点曲中点QZ第二缓和曲线起点YH圆曲线终点圆直点YZ第二缓和曲线终点HZ 为保证车辆平稳运行,需在线路改变方向为保证车辆平稳运行,需在线路改变方向处加设曲线进行过渡。处加设曲线进行过渡。圆曲线圆曲线:具有一定半径的圆弧。:具有一定半径的圆弧。平面曲线平面曲线 缓和曲线缓和曲线:半径:半径R由无穷大渐变由无穷大渐变 到圆曲线半径。到圆曲线半径。曲线主要点
3、测设曲线主要点测设 曲线测设曲线测设 曲线详细测设曲线详细测设10.3 10.3 曲线测设曲线测设 公里桩公里桩 里程桩里程桩(板桩)(板桩)百米桩百米桩 里程是指从线路起点起到该点的距离。如:里程是指从线路起点起到该点的距离。如:某中线桩的里程为某中线桩的里程为K326+750.89,表示从线路起点表示从线路起点起沿中线到该点的距离为起沿中线到该点的距离为326km又又750.89m。加桩(板桩)地形变化和设计需要的位置加桩(板桩)地形变化和设计需要的位置 直线直线 不远于不远于5050米米 曲线曲线 不远于不远于2020米米 任务:将线路中线直线部分的控制桩(任务:将线路中线直线部分的控制
4、桩(JDJD、ZDZD)测设到地面上。)测设到地面上。支距法支距法 常用方法常用方法 拨角法拨角法 极坐标法极坐标法 二、放线测量二、放线测量地势比较平坦,线路位置与初测导线相距较近。地势比较平坦,线路位置与初测导线相距较近。以初测导线点为基础,独立测设出直线段上以初测导线点为基础,独立测设出直线段上的若干点,再经过穿线、交点等工序,测设直的若干点,再经过穿线、交点等工序,测设直线段和交点。线段和交点。(1 1)准备放线资料)准备放线资料 1 1支距法支距法放放线线资资料料经经检检核核无无误误并并绘绘制制好好放放点点图图后后,即可进行现场放点。即可进行现场放点。方方法法:将将经经纬纬仪仪安安置
5、置在在初初测测导导线线点点C14上上,后后视视C15,用用正正倒倒镜镜分分中中法法拨拨90角角,定定出出C14ZD41方方向向,再再沿沿此此方方向向测测设设水水平平距距离离33.9米米,标标定定出出ZD41,用用同同样样的的方方法可测设出其余直线控制点。法可测设出其余直线控制点。(2 2)放点)放点 经经过过调调整整,使使同同一一条条直直线线的的控控制制点点处处在在同一直线上。同一直线上。方方法法:将将仪仪器器安安置置在在一一个个转转点点上上,照照准准该该直直线线上上最最远远的的一一个个转转点点,检检查查中中间间各各转转点点的的偏偏差差,偏偏差差若若不不大大,将将各各点点调调整整到到视视线线方
6、方向向上。若偏差很大,检查原因予以纠正。上。若偏差很大,检查原因予以纠正。(3 3)穿线)穿线 将相邻两直线延长,在地面上测设出交点将相邻两直线延长,在地面上测设出交点(JD)的位置。的位置。采用正倒镜分中法延长直线采用正倒镜分中法延长直线,以消除视准轴以消除视准轴误差、横轴误差等仪器误差误差、横轴误差等仪器误差(4 4)交点)交点 延延长长直直线线时时,前前后后视视距距离离不不应应相相差差过过大大,后视距离不应过短。后视距离不应过短。测测规规规规定定:SC1-C2 5mm/100m,SC1-C2 20mm/400m以上。以上。如如果果交交点点不不便便测测设设,亦亦可可测测设设副副交交点点(见
7、第(见第5章)。章)。特特点点:支支距距法法放放线线工工序序较较多多,但但由由于于各各点点都是独立测设的,不会导致误差积累过大。都是独立测设的,不会导致误差积累过大。10.3.1 10.3.1 圆曲线主点及要素计算圆曲线主点及要素计算一、圆曲线的主点一、圆曲线的主点ZY、QZ、YZ R 圆曲线半径(设计选配)圆曲线半径(设计选配)转向角(现场实测)转向角(现场实测)4、切曲差:、切曲差:R二、圆曲线的要素计算二、圆曲线的要素计算1、切线长:、切线长:2、曲线长:、曲线长:3、外矢距:、外矢距:推算方向是:推算方向是:ZDZY1Q QZ1YZ1ZY2Q QZ2YZ2。三、曲线主点里程推算三、曲线
8、主点里程推算 例例10.110.1已知铁路线路转点已知铁路线路转点ZD的里程为的里程为K125+032.58,其它已知数据如表其它已知数据如表10-310-3,试推算各主点的里程。试推算各主点的里程。表表10-310-3曲线资料曲线资料 点点 号号圆曲线半圆曲线半径径 R(m)转向角转向角()水平距离水平距离D D(m)ZD 1032.75JD1 50032 15 43 (Y)724.86JD250025 30 16 (Z)点号点号 切线长切线长T (m)曲线长曲线长L (m)外矢距外矢距E (m)切曲差切曲差D (m)JD1 144.61 281.54 20.49 7.68JD2 113.1
9、6 222.57 12.65 3.7510-4 10-4 曲线要素计算表曲线要素计算表里程推算:里程推算:ZD DK125+032.58 +(D1-T1)888.14ZY1 DK125+920.72+L1/2 140.77QZ1 DKI26+061.49+L1/2 140.77YZ1 DK126+202.26+(D2-T1-T2)467.09ZY2 DK126+669.35 +L2/2 111.28QZ2 DK126+780.63+L2/2 111.29YZ2 DK126+891.92检核计算:检核计算:ZY1 DK125+920.72 +2T1 289.22 DK126+209.94 -D
10、7.68 YZ1 DK126+202.26 ZY2 DK126+669.35 +2T2 226.32 DK126+895.67 -D 3.75 YZ2 DK126+891.921在在JD上安置经纬仪,对中、整平。上安置经纬仪,对中、整平。2后视始端切线方向上的相邻交点或转点,自后视始端切线方向上的相邻交点或转点,自JD 于于视线方向上量取切线长视线方向上量取切线长 T,可得曲线起点,可得曲线起点ZY。3后后视视末末端端切切线线方方向向上上的的相相邻邻交交点点或或转转点点,自自JD于于视线方向上量取切线长视线方向上量取切线长 T,可得曲线终点,可得曲线终点HZ。4测设出内角平分线,自测设出内角平
11、分线,自JD于内角平分上测设外矢于内角平分上测设外矢距距E,则可得曲线中点,则可得曲线中点QZ。四、曲线主点测设四、曲线主点测设 缓和曲线:直线与圆曲线缓和曲线:直线与圆曲线之间的一段过渡曲线。之间的一段过渡曲线。一、作用和性质一、作用和性质 作用:作用:超高过渡:超高过渡:外轨超高外轨超高 加宽过渡:加宽过渡:内轨加宽内轨加宽 10.3.2 10.3.2 缓和曲线缓和曲线 运动状态过渡:匀速直线运动运动状态过渡:匀速直线运动 匀速圆周运动匀速圆周运动 RP1/lP 或或 RP=C/lP C 缓和曲线半径的变更率缓和曲线半径的变更率 在在HY(YH)处,处,RP=R,则则C=R l0性质:性质
12、:HYJ DRR ZHRPlpP 1、缓和曲线缓和曲线坐标系坐标系 原点:原点:ZHZH(HZHZ)。)。X X轴正向:轴正向:沿切线指向沿切线指向JDJD。Y Y轴正向:轴正向:过原点与切线垂直,指向过原点与切线垂直,指向内侧。内侧。二、缓和曲线的方程二、缓和曲线的方程 过过P点的切线与点的切线与X 轴的夹角轴的夹角 2 2、缓和曲线角、缓和曲线角将将coscos、sinsin按级数展开:按级数展开:3、坐标、坐标X、YXY积分得:积分得:铁铁路路或或汽汽车车专专用用公公路路设设计计中中,圆圆曲曲线线半半径径一一般要大于般要大于200m,因此式中的因此式中的n值通常取值通常取2,且为,且为(
13、10-20)(10-19)显显然然,式式(10-1910-19)是是交交错错级级数数,且且各各项项的的绝绝对对值又依次递减,故其截断误差可按下式估算:值又依次递减,故其截断误差可按下式估算:例例10-2已知某曲线设计时选配的圆曲线半径已知某曲线设计时选配的圆曲线半径R=200 m,缓和曲线长缓和曲线长l0=70 m,若,若n=2试按(试按(10-19)式估算坐标计算的截断误差。式估算坐标计算的截断误差。解解 我国采用的方法:我国采用的方法:圆曲线圆曲线R半径不变半径不变,圆心内移圆心内移,插入缓和曲线插入缓和曲线 三、加缓和曲线后曲线的变化三、加缓和曲线后曲线的变化R变化变化1:圆心移动圆心移
14、动变化变化2:园曲线减园曲线减短短l0变化变化3:曲线总长曲线总长度增加度增加l0四、缓和曲线常数四、缓和曲线常数1.缓和曲线切线角将lp=l0代入缓和曲线方程(10-20)得:2.缓和曲线终点横坐标3.缓和曲线终点纵坐标4.内移距pp=(y0+Rcos0)-R6.缓和曲线偏角缓和曲线偏角7.7.缓和曲线反偏角缓和曲线反偏角b0=0 0 x0RXYZHy00Pm0b05.5.切垂距切垂距m=x0 Rsin0一、曲线主点一、曲线主点 1、ZH 2、HY 3、QZ 4、YH 5、HZ10.3.3 10.3.3 曲线综合要素计算及主点测设曲线综合要素计算及主点测设二、曲线综合要素计算二、曲线综合要素
15、计算 例例10-3已知线路某转点已知线路某转点ZD的里程为的里程为DK25+536.32,ZD到到JD的距离为的距离为D=893.86 m。R=500 m,l0=60 m,Z=355123,试计算缓和曲线常数和综合要素试计算缓和曲线常数和综合要素 并推算各主点的里程。并推算各主点的里程。解解1 1缓和曲线常数:缓和曲线常数:三、主点里程推算三、主点里程推算p=(y0+Rcos0)-R=0.300mm=x0-Rsin0=29.996m2、曲线综合要素:、曲线综合要素:q=2T L=10.81mb0=0-0=217303 3主点里程推算:主点里程推算:里程推算:里程推算:检核计算:检核计算:ZD
16、DK25+536.32 ZH DK26+238.32+(D-T)702.00 +2T 383.72 ZH DK26+238.32 DK26+622.04+l0 60 -q 10.81 HY DK26+298.32 HZ DK26+611.23+(L-2l0)/2 126.45QZQZ DK26+424.77+(L-2l0)/2 126.46YH DK26+551.23+l0 60HZ DK26+611.23曲线详细测曲线详细测 :按一定的密度对曲线进行加:按一定的密度对曲线进行加密点测设,以详细标定出曲线的平面形状。密点测设,以详细标定出曲线的平面形状。缓和曲线缓和曲线 每隔每隔10m10m
17、铁路铁路 圆曲线圆曲线 20m20m整桩整桩 公路无论缓和曲线或圆曲线均设置公路无论缓和曲线或圆曲线均设置20m20m整桩整桩特殊情况:如果设计需要或在地形变化处另特殊情况:如果设计需要或在地形变化处另设整米加桩。设整米加桩。10.4 10.4 曲线详细测设的偏角法曲线详细测设的偏角法偏角:偏角:弦切角弦切角 P,1P,1、P P,2 2、P P,3 3、弦长:弦长:c c1 1、c c2 2、c c3 3 偏角法实质:偏角法实质:角度与距离的交会法。角度与距离的交会法。关键:关键:偏角计算偏角计算,测站点仪器定向测站点仪器定向一、偏角法原理一、偏角法原理123123pccc 若切线方向的水平
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