测量学：第14章_路线测量

1、第第14 章章 路线测量路线测量 n14.1 路线测量概述路线测量概述 n内容：路线勘测设计测量，路线施工测量。 n按公路勘测规范(JTJ061-99) 执行。 n(1) 路线勘测设计测量路线勘测设计测量 n内容：初测，定测两个阶段。 n初测任务：沿路线可能经过的范围布设导线， n测量路线带状地形图，纵断面图， n收集沿线地质、水文等资料， n作纸上定线或现场定线，编制比较方案， n为初步设计提供依据。 n定测任务：在选定设计方案的路线上 n进行路线中线、高程、横断面、纵断面、桥涵、 n路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查， n为施工图设计提供资料。 n高速公路、一级公路采用分离式路基

2、时， n应按各自中线分别进行定测。 n(2) 路线施工测量路线施工测量 n路线设计完成后，需按设计图纸测设或恢复路线中线、 n测设路基边桩和竖曲线； n工程逐项完工后，进行竣工验收测量， n为工程竣工后的使用和养护提供基础资料。 n14.2 路线中线测量路线中线测量 n将路线设计中心线测设到实地。 n路线中线的平面线型由直线和曲线组成， n曲线又由圆曲线和缓和曲线组成。 n中线测量内容： n测设中线交点JD和转点ZD、量距和钉桩、 n测量转点上的转角、测设曲线等 nJD、ZD为公路测量符号。 n测量符号可采用英文(包括国家标准或国际通用)字母 n或汉语拼音字母。 n当工程需要引进外资或为国际招

3、标项目时， n应采用英文字母； n为国内招标时，可采用汉语拼音字母。 n一条公路宜使用一种符号。 n公路勘测规范对公路测量符号有统一规定，常用符 号列于表13-1。 n(1) 路线交点和转点的测设路线交点和转点的测设 n纸上定线完成后， n将图上确定的路线交点位置标定到实地。 n定线测量中，当相邻两交点互不通视或直线较长时， n需要在其连线上测定一个或几个转点， n用于交点测量转角和直线量距时 n作为照准和定线的目标。 n直线上一般每隔200m300m设一转点， n在路线与其它道路交叉处以及路线上 n需设置桥、涵等构筑物处，也应设置转点。 n(1) 路线交点和转点的测设路线交点和转点的测设 n

4、1) 交点的测设交点的测设 n 根据与地物的关系测设交点 n当交点JD位置已在地形图上选定， n在图上量得该点至两房角和电线杆的距离， n在现场用距离交会法测设JD。 n 根据导线点测设交点 n根据导线点和交点的设计坐标 n编写一个格式为“点号,y,x,0”的坐标数据文件， n将其上传到全站仪内存文件中， n然后在导线点上安置全站仪， n使用仪器的放样功能测设交点的平面位置。 n2) 2) 转点的测设转点的测设 n当两交点间距离较远 n但尚能通视或已有转点需要加密时， n可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分中法 n测设转点。 n当相邻两交点互不通视时，可采用下列方法测设转点。 n 两交点间设转

5、点 n 延长线上设转点 n(2) 路线转角的测定路线转角的测定 n在路线交点上，应根据交点前、后的转点 n测定路线的转角。 n公路勘测规范规定：高速公路、一级公路应使用精 度不低于DJ6级经纬仪， n采用方向观测法测量右测角一测回。 n两半测回间应变动度盘位置， n角值相差的限差在20以内取平均值，取位至1； n二级及二级以下公路角值相差的限差在60以内取平均 值， n取位至30。 n按右测角计算路线转角时， n当180时为左转角，表示路线向左偏转， n转角的计算公式为： n测定右测角后，为便于今后测设圆曲线中点QZ， n在不变动水平度盘位置的情况下， n定出右测角的分角线方向。 180 18

6、0 L R n(3) 里程桩的设置里程桩的设置 n作用：标定路线中线的位置和长度， n施测路线纵横断面的依据。 n工作内容：定线、量距与打桩。 n距离测量可用钢尺或测距仪， n等级较低的公路可用皮尺。 n里程桩分整桩和加桩。 n桩号表示该桩距路线起点的里程。 n1234.56m，记为K1+234.56。 n整桩是由路线起点开始， n每隔10m，20m或50m的整倍数桩号而设置的里程桩。 n加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩。 n地形加桩沿中线地面起伏突变处、横向坡度变化处 以及天然河沟处等所设置的里程桩。 n地物加桩沿中线有人工构筑物的地方， n如桥梁、涵洞处，路线与其它公路、铁路

7、、渠道、高压 线等交叉处， n拆迁建筑物处，土壤地质变化处等加设的里程桩。 n曲线加桩曲线上设置的主点桩， n如圆曲线起点ZY、圆曲线中点QZ、圆曲线终点YZ。 n关系加桩路线上的转点ZD桩和交点JD桩。 n14.3 圆曲线及其测设圆曲线及其测设 n当路线由一个方向转向另一个方向时，应用曲线连接。 n圆曲线是最基本的平面曲线。 n圆曲线半径根据地形条件和工程要求选定， n根据转角和圆曲线半径R， n可以计算出其它各测设元素值。 n圆曲线的测设分两步进行， n先测设曲线的主点(ZY、QZ、YZ)， n再依据主点测设曲线上每隔一定距离的里程桩， n以详细标定曲线位置。 n圆曲线要素计算图 n1)

8、主点测设元素计算主点测设元素计算 n为测设圆曲线主点ZY，QZ，YZ， n应先计算出切线长T、曲线长L、外距E、切曲差J n这些元素称为主点测设元素。 LTJ RE RL RT 2 ) 1 2 (sec 180 2 tan 切曲差 外距 曲线长 切线长 n2) 主点桩号计算主点桩号计算 n曲线主点ZY，QZ，YZ的桩号 n根据JD桩号与曲线测设元素计算。 JT L L T 桩号桩号 桩号桩号 桩号桩号 桩号桩号 JDYZ 2 QZYZ 2 ZYQZ JDZY n3) 主点的测设主点的测设 n 测设曲线起点(ZY) n在JD点安置经纬仪，后视相邻交点或转点方向， n自JD点沿视线方向量取切线长T

9、，打下曲线起点桩ZY。 n 测设曲线终点(YZ) n经纬仪照准前视相邻交点或转点方向， n自JD点沿视线方向量取切线长T，打下曲线终点桩YZ。 n 测设曲线中点(QZ) n沿测定路线转角时所测定的分角线方向，量外距， n打下曲线中点桩QZ。 n(2) 圆曲线的详细测设圆曲线的详细测设 n地形变化不大、曲线长度小于40m时， n测设曲线的三个主点已能满足设计和施工的需要。 n曲线较长，地形变化大， n除了测定三个主点以外，还需按一定的桩距， n在曲线上测设整桩和加桩。 n公路勘测规范规定的整桩间距l为： nR60m， l=20m；30mR60m， l=10m； nR30m，l=5m。 n测设曲线

10、整桩和加桩称为圆曲线的详细测设， n方法有偏角法、切线支距法和极坐标法。 n1) 偏角法偏角法 n以曲线起点ZY或终点YZ为测站， n计算出测站至曲线任一细部点的弦切角与弦长c 使用fx-5800P程序PM4-1计算 使用fx-5800P程序PM4-1计算例13-4结果汇总 n2) 切线支距法切线支距法 n以曲线起点ZY(或终点YZ)为独立坐标系的原点， n切线为x轴，过原点的半径方向为y轴， n计算出曲线细部点在该独立坐标系中的坐标进行测设。 n适合于使用钢尺作为量距工具进行测设。 使用fx-5800P程序PM4-2计算 使用fx-5800P程序PM4-2计算例13-4结果汇总 n3) 极坐

11、标法极坐标法 n计算出圆曲线细部点的测量坐标， n将其上传到全站仪内存， n可实现在任意控制点安置仪器测设曲线点位。 3JDQZ 3JDQZ 2JDYZ 2JDYZ 1JDZY 1JDZY sin cos sin cos sin cos Eyy Exx Tyy Txx Tyy Txx 使用fx-5800P程序PM4-3计算 使用fx-5800P程序PM4-3计算例13-4结果汇总 n(3) 虚交点法测设圆曲线主点虚交点法测设圆曲线主点 n曲线测设中，有时因地形复杂、地物障碍， n使圆曲线测设不能按常规方法进行， n如JD，ZY点不能安置仪器或视线受阻等， n应根据现场的具体情况，提出解决方案。

12、 sin sin )180sin( sin sin sin )180sin( sin aa bb ba ABABb ABABa bTt aTt 2 1 )4tan(RT n(4) 顾及加宽的圆曲线数字化测设程序顾及加宽的圆曲线数字化测设程序PG6-3.exe n光盘程序“prog路线曲线程序PG6-3.exe”取自文献36， n它能计算单交点或双交点、 n单圆曲线或双圆曲线的中/边桩坐标， n程序运行前需按下列格式编写一个已知数据文件： ntitle 标题字符串 注释：本次曲线计算的说明文字 njd Z,x,y,H, 注释：交点桩号,坐标,转角(左负右正) nab B,AB 注释：双交点时，交

13、点B的转角与基线平距 nzd x,y,H 注释：转点坐标 nr1 R1 注释：圆曲线半径1 nr2 R2,Ly2 注释：圆曲线半径2与圆弧长 nwide wL,wR,bx,lx 注释：左宽,右宽,加宽,超高加宽缓和段长 ninteger L0 注释：逐桩间距 npeg Zj,wLj,wRj 注释：加桩桩号及加桩处的左/右边路宽 已知数据文件案例 程序PG6-3.exe在Win98下的执行界面 n14.4 基本型平面线形及其测设基本型平面线形及其测设 n直线为曲率半径为无穷大的圆曲线， n在直线与曲率半径为R的圆曲线连接处， n曲率半径有突变，带来离心力的突变。 nR较大时，离心力突变不对行车安

14、全构成不利影响； nR较小时，离心力突变将使快速行驶的车辆进入或离开圆 曲线时偏离原车道， n侵入邻近车道，从而影响行车安全。 n解决方法是在圆曲线段设置超高 n或在直线与圆曲线之间增设缓和曲线， n高等级公路既设置超高缓和段又设缓和曲线。 n缓和曲线采用回旋曲线。 n基本型平面线形缓和曲线圆曲线缓和曲线。 使用fx-5800P程序PM5-3计算 使用fx-5800P程序PM5-3计算基本型曲线结果汇总 n(5) 顾及加宽的基本型曲线数字化测设程序顾及加宽的基本型曲线数字化测设程序PG6-4.exe n光盘程序“prog路线曲线程序PG6-4.exe”取自文献36， n能计算单交点或双交点、对

15、称与非对称基本型曲线 n中/边桩坐标， n程序运行前需按下列格式编写一个已知数据文件： ntitle 标题字符串 注释:本次曲线计算的说明文字 njd Z,x,y,H,注释:交点桩号,坐标,转角(左负右正) nab B,AB注释:双交点时,交点B的转角与基线平距 nzd y,x,H注释:转点坐标 nspiral A1,R,A2注释:缓曲1参数, 圆曲半径,缓曲2参数 nwide wL,wR,bx 注释:左边路宽,右边路宽,加宽 ninteger L0注释:逐桩间距 npeg Zj,wLj,wRj注释:加桩桩号及加桩处的左/右边路宽 已知数据文件案例 程序PG6-4.exe在Win98下的执行界

16、面 n13.5 路线纵横断面测量 n纵断面测量路线水准测量 n测定中线上各里程桩的地面高程，绘制路线纵断面图 n用于路线纵坡设计。 n横断面测量测定中线各里程桩两侧 n垂直于中线方向的地面各点距离和高程， n绘制横断面图， n用于路线工程设计、计算土石方量及施工放边桩。 n纵断面测量分两步： n一是高程控制测量(基平测量)， n沿路线方向设置水准点，水准测量测定点位高程； n中桩高程测量(也称中平测量)， n用基平测量的水准点，分段进行附合水准测量， n测定各里程桩的地面高程。 n(1) 基平测量基平测量 n公路勘测规范对高程控制测量的规定 n公路高程系统，宜采用1985国家高程基准。 n同一

17、条公路应采用同一个高程系统， n不能采用同一系统时，应给定高程系统的转换关系。 n独立工程或三级以下公路联测有困难时， n可采用假定高程。 n公路高程测量采用水准测量， n水准测量确有困难的山岭地带以及沼泽、水网地区， n四、五等水准测量可用光电测距三角高程测量代替。 n水准路线应沿公路路线布设， n水准点宜设于公路中心线两侧50m300m范围之内 n地基稳固、易于引测以及施工时不易受破坏的地方。 n水准点间距宜为1km1.5km； n山岭重丘区可根据需要适当加密； n大桥、隧道口及其它大型构造物两端，应增设水准点。 n四、五等水准测量使用光电测距三角高程测量时， n应采用高一级的水准测量联测

18、一定数量的控制点， n作为三角高程测量的起闭依据。 n三角高程测量的视距长度不得大于1km， n垂直角不得超过15。 n高程导线的最大长度 n不应超过相应等级水准路线的最大长度。 n(2) 中平测量中平测量 n中平测量以两个相邻水准点为一测段， n从一个水准点出发，逐个测定中桩的地面高程， n附合到下一个水准点上。 n允许误差 ：高速公路、一级公路为30 mm； n二级及二级以下公路为50 mm。 n中桩高程可观测一次，取位至cm。 n中桩高程检测限差：高速公路、一级公路为5cm； n二级及二级以下公路为10cm。 n中桩高程应测量桩标志处的地面标高。 n对沿线需要特殊控制的建筑物、管线、铁路

19、轨顶等， n应按规定测出其标高，其检测限差为2cm。 n相对高差悬殊的少数中桩高程，可用三角高程测量或单 程支线水准测量。 L 允h f L n每站的各项计算公式 n 视线高程=后视点高程后视读数 n 转点高程=视线高程前视读数 n 中桩高程=视线高程中视读数 n各站记录后，应立即计算各点高程， n直至下一个水准点时计算高差闭合差 n ，符合要求，但不进行闭合差的调整， n以原计算的各中桩点高程作为绘制纵断面图的数据。 h f 允h f h f n(3) 路线纵断面图的绘制及施工量计算 n以中桩里程为横坐标、其高程为纵坐标绘制。 n里程比例尺有1：5000，1：2000，1：1000。 n高程

20、比例尺比里程为比例尺的1020倍。 n自左至右绘制在透明毫米方格纸的背面， n可防止用橡皮修改时把方格擦掉。 n路线设计纵断面图 n图的上半部，从左至右绘有贯穿全图的两条线， n细折线表示中线方向的地面线， n根据中平测量的中桩地面高程绘制； n粗折线表示纵坡设计线。 n注资料：水准点编号、高程和位置； n竖曲线示意图及其曲线元素； n桥梁的类型、孔径、跨数、长度、里程桩号和设计水位 n涵洞的类型、孔径和里程桩号； n(4) 路线横断面测量路线横断面测量 n在各中桩处测定垂直于路线中线方向的地面起伏， n绘成横断面图。 n是设计路基横断面、计算土石方 n和施工时确定路基填挖边界的依据。 n横断

21、面测量的宽度，由路基宽度及地形情况确定， n一般，在中线两侧各测15m50m， n高程、距离的读数取位至0.lm， n检测限差应符合下表的规定。 n横断面测量应逐桩施测， n方向与路线中线垂直， n曲线路段与测点的切线垂直。 n横断面测量方法： n高速公路、一级公路 n水准仪皮尺法、横断面仪法、全站仪或经纬仪视距法， n二级及二级以下公路手水准皮尺法。 n 经纬仪视距法 n经纬仪安置在中桩上，照准横断面方向， n量取仪器横轴至中桩地面的高度作为仪器高， n用视距测量的方法测量出 n地形特征点与中桩的平距和高差。 n适用于地形困难、山坡陡峻路线的横断面测量。 n 全站仪法 n全站仪法的操作方法与

22、经纬仪视距法相同， n区别在于使用光电测距的方法 n测量出地形特征点与中桩的平距和高差。 n在立棱镜困难的地区，可使用无棱镜测距全站仪。 n3) 横断面图的绘制横断面图的绘制 n根据横断面测量的各点间的平距和高差， n在毫米方格纸上绘出各中桩的横断面图。 n比例尺1：100或1：200。 n经路基设计，在透明纸上按与横断面图相同的比例尺 n分别绘出路堑、路堤和半填半挖的路基设计线标准 断面 n按纵断面图上该中桩的设计高程 n把标准断面图套在实测的横断面图上“戴帽子”。 n图中粗实线为半填半挖的路基断面图。 n根据横断面的填、挖面积及相邻中桩的桩号， n算出施工的土、石方量。 n13. 6 路线施工测量 n工作内容恢复路线中线、 n测设施工控制桩、路基边桩和竖曲线。 n复核测量路线中线桩点， n恢复与校正已丢失或碰动的交点桩、里程桩 n(1) 施工控制桩的测设施工控制桩的测设 n在不易受施工破坏、便于引测、 n易于保存桩位的地方测设施工控制桩。 n 平行线法 n在设计路基宽度以外， n测设两排平行于中线的施工控制桩， n控制桩的间距一般取10m20m。 n 延长线法 n在路线转折处的中线延长线 n及曲线中点QZ至