《测量学》第十二章_路线纵、横断面测量

1、第十二章 路线纵、横断面测量长安大学公路学院12-1 12-1 概述概述 路线纵断面测量：又称中线高程测量，它的任务是又称中线高程测量，它的任务是在道路中线测定之后，测定中线各里程桩的地面高在道路中线测定之后，测定中线各里程桩的地面高程，供路线纵断面图点绘地面线和设计纵坡之用。程，供路线纵断面图点绘地面线和设计纵坡之用。 路线纵断面高程测量采用路线纵断面高程测量采用水准测量。纵断面测量可分为。纵断面测量可分为基平测量和和中平测量。 横断面测量是测定路中线各里程桩两侧垂直于中线是测定路中线各里程桩两侧垂直于中线方向的地面高程，供路线横断面图点绘地面线、路基方向的地面高程，供路线横断面图点绘地面线

2、、路基设计、土石方数量计算以及施工边桩放样等使用。设计、土石方数量计算以及施工边桩放样等使用。 12-2 12-2 基平测量基平测量 基平测量工作主要是沿线设置水准点，并测定其高程，建工作主要是沿线设置水准点，并测定其高程，建立路线高程控制测量，作为中平测量、施工放样及竣工验立路线高程控制测量，作为中平测量、施工放样及竣工验收的依据。收的依据。 一、路线水准点的设置一、路线水准点的设置 路线水准点是用水准测量方法建立的路线高程测控制点。是用水准测量方法建立的路线高程测控制点。 水准点根据需要和用途不同，道路沿线可布设根据需要和用途不同，道路沿线可布设永久性水准点和和临时性水准点。 水准点布设的

3、密度：间距宜为水准点布设的密度：间距宜为1km-1.5km1km-1.5km；山岭重；山岭重丘区可根据需要适当加密为丘区可根据需要适当加密为1km1km左右；大桥、隧道洞口左右；大桥、隧道洞口及其它大型构造物两端应按要求增设水准点。及其它大型构造物两端应按要求增设水准点。 二、基平测量的方法二、基平测量的方法12-2 12-2 基平测量基平测量我国公路水准测量的等级：高速、一级公路为四等，二、三、四级公路为五等。公路有关构造物的水准测量等级应按有关规定执行。12-2 12-2 基平测量基平测量二、基平测量的方法二、基平测量的方法 水准点的高程测定，应根据水准测量的等级选定水准仪及水准点的高程测

4、定，应根据水准测量的等级选定水准仪及水准尺类型，通常采用一台水准仪在水准点间作往返观测，水准尺类型，通常采用一台水准仪在水准点间作往返观测，也可用两台水准仪作单程观测。也可用两台水准仪作单程观测。 基平测量时，采用一台水准仪往返观测或两台水准仪单程基平测量时，采用一台水准仪往返观测或两台水准仪单程观测所得闭合差应符合水准测量的精度要求，且不得超过观测所得闭合差应符合水准测量的精度要求，且不得超过容许值。容许值。 当测段闭合差在规定容许闭合差（限差）之内，取其高差当测段闭合差在规定容许闭合差（限差）之内，取其高差平均值作为两水准点间的高差。超出限差则必须重测。平均值作为两水准点间的高差。超出限差

5、则必须重测。12-2 12-2 基平测量基平测量三、跨河水准测量三、跨河水准测量跨河水准测量：是指水准路线跨越江河（或湖塘、沼泽、宽是指水准路线跨越江河（或湖塘、沼泽、宽沟、洼地、山谷等），视线长度超过规定的水准测量。沟、洼地、山谷等），视线长度超过规定的水准测量。 1 1测站与观测点的布设测站与观测点的布设 两岸测站至水边的距离应尽可能相等；两岸测站至水边的距离应尽可能相等； 两岸仪器的水平视线距水面的高度应相等，视线高度应不两岸仪器的水平视线距水面的高度应相等，视线高度应不小于小于2m2m。 跨河视线跨河视线I I1 1B B、I I2 2A A应力求相等应力求相等; ; 岸上视线岸上视线

6、I I1 1A A、I I2 2B B长度不得短于长度不得短于10m10m， 且彼此相等。且彼此相等。 12-2 12-2 基平测量基平测量三、跨河水准测量三、跨河水准测量2 2观测程序及注意事项观测程序及注意事项(1)(1)采用一台仪器施测时，先在安置仪器，照准采用一台仪器施测时，先在安置仪器，照准A A点近尺，读点近尺，读数数a a1 1；再照准远尺；再照准远尺B B，读数，读数a a1 1 ，则，则h h1 1=a=a1 1- - b b1 1 ，此为前半测回，此为前半测回（2 2）照准远尺）照准远尺A A，得读数，得读数a a2 2 ；再照准近尺；再照准近尺B B，得，得b b2 2

7、，则，则h h2 2=a=a2 2- - b b2 2 ，此即后半测回。取两个半测回的平均值，即，此即后半测回。取两个半测回的平均值，即组成一个测回。组成一个测回。 12-3 12-3 中平测量中平测量 中平测量中平测量主要是利用基平测量布设的水准点及高程，引测主要是利用基平测量布设的水准点及高程，引测出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地面线的依据。出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地面线的依据。一、中平测量的方法一、中平测量的方法中平测量一般是以两相邻水准点为一测段，从一个水准点开中平测量一般是以两相邻水准点为一测段，从一个水准点开始，逐个测定中桩的地面高程，直至闭合于下一个水准点上。始

8、，逐个测定中桩的地面高程，直至闭合于下一个水准点上。 12-3 12-3 中平测量中平测量 中平测量主要是利用基平测量布设的水准点及高程，引主要是利用基平测量布设的水准点及高程，引测出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地面线的依测出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地面线的依据。据。一、中平测量的方法一、中平测量的方法测站1测站2测站3中视最远距离150 ；中视距离读到位基平测量获得0+000524.7820.606BM2523.062.32K1+240515.140517.3861.5212.246ZD2515.651.01+180515.461.20+160515.840.82+14051

9、6.140.52+120516.160.50+100513.499516.6611.0063.162ZD1512.48513.612.030.90+060+080513.890.62+040512.611.90+020512.891.62K0+000BM1高程为高程为基平所基平所测测基平测得基平测得BM2高程高程为为524.824512.314514.5052.191BM1前视前视中视中视后视后视备注备注高程（高程（m）视线高程（视线高程（m）水准尺读数（水准尺读数（m）测点测点12-3 12-3 中平测量中平测量2.24612-3 12-3 中平测量中平测量一、中平测量的方法一、中平测量的方

10、法 中平测量只作单程测量。一测段观测结束后，应计算测中平测量只作单程测量。一测段观测结束后，应计算测段高差。它与基平所测测段两端水准点高差之差，称为段高差。它与基平所测测段两端水准点高差之差，称为测段高差闭合差测段高差闭合差。 中桩高程测量的精度要求，其容许误差：高速公路、一中桩高程测量的精度要求，其容许误差：高速公路、一级二级公路为级二级公路为 mm mm； 三级、四级公路为三级、四级公路为 mm mm 。 每一测站的计算按下列公式进行每一测站的计算按下列公式进行：视线高程视线高程= =后视点高程后视点高程+ +后视读数后视读数中桩高程中桩高程= =视线高程中视读数视线高程中视读数转点高程转

11、点高程= =视线高程前视读数视线高程前视读数 L30L5012-3 12-3 中平测量中平测量二、跨沟谷测量二、跨沟谷测量当路线经过沟谷时，为了减少测站数，提高施测速度和保证当路线经过沟谷时，为了减少测站数，提高施测速度和保证测量精度，一般可采用测量精度，一般可采用沟内沟外分开沟内沟外分开的方法进行测量。的方法进行测量。 12-3 12-3 中平测量中平测量三、纵断面的绘制三、纵断面的绘制12-4 12-4 横断面测量横断面测量横断面测量一般分为横断面测量一般分为横断面方向的测定横断面方向的测定、横断面测横断面测量量及及横断面图的绘制横断面图的绘制等工作。等工作。一、横断面方向的测定一、横断面

12、方向的测定横断面方向应与路线中线垂直，曲线路段与测点的切线垂直。横断面方向应与路线中线垂直，曲线路段与测点的切线垂直。一般可采用一般可采用方向架方向架、方向盘方向盘定向，精度要求高的横断面定向定向，精度要求高的横断面定向可用可用经纬仪经纬仪、全站仪全站仪定向。定向。1 1直线段横断面方向的测定直线段横断面方向的测定直线段横断面方向与路线中线垂直，一般采用方向架测定。12-4 12-4 横断面测量横断面测量一、横断面方向的测定一、横断面方向的测定2 2圆曲线横断面方向的测定圆曲线横断面方向的测定 圆曲线上任意一点的横断面方向即是该点指向圆心的半径圆曲线上任意一点的横断面方向即是该点指向圆心的半径

13、方向。方向。 圆曲线上横断面方向确定时采用圆曲线上横断面方向确定时采用“等角等角”原理，即同一圆原理，即同一圆弧上的弦切角相等。弧上的弦切角相等。 测定时一般采用求心方向架。测定时一般采用求心方向架。 12-4 12-4 横断面测量横断面测量一、横断面方向的测定一、横断面方向的测定3 3缓和曲线横断面方向的测定缓和曲线横断面方向的测定缓和曲线上任一点的横断面方向，就是该点切线的垂直方向。缓和曲线上任一点的横断面方向，就是该点切线的垂直方向。（1 1）方向架：）方向架：L为P点到ZH点的弧长。 2336032RlltdZHHYRdcabQtdPZHPJDRHY212-4 12-4 横断面测量横断

14、面测量一、横断面方向的测定一、横断面方向的测定3 3缓和曲线横断面方向的测定缓和曲线横断面方向的测定（2 2）方向盘或经纬仪：）方向盘或经纬仪：测定横断面方向的原理为测定横断面方向的原理为“倍角”关关系，即缓和曲线上任意一点与起点的弦同该点切线的夹角，系，即缓和曲线上任意一点与起点的弦同该点切线的夹角，等于缓和曲线起点与任意一点的弦同起点切线夹角的两倍，等于缓和曲线起点与任意一点的弦同起点切线夹角的两倍，即：即：122311322ZHHYRdcabQtdPZHPJDRHY212-4 12-4 横断面测量横断面测量一、横断面方向的测定一、横断面方向的测定3 3缓和曲线横断面方向的测定缓和曲线横断

15、面方向的测定(3) (3) 全站仪：全站仪：先用公式先用公式 计算出计算出P P点的缓和曲线角，再用点的缓和曲线角，再用路线方位角路线方位角 及及 计算出计算出P P点的切线方位角点的切线方位角 ，则，则P P点的点的横断面方向方位角为横断面方向方位角为 。利用利用P P点坐标点坐标 、 ，可求出可求出P P点横断面上一点点横断面上一点M M的坐标，用坐标法实的坐标，用坐标法实地放出地放出M M点，点，PMPM方向方向即为即为P P点的横断面方向。点的横断面方向。 ZHM(xy)P(x,y)mPJDi+1i+1i,SRLl22iip90m),(yxPmip12-4 12-4 横断面测量横断面测

16、量二、横断面的测量方法二、横断面的测量方法1 1花杆皮尺法花杆皮尺法 12-4 12-4 横断面测量横断面测量二、横断面的测量方法二、横断面的测量方法2 2水准仪法水准仪法在平坦地区可使用水准仪测量横断面。施测时选一适当位置在平坦地区可使用水准仪测量横断面。施测时选一适当位置安置水准仪，后视中桩水准尺读取后视读数，前视横断面方安置水准仪，后视中桩水准尺读取后视读数，前视横断面方向上各变坡点上水准尺得各前视读数，后视读数分别减去各向上各变坡点上水准尺得各前视读数，后视读数分别减去各前视读数即得各变坡点与中桩地面高差。用钢尺或皮尺分别前视读数即得各变坡点与中桩地面高差。用钢尺或皮尺分别量取各变坡点

17、至中桩的水平距离。量取各变坡点至中桩的水平距离。 12-4 12-4 横断面测量横断面测量二、横断面的测量方法二、横断面的测量方法3 3经纬仪法经纬仪法在地形复杂、山坡较陡的地段宜采用经纬仪施测。将经纬仪在地形复杂、山坡较陡的地段宜采用经纬仪施测。将经纬仪安置在中桩上，用视距法测出横断面方向各变坡点至中桩安置在中桩上，用视距法测出横断面方向各变坡点至中桩的水平距离和高差。的水平距离和高差。4 4全站仪法全站仪法在测站安置全站仪，路线中桩上安置棱镜，按全站仪斜距测在测站安置全站仪，路线中桩上安置棱镜，按全站仪斜距测量键测量中桩至测站斜距，然后移动棱镜于中桩横断面地量键测量中桩至测站斜距，然后移动棱镜于中桩横断面地形变化点，利用全站仪的对边测量功能，可直接测得地形形变化点，利用全站仪的对边测量功能，可直接测得地形变化点至中桩的斜距、平距及高差。变化点至中桩的斜距、平距及高差。三、横断面的绘制三、横断面的绘制绘图时，先将中桩