《土木工程测量》第12new

1、第十二章第十二章 线路测量线路测量土木工程测量12121 1 线路测量基本任务与内容线路测量基本任务与内容一、基本概念一、基本概念在线型工程建设中，如铁路、公路、输电线、供水、供在线型工程建设中，如铁路、公路、输电线、供水、供气、输油等工程中所进行的测量，称为气、输油等工程中所进行的测量，称为线路工程测量线路工程测量，简称，简称线路测量。线路测量。基本内容基本内容1 1根据规划设计要求，在选用中小比例尺地形图上确定根据规划设计要求，在选用中小比例尺地形图上确定规划线路的走向及相应控制点位。规划线路的走向及相应控制点位。2 2根据图上的设计在实地标出线型工程的基本走向，沿根据图上的设计在实地标出

2、线型工程的基本走向，沿着基本走向进行必要的控制测量（平面控制和高程控制）着基本走向进行必要的控制测量（平面控制和高程控制）3 3结合线型工程的需要，沿着线型工程的基本走向进行结合线型工程的需要，沿着线型工程的基本走向进行带状图或平面图的测绘。带状图或平面图的测绘。4 4根据规划设计的线路把路线点位测设到实地中。根据规划设计的线路把路线点位测设到实地中。5 5测量线型工程的基本走向的地面点位高程，绘制线路测量线型工程的基本走向的地面点位高程，绘制线路基本走向的纵断面图。根据线型工程的需要绘制横断基本走向的纵断面图。根据线型工程的需要绘制横断面图。面图。6 6按线型工程的详细设计进行施工测量。按线

3、型工程的详细设计进行施工测量。 铁路和公路是社会经济发展的重要交通线路。铁铁路和公路是社会经济发展的重要交通线路。铁路和公路的工程测量贯穿于交通线路工程从规划、勘路和公路的工程测量贯穿于交通线路工程从规划、勘测设计、施工到运营管理各阶段。本书以交通线路为测设计、施工到运营管理各阶段。本书以交通线路为基础，重点介绍道路线路测量的技术原理和方法。基础，重点介绍道路线路测量的技术原理和方法。 二、基本过程二、基本过程 1 1、规划选线、规划选线 图上选线图上选线 根据主管部门提出的某一交通线路建设的基本思想，利根据主管部门提出的某一交通线路建设的基本思想，利用中比例尺（用中比例尺（1:50001:5

4、00001:50001:50000）的地形图，在图上选取线路方案。）的地形图，在图上选取线路方案。 实地考察实地考察 根据图上选线的多种方案，进行野外实地视察、踏勘、根据图上选线的多种方案，进行野外实地视察、踏勘、调查，收集线路沿途的实际情况，进一步掌握道路沿线的实际资料。补充调查，收集线路沿途的实际情况，进一步掌握道路沿线的实际资料。补充图上选线的不足。图上选线的不足。 有关的控制点；有关的控制点；了解沿途的工程地质情况；了解沿途的工程地质情况； 查清规划线路所经过的新建筑物及交通交叉位置；查清规划线路所经过的新建筑物及交通交叉位置；了解有关土石建筑材料情况了解有关土石建筑材料情况。 方案论

5、证比较方案论证比较 即根据图上选线和实地考察的全部资料，结合主管即根据图上选线和实地考察的全部资料，结合主管部门的意见进行方案论证，确定规划线路的基本方案。部门的意见进行方案论证，确定规划线路的基本方案。 2 2勘测设计勘测设计勘测设计是在规划线路上进行线路勘测与设计的整个过程。勘测设计是在规划线路上进行线路勘测与设计的整个过程。 初测初测 即在所定的规划线路上进行的勘测工作。主要技术即在所定的规划线路上进行的勘测工作。主要技术工作内容有：控制测量和带状地形图的测量，目的为交通线路提工作内容有：控制测量和带状地形图的测量，目的为交通线路提供完整的控制基准及详细的地形资料。供完整的控制基准及详细

6、的地形资料。1 1）控制测量：）控制测量： 平面控制测量和高程控制测量。在平面控制测量和高程控制测量。在中比例尺地形图中比例尺地形图上已经有上已经有了交通规划线路，在了交通规划线路，在实地实地也有了规划线路的基本走向。平面控制也有了规划线路的基本走向。平面控制测量和高程控制测量在实地相应规划线路上进行。测量和高程控制测量在实地相应规划线路上进行。平面控制测量平面控制测量：可以是导线测量，也可以是三角测量。：可以是导线测量，也可以是三角测量。高程控制测量高程控制测量：在规划线路沿线及桥梁，隧道工程规划地段进：在规划线路沿线及桥梁，隧道工程规划地段进行高程测量，为交通线路勘测设计建立满足要求的高程

7、控制点，行高程测量，为交通线路勘测设计建立满足要求的高程控制点，提供可靠的高程值。提供可靠的高程值。导线测量中应注意的问题导线测量中应注意的问题 沿规划线路布设控制点，控制点之间的距离一般应在沿规划线路布设控制点，控制点之间的距离一般应在50m50m500m500m之间；之间； 布设的导线两端（两端间隔布设的导线两端（两端间隔30km30km）应与国家点）应与国家点联测联测； 未能与国家控制点联测的导线测量，应在导线两端测量未能与国家控制点联测的导线测量，应在导线两端测量真方位角真方位角； 导线角度按导线角度按两半测回两半测回观测。观测。大范围测量需要注意的问题：大范围测量需要注意的问题：两化

8、改正：两化改正：首先应将导线测量成果改化到首先应将导线测量成果改化到大地水准面大地水准面上，然后再改上，然后再改化到化到高斯平面高斯平面上，才能与大地点坐标进行比较检核，为此要进行导线上，才能与大地点坐标进行比较检核，为此要进行导线的两化改正。的两化改正。特别是当导线处于海拔较高或位于投影带的边缘时，必须进行两化特别是当导线处于海拔较高或位于投影带的边缘时，必须进行两化改正。改正。坐标换带：坐标换带：初测导线与国家大地点联测，有时两已知点会处于两个初测导线与国家大地点联测，有时两已知点会处于两个投影带中必须先将邻带的坐标换算为同一带的坐标才能进行检核，这投影带中必须先将邻带的坐标换算为同一带的

9、坐标才能进行检核，这项工作简称项工作简称坐标换带坐标换带。距离改化公式距离改化公式导线地面距离导线地面距离S S改化到大地水准面上改化到大地水准面上S S0 0再改化到高斯平面上再改化到高斯平面上)1(0RHssm导线两端点的平均标高导线两端点的平均标高地球半径地球半径)21 (220Ryssmg导线边距中央子午导线边距中央子午线的平均距离线的平均距离( (即导线两端点横即导线两端点横坐标的平均值）坐标的平均值）两次改化后的坐标增量总和计算公式两次改化后的坐标增量总和计算公式22222121RyRHyyRyRHxxmmsmms两化改正后的纵、两化改正后的纵、横坐标增量和横坐标增量和 (m)(m

10、)导线的纵、横坐导线的纵、横坐标增量和标增量和 (m)(m)换带计算换带计算将将6 6带点坐标换算到相邻带点坐标换算到相邻6 6带的坐标带的坐标查表并使用下面公式计算当y1大于60km时，使用下面公式yxyynnyyyymmxx1110211112)()(yxyyynnnyyyyymmmxx11121021112112)()(2 2）带状地形测量：）带状地形测量：在已经建立的平面控制和高程控制基础上沿在已经建立的平面控制和高程控制基础上沿规划中线规划中线进行进行地形测量，按一般地形图测绘的技术要求测绘地形测量，按一般地形图测绘的技术要求测绘带状地形图带状地形图，带，带状宽度状宽度1001003

11、00m300m。应注意测绘各种管线和原有的路桥与规划线路的关系，加应注意测绘各种管线和原有的路桥与规划线路的关系，加测穿越规划线路的管线的净空高或负高。测穿越规划线路的管线的净空高或负高。规划道路沿线的桥梁隧道应测绘大比例尺的规划道路沿线的桥梁隧道应测绘大比例尺的工点地形图工点地形图。初测得到规划线路的大比例尺带状地形图是纸上定线设计初测得到规划线路的大比例尺带状地形图是纸上定线设计最重要的基础图件。最重要的基础图件。纸上定线：纸上定线：在带状地形图上确定线路中线直线段及交点位在带状地形图上确定线路中线直线段及交点位置，表明线路中线直线段连接曲线的有关参数。置，表明线路中线直线段连接曲线的有关

12、参数。 定测定测 1 1）线路）线路中线测量中线测量：将纸上定线设计的道路中线（直线段及曲线）：将纸上定线设计的道路中线（直线段及曲线）放样于实地；放样于实地；2 2）线路的）线路的纵、横断面测量纵、横断面测量：为线路纵坡设计、路基路面设计提供：为线路纵坡设计、路基路面设计提供详细高程资料。详细高程资料。两阶段设计两阶段设计：纸上定线设计和纵坡设计、路基路面设计是伴随着初：纸上定线设计和纵坡设计、路基路面设计是伴随着初测和定测两阶段设计实现的。测和定测两阶段设计实现的。一阶段设计一阶段设计：一般是一次性提供公路施工的整套设计方案，作为与：一般是一次性提供公路施工的整套设计方案，作为与之相配合的

13、勘测工作是一次性的定测，亦即上述的初测、定测的连续之相配合的勘测工作是一次性的定测，亦即上述的初测、定测的连续性测量过程。性测量过程。 线路工程的施工放样线路工程的施工放样根据设计的图纸及有关数据放样道路的边桩、边坡、路面及其它的根据设计的图纸及有关数据放样道路的边桩、边坡、路面及其它的有关点位，保证交通线路工程建设的顺利进行。有关点位，保证交通线路工程建设的顺利进行。 道路建设的准则道路建设的准则“精心勘测、精心设计、精心施工精心勘测、精心设计、精心施工”12122 2 线路中线的直线测量线路中线的直线测量一、线路平面组成和平面位置的标志一、线路平面组成和平面位置的标志为了保持线路的圆顺，在

14、改变方向的两相邻直线间须为了保持线路的圆顺，在改变方向的两相邻直线间须用曲线连接起来，这种曲线称平面曲线。用曲线连接起来，这种曲线称平面曲线。平面曲线有两种形式，即平面曲线有两种形式，即圆曲线圆曲线和和缓和曲线缓和曲线。 中桩：中桩：在地面上标定线路的位置，是将一系列的木桩标定在线路的中心线上在地面上标定线路的位置，是将一系列的木桩标定在线路的中心线上线路控制桩：线路控制桩：对线路位置起控制作用的桩对线路位置起控制作用的桩交点桩：交点桩：JDJD转点桩：转点桩：ZDZD方桩：方桩：4 45cm5cm，桩顶应与地面齐平，并钉一小钉表示它精确的点位，桩顶应与地面齐平，并钉一小钉表示它精确的点位标志

15、桩标志桩：加柱：加柱：里程：里程：中桩沿线路至线路起点的距离，它是沿线路中线计量，以中桩沿线路至线路起点的距离，它是沿线路中线计量，以kmkm为单位。为单位。里程为整百米的称里程为整百米的称百米桩百米桩，里程为整公里的称，里程为整公里的称公里桩公里桩主桩钉子中线里程桩红油漆标志桩二、中线直线段测量二、中线直线段测量线路中线测量是线路定测阶段的主要工作，它的任务是线路中线测量是线路定测阶段的主要工作，它的任务是把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩标定出来。木桩标定出来。基本任务基本任务：把中线上直线部分的控制桩（：把中线上直线部

16、分的控制桩（JDJD、ZDZD）测设）测设到地面，以标定中线直线部分的位置，又称到地面，以标定中线直线部分的位置，又称放线测量。放线测量。方法方法：拨角法、支距法和极坐标法拨角法、支距法和极坐标法三种。三种。可根据地形条件、仪器设备及纸上定线与初测导线距离可根据地形条件、仪器设备及纸上定线与初测导线距离的远近等情况，选择一种或几种交替使用。的远近等情况，选择一种或几种交替使用。 1 1、拨角法放线、拨角法放线基本思想基本思想根据纸上定线交点的坐标，预先在内业计算出两相邻交点间的距离及直线的转向角，然后根据计算资料在现场放出各个交点，定出中线位置JD2拨角放线工作程序拨角放线工作程序计算放线资料

17、实地放线联测与放线误差调整 计算放线资料计算放线资料导线点坐标已知导线点坐标已知 JD JD坐标图上量取坐标图上量取 反算边长及坐标方位角反算边长及坐标方位角 计算计算转向角转向角：相邻两直线段的坐标方位角之：相邻两直线段的坐标方位角之差，即为各交点的差，即为各交点的转向角转向角根据计算出的转向角、直线段长度和设计的根据计算出的转向角、直线段长度和设计的曲线半径、缓和曲线长，计算曲线要素及曲线主曲线半径、缓和曲线长，计算曲线要素及曲线主点的里程点的里程 初测导初测导线点线点（2 2）实地放线）实地放线首先置镜于初测导线点c0上，后视c1，盘左、盘右拨角，分中后定出c0JD0方向在此方向上量出S

18、 ，定出JD0点然后依次在JD0、 JD1上安置经纬仪，根据相应的转向角和直线段长度，定出JD1、JD2交点。在测设距离的同时，可以钉出直线上的中线桩（公里桩、百米桩、加桩）和曲线主点桩。=ac0JD0 - ac0c1C0C1JD0JD1S、联测与放线误差的调整、联测与放线误差的调整优：速度较快，缺：放线误差累积优：速度较快，缺：放线误差累积 “测规”规定中线每隔5l0 km，应与初测导线(或航测外控点、GPS点) 联测一次，且闭合差应满足下表要求当闭合差超限时，找出原因并纠正已测设的点位n=闭合环中线上置镜点和初测导线点的点数之和实实 例例联测数据联测数据联测坐标计算联测坐标计算630432

19、3215026689.144211 md纸上定线（理论）位置实地放出的位置纸上定线（理论）位置实地放出的位置距离闭合差距离闭合差角度闭合差角度闭合差精度评定精度评定联测环总数=9; 联测总长度=4130 m 01357132 JDJD24257132 DJDJ82013571242571 fm 56055m 1659133JDJDyxm 64. 0m 31. 0yxm 71. 022yxsf09903 容f|09|82| f2000158001413071. 0K放线精度合格放线精度合格!2 2、支距法放线、支距法放线使用范围：使用范围：当当初测导线初测导线与与纸上定线纸上定线相距较近时使用。

20、相距较近时使用。基本思想基本思想以导线点为基础，独立测设出中线的各直线段直线延伸，以定出交点(JD)优点优点因独立放点，故误差不会积累缺点缺点放线程序繁琐工作程序工作程序准备放线资料(计算)放点（每一直线上不能少于三个点）穿线交点 准备放线资料 从导线点出发作某一边成特殊角的直线与纸上中线相交，图上量距量角。 为了检核和保证放线位置的精度，测规规定每一直线段上不能少于三个点，且互相通视。 实地放线实地放线 放点（极坐标法）放点（极坐标法）测出临时支距点：不打桩，用花杆（测钎）标识。测出临时支距点：不打桩，用花杆（测钎）标识。 穿线（取平均位置）穿线（取平均位置）用经纬仪将相应的各临时支距点调整

21、到同一直线上的工作。用经纬仪将相应的各临时支距点调整到同一直线上的工作。方法方法1 1：是将经纬仪安置于一个较高的临时点上，照准最远处的是将经纬仪安置于一个较高的临时点上，照准最远处的一个转点（一个转点（ZDZD），若中间各点偏离视线方向不大，则可将各点移动，），若中间各点偏离视线方向不大，则可将各点移动，标定在视线方向上，并打桩钉上小钉；标定在视线方向上，并打桩钉上小钉；方法方法2 2：是将经纬仪安置于某临时支点附近，使其前、后大多数是将经纬仪安置于某临时支点附近，使其前、后大多数点均在仪器正、倒镜视线所指直线方向附近，以此视线作为直线段的点均在仪器正、倒镜视线所指直线方向附近，以此视线作为

22、直线段的方向，在此方向上钉出若干个直线转点桩方向，在此方向上钉出若干个直线转点桩ZDZD。 延长直线延长直线为了得到相邻两直线段的交点，一般采用盘左、盘右分中定点法为了得到相邻两直线段的交点，一般采用盘左、盘右分中定点法来延长直线。如下图所示。来延长直线。如下图所示。要求：要求：（1 1）前、后视线长度前、后视线长度不能不能相差太大，且后视距离不能太短相差太大，且后视距离不能太短； （2 2）瞄准）瞄准和设点尽量采用垂球，若距离较远时，亦可用测钎和设点尽量采用垂球，若距离较远时，亦可用测钎或标杆，但要尽量照准其底部。或标杆，但要尽量照准其底部。 交点交点ZDZDZDZDIIIJDab3 3、极

23、坐标法放线、极坐标法放线极坐标放线：是利用光电测距仪或全站仪快速测极坐标放线：是利用光电测距仪或全站仪快速测设点位的一种方法，一般精度较高设点位的一种方法，一般精度较高经过穿线来确定直线段的位置经过穿线来确定直线段的位置 A (16125, 54265)B (16263, 54311)ZD (16278, 54802)比比 较较拔角法：误差累积，可以检核（拔角法：误差累积，可以检核（101015km15km，必，必须检核）须检核） 速度快，受地形条件限制少速度快，受地形条件限制少支距法：各直线段独立，误差不积累支距法：各直线段独立，误差不积累 量距多，受地形条件限制量距多，受地形条件限制距初测

24、距初测导线点近导线点近极坐标法：效益高，精度高（全站仪）极坐标法：效益高，精度高（全站仪） 穿线，检核穿线，检核 三、中线桩的设置三、中线桩的设置中线测量：依据中线测量：依据ZDZD和和JDJD桩，详细测设中线桩的平面位置。桩，详细测设中线桩的平面位置。 中线上应钉设中线上应钉设公里桩公里桩、百米桩百米桩和和加桩加桩。直线上直线上中桩中桩间距不宜大于间距不宜大于50m50m；在地形变化处或按设计需要应另设；在地形变化处或按设计需要应另设加桩加桩，加桩一般宜设在整米处。加桩一般宜设在整米处。中线距离应用光电测距仪或钢尺往返测量，在限差以内时取平均值。百中线距离应用光电测距仪或钢尺往返测量，在限差

25、以内时取平均值。百米桩、加桩的钉设以米桩、加桩的钉设以第一次第一次量距为准。量距为准。中桩桩位误差：纵向为中桩桩位误差：纵向为 ；横向为；横向为10cm10cm。定测控制桩定测控制桩直线转点、交点、曲线主点桩，一般都须用直线转点、交点、曲线主点桩，一般都须用固桩固桩。固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土桩，桩顶埋入铁钉。可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土桩，桩顶埋入铁钉。中桩：中桩：板桩板桩，无点位标识。，无点位标识。1 . 02000s12-312-3 圆曲线测设圆曲线测设线路平面曲线种类线路平面曲线种类圆曲线(Circular curves)：主要用于专用线和行车速度不高的线路上,

26、四级及以下公路上带有缓和曲线(Transition curves)的圆曲线：干线上均用此种曲线直线段直线段Road without curves (plane view)StraightStraightRRoad with a circular curve (plane view)Use of circular road curves :曲线曲线测设步骤测设步骤先测设曲线主点先测设曲线主点依据主点详细测设曲线依据主点详细测设曲线测设方法测设方法：偏角法、切线支距法、极坐标法：偏角法、切线支距法、极坐标法一、圆曲线要素计算与主点测设一、圆曲线要素计算与主点测设1 1、圆曲线的主点、圆曲线的主点

27、JD交点 ZY直圆点 QZ曲中点 YZ圆直点2 2、圆曲线要素及其计算、圆曲线要素及其计算 T T切线长切线长 L L曲线长曲线长 圆曲线要素圆曲线要素 E E0 0外矢距外矢距a转向角 (a左,a右)R圆曲线半径设计给定设计给定Basic elements of a circular curve :曲线要素计算公式曲线要素计算公式tan2TaTR切线长a=180-290-90-a/2=90- 180LLR a 曲线长00sec12EaER外矢距3 3、曲线主点里程计算、曲线主点里程计算55 4324 , 500maR例：已知ZYDK53621.56, ZY DK53621.56 /2 243

28、.14L设点里程为则 QZ DK53864.70 2 243.14L / YZ DK54 107.840 : 264 31m, 486 28m 65 56mT.L.E.则曲线要素为4 4、圆曲线主点的测设、圆曲线主点的测设E0QZZD1TZYZD2TYZ经纬仪TheodoliteJD(180-a)/2（1 1）在（）在（JDJD）上安置经纬仪，瞄准直线方向）上安置经纬仪，瞄准直线方向上，量取切线长上，量取切线长T T得得ZYZY点与点与YZYZ点；点；（2 2）将视线转至内角平分线上，沿此方向，）将视线转至内角平分线上，沿此方向，从从JDJD量外矢距，用盘左、盘右分中得量外矢距，用盘左、盘右分

29、中得QZQZ点。点。在在ZYZY、QZQZ、YZYZ点均要打方桩，钉上小钉以示点点均要打方桩，钉上小钉以示点位。位。 圆曲线详细测设要求圆曲线详细测设要求圆曲线详细测设：在两个主点圆曲线详细测设：在两个主点(ZY(ZY、YZ)YZ)间加测间加测一些曲线点一些曲线点要求要求一般保证曲线上中桩间距为20m当R800m时，中桩间距可为40m圆曲线的中桩里程宜为20m的整倍数在地形变化处或按设计需要应另加设中桩，且加桩宜在整米处二、偏角法二、偏角法(Deflection-angle method)测设测设1 1偏角法测设曲线的原理偏角法测设曲线的原理 （1 1）测设原理）测设原理偏角法测设原理：偏角法

30、测设原理：方向距离交会法方向距离交会法（偏角即为弦切角）（偏角即为弦切角）根据偏角和弦长交会出曲线点。根据偏角和弦长交会出曲线点。 弧弦差的影响弧弦差的影响 道路曲线半径一般较大，道路曲线半径一般较大，20m20m的圆弧长与对应的弦长相的圆弧长与对应的弦长相差很小，通常倩况下，可将差很小，通常倩况下，可将20m20m的弦长当作弦长看待；的弦长当作弦长看待；只有当只有当R R400m400m时，测设中才考虑弦弧差的影响时，测设中才考虑弦弧差的影响。)(200845028005 . 02423极限mmmmmmmmmRl（3 3）偏角计算）偏角计算180RK18022RK11312.32nnRRcs

31、Tangent若测设点间曲线长相等， 2 2圆曲线详细测设举例圆曲线详细测设举例 圆曲线详细测设前，曲线主点圆曲线详细测设前，曲线主点ZYZY、QZQZ、YZYZ已测设好，已测设好，因此通常以因此通常以ZYZY和和YZYZ作测站，分别测设作测站，分别测设ZYZYQZQZ和和YZYZQZQZ曲线曲线段，并闭合于段，并闭合于QZQZ作检核。作检核。TargetTheodoliteP11P2s12s2TTJD使用经纬仪使用经纬仪(Theodolite)和钢卷尺和钢卷尺(Steel tape)TargetTheodoliteP11P2s12s2TTJD使用经纬仪使用经纬仪(Theodolite)和钢卷

32、尺和钢卷尺(Steel tape)2 2圆曲线详细测设举例圆曲线详细测设举例 圆曲线详细测设前，曲圆曲线详细测设前，曲线主点线主点ZYZY、QZQZ、YZYZ已测已测设好设好. . 以以ZYZY为测站为测站1)偏角计算正拨：反拨： 置经纬仪于置经纬仪于ZYZY点，盘左以点，盘左以0 000000000后视后视JDJD； 打开照准部并转动之，当水平度盘读数为打开照准部并转动之，当水平度盘读数为1 103032424时制动照准部；然后由时制动照准部；然后由ZYZY点开始，沿视线方向丈量点开始，沿视线方向丈量18.44m18.44m得得1 1点，并打下木板桩；点，并打下木板桩； 松开照准部，继续转动

33、、当度盘读数为松开照准部，继续转动、当度盘读数为2 212091209时制动照准部，由时制动照准部，由1 1点丈量点丈量2020米，视线与钢尺米，视线与钢尺20m20m分划相交处即为分划相交处即为2 2点；点； 同法，依次测出同法，依次测出3 3、44直至直至QZQZ。检核：测得检核：测得QZQZ点后，与主点点后，与主点QZQZ位置进行闭合。位置进行闭合。闭合差合：闭合差合： ( (切切) ) （法）（法）2000lF纵0.1m横F(2)(2)以以YZYZ为测站为测站曲线YZQZ为逆时针，偏角资料计算应采用“反拨”值，360-11iiiiiiRcaRLasin22180RRciiiRsiniR

34、siniaiLiTargetTheodoliteP11P2s12s2ZYTJD测设时，将测距仪安置于测设时，将测距仪安置于ZYZY点上，以点上，以JDJD为后视为后视0 000000000方向，照准部旋转方向，照准部旋转 偏角，持镜者偏角，持镜者沿长弦视线方向测设水平距离沿长弦视线方向测设水平距离 定出定出i i点。点。iic四、切线支距法测设圆曲线四、切线支距法测设圆曲线切线支距法实质上是切线支距法实质上是直角坐标法直角坐标法。建立独立坐标系，如建立独立坐标系，如右图所示右图所示计算坐标计算坐标: :180)cos1 (sinRLaaRyaRxiiiiiiRR方法：方法：1 1、沿切线方向量

35、、沿切线方向量 ，得，得i i2 2、在、在i i处，量处，量 ，得第，得第i i点点 较小，目估、方向架、直角器，较小，目估、方向架、直角器， 较大，仪器定向较大，仪器定向测设时从测设时从ZYZY或或YZYZ开始，沿切线方向直接量出开始，沿切线方向直接量出 并钉并钉桩；若桩；若 较小时，可用方向架或直角器在较小时，可用方向架或直角器在 点测设曲线点测设曲线点，当点，当 较大时，应在较大时，应在 处安置经纬仪来测设。处安置经纬仪来测设。 iyixixiyiyixixiyiy五、极坐标法测设圆曲线五、极坐标法测设圆曲线 采用极坐标法测设曲采用极坐标法测设曲线，首先要计算出曲线点线，首先要计算出曲

36、线点在导线点坐标系下的坐标在导线点坐标系下的坐标，然后用极坐标法测设点，然后用极坐标法测设点的平面位置的方法进行测的平面位置的方法进行测设。设。 ixiyiABJDZYXYixT iPOP1P2P3TPTPJDAB极坐标法测设方法几种测设方法的比较几种测设方法的比较偏角法偏角法长弦偏角法长弦偏角法切线支距法切线支距法极坐标法极坐标法 12124 4 缓和曲线缓和曲线 为什么要使用缓和曲线为什么要使用缓和曲线? ?在直线和圆曲线间加设可使外轨超高(Superelevation)有过度的余地FNW WOn straightOn curve一、缓和曲线的概念与性质一、缓和曲线的概念与性质缓和曲线是曲

37、率半径从某一个值连续匀变为另一个值缓和曲线是曲率半径从某一个值连续匀变为另一个值的一种过渡曲线，公路中又叫回旋线。在直线分界处的一种过渡曲线，公路中又叫回旋线。在直线分界处ZHZH点的曲率半径为点的曲率半径为，在圆曲线相接处，在圆曲线相接处HYHY点的半径与圆曲点的半径与圆曲线半径线半径 R R 相等。缓和曲线曲线上任一点的曲率半径相等。缓和曲线曲线上任一点的曲率半径与与该点到曲线起点的长度成反比，即：该点到曲线起点的长度成反比，即：2002A A 1 RlR，llll所以时当或二、缓和曲线的插入方法二、缓和曲线的插入方法缓和曲线是在不改变直缓和曲线是在不改变直线段方向和保持圆曲线半线段方向和

38、保持圆曲线半径不变的条件下，插入到径不变的条件下，插入到直线段和圆曲线之间。这直线段和圆曲线之间。这就使圆曲线沿垂直切线方就使圆曲线沿垂直切线方向，分别向内移动距离向，分别向内移动距离 和和 。缓和曲线约一半。缓和曲线约一半长度处在原圆曲线范围内长度处在原圆曲线范围内，另一半处在原直线范围，另一半处在原直线范围内。插入缓和曲线后，使内。插入缓和曲线后，使圆曲线的长度变短了。圆曲线的长度变短了。1p2pO1m2m1T2T1p2p01l02l0ER0102ZHHYQZYHHZJD2secapOO曲线主点有5个：直缓点ZH、缓圆点HY曲中点QZ、圆缓点YH缓直点HZZHHZYHHYQZ三、缓和曲线方

39、程式三、缓和曲线方程式由由l=Cl=C，可以导出缓和曲线方程式，可以导出缓和曲线方程式实用中，可舍去高实用中，可舍去高次项并顾及次项并顾及C= RlC= Rl0 05113749254224033663345640ClClClyClCllx032025640RllylRllxRlyRllx64020023000三、缓和曲线方程式三、缓和曲线方程式1 1、坐标系、坐标系ZHZH（0 0，0 0）ZHJD xZHJD x轴轴 y0y0独立曲线坐标系，与测量坐标系不同独立曲线坐标系，与测量坐标系不同2 2、方程式、方程式按照按照 为必要条件导出的缓和曲线方为必要条件导出的缓和曲线方程为程为: : 2

40、Al 34)21()!22() 1(.3456403422218945nlAnAlAllxnnn14)21()!12() 1(.42240336614121101167232nlAnAlAlAlynnn四、缓和曲线常数计算四、缓和曲线常数计算常数：常数：0 0, , 0 0, , m m, , p p, , x x0 0, , y y0 0 0 0: : 缓和曲线切线角，即缓和曲线切线角，即HYHY（或（或YHYH）点的切线与）点的切线与ZHZH（或（或HZHZ）点）点切线的夹角；切线的夹角； 0 0: : 缓和曲线总偏角缓和曲线总偏角 m m: : 切垂距切垂距，即即ZHZH（或（或HZHZ

41、）到由圆心向切线所作垂线垂足的距离；）到由圆心向切线所作垂线垂足的距离； p p: : 圆曲线内移量圆曲线内移量 x x0 0, y, y0 0: : 00RlRypRllRxmRlRl24cos2402sin180631180220002300000000012125 5 缓和曲线连同圆曲线的测缓和曲线连同圆曲线的测设设一、偏角法测设曲线一、偏角法测设曲线 1 1、曲线综合要素计算、曲线综合要素计算 （1 1）不对称曲线的综合要素）不对称曲线的综合要素RpRpRpRpRERllLmpRpRTmpRpRTsin)(cos)(2)(180)(sincos)(sincos)(21212200201

42、020122121121 -2 2sec)( 180180)2(2 2tan)( 0000LTqRpRERlRlLpRmT切曲差外矢距曲线长切线长 （2）对称曲线的综合要素例题：R=500m, l0=60m, a=283620”, 则 T=157.56m, L=309.64m E0=16.31m, q=5.47m（1）曲线主点里程计算2主点的里程计算与测设（2）曲线主点测设主点主点ZHZH、HZHZ、QZQZ的测设方法与前述圆曲线主点测设方法相的测设方法与前述圆曲线主点测设方法相同主点同主点HYHY、YHYH通常采用切线支距法通常采用切线支距法仪器架仪器架ZHZH（或（或HZHZ），瞄），瞄J

43、DJD，丈量，丈量 ，打桩、钉小钉；，打桩、钉小钉；搬站至搬站至 桩处，瞄桩处，瞄JDJD，拔，拔9090，丈量，丈量 ，打桩、钉小钉，打桩、钉小钉，得，得HYHY（或（或YHYH）点。）点。为保证主点测设精度，角度要用测回法分中定点；距离应为保证主点测设精度，角度要用测回法分中定点；距离应往返丈量，限差以内取平均值。往返丈量，限差以内取平均值。 RlyRllx640200230000 x0y0 xE0QZZDTZHZDTHZTheodoliteJD(180-a)/2000202032 : ,2 3 18021806 6 )(sinbbRllRllRllyly同理可得故又很小缓和曲线上任一点后

44、视起点的反偏角，等于由起点测设该点正偏角的二倍。3缓和曲线缓和曲线的详细测设 偏角计算若将缓和曲线等分成N段，则各分段点的偏角之间有如下的关系结论：偏角与测点到缓和曲线起点的曲线长度的平方成正比026 Rllii2222121: nnlll11312,3,2Nlllllln012123122,3,2Nn0211 N例：偏角的计算例：偏角的计算 已知对称型曲线已知对称型曲线R=500mR=500m， 60m60m，ZHZH点的里程为点的里程为DK33DK33424. 67424. 67，求缓和曲线上各点的偏角。，求缓和曲线上各点的偏角。 表126 偏角值计算表里 程偏 角 值ZH DK33+42

45、4.6700000+434.67155+444.67738+454.671711+464.673033+474.674745HY K33+484.67084516001266100lN2222121:nnlll000018050066018063Rl20216548011 N0l 缓和曲线的测设方法缓和曲线的测设方法将经纬仪安置于将经纬仪安置于ZHZH点，后视点，后视JDJD，将水平度盘安置在，将水平度盘安置在0 000000000位置，位置，转动照准部拨偏角转动照准部拨偏角 ，校核校核HYHY点位点位，如在视线方，如在视线方向上，即可开始测设其它点。向上，即可开始测设其它点。依次拨依次拨 、

46、 ，量出点与点之间的弦，量出点与点之间的弦长与相应视线相交，即可定出曲线点长与相应视线相交，即可定出曲线点1 1、2 2、。在缓和曲线的测设中，亦应注意偏角的正拨与反拨的在缓和曲线的测设中，亦应注意偏角的正拨与反拨的度盘安置方法。度盘安置方法。102n4 4、圆曲线测设、圆曲线测设缓加圆曲线的测设，其关键是要找出后视方向并正确安置水平度盘读数，即寻找切线方向。注注 意意为避免仪器视准轴误差（为避免仪器视准轴误差（2c2c），不倒镜，而采用平转），不倒镜，而采用平转后视后视ZHZH点，水平度盘合点，水平度盘合为避免分弦麻烦，可将圆曲线上第一点作为零方向为避免分弦麻烦，可将圆曲线上第一点作为零方向

47、后视后视ZHZH点，水平度盘合点，水平度盘合x x 倒镜倒镜 平转平转注意正反拔注意正反拔右左00180180bbx右左)(3601010bbx右左)(1801801010bbx二、切线支距法测设曲线二、切线支距法测设曲线1 1、坐标计算公式、坐标计算公式（1）缓和曲线部分（2）圆曲线部分032025640RllylRllxpRymRxiiii)cos1 ( sin00180Rllii2 2、测设方法、测设方法 与切线支距法测设圆曲线的方法相同。与切线支距法测设圆曲线的方法相同。三、长弦偏角法测设曲线三、长弦偏角法测设曲线1 1、坐标计算：同切线支距法、坐标计算：同切线支距法2 2、坐标反算求

48、出弦长及偏角，、坐标反算求出弦长及偏角， （1 1）弦长计算）弦长计算 （2 2）偏角计算）偏角计算3 3、测设将测距仪安置于、测设将测距仪安置于ZHZH（或（或HZHZ）点，即）点，即可进行曲线测设。可进行曲线测设。 22ixciiyiiixyarctanyxCiixiyii三种方法的优缺点三种方法的优缺点偏角法：有检核、适用于山区、偏角法：有检核、适用于山区、但可导致误差但可导致误差积累积累支距法：方法简单、误差不积累、仅适于平坦支距法：方法简单、误差不积累、仅适于平坦地区及支距地区及支距y y较小的曲线、较小的曲线、但仪器安置次数多、但仪器安置次数多、测设中的错误不易发现测设中的错误不易

49、发现长弦偏角法：测设精度高、速度快、适于任何长弦偏角法：测设精度高、速度快、适于任何地区地区四、极坐标法测设曲线四、极坐标法测设曲线1 1、测设原理、测设原理：测量所得水平角度DOP：测量所得水平距离 : arctan: : 01111121211ppppppppxxyyayyxxD水平角方位角平距适用范围：适用范围：线路附近有控制点，全站仪线路附近有控制点，全站仪优点：优点：采精度高，速度快的有效方法。采精度高，速度快的有效方法。关键：关键：计算出曲线点在控制点坐标系下的坐标。计算出曲线点在控制点坐标系下的坐标。局部坐标系：局部坐标系：是以是以ZHZH点（或点（或HZHZ点）为原点，以切线为

50、点）为原点，以切线为x x轴。轴。整体坐标系：整体坐标系：控制点所在统一坐标系；控制点所在统一坐标系； 点P在统一坐标系 下在直角坐标为在局部坐标系 下的直角坐标为在辅助坐标系 下的直角坐标为其中 与 的关系为在局部坐标系 下的极坐标为则有 oyxyx x y oPx”y”x0y0),(yxyox) , (yxyox) , (yxxoyyoxsincosryrxooyxyxyx),(yx) , (yx),(r在辅助坐标系在辅助坐标系 下的极坐标为下的极坐标为则有则有即：即：所以统一坐标为所以统一坐标为yox),(rsincossincoscossin)sin(sincossinsincosco

51、s)cos(xyrrryyxrrrxcossinsincosyxyxooyxyxyxcossinsincosoyxyx x y oPx”y”x0y0注注 意意坐标系：左手系，右手系进行变换坐标系：左手系，右手系进行变换：局部坐标系的：局部坐标系的xx轴在整体坐标系下的坐标方位轴在整体坐标系下的坐标方位角角2 2、测设方法：、测设方法：全站仪安置于全站仪安置于A A点，后视点，后视B B点，水平度盘读数设置为点，水平度盘读数设置为0 0，顺时针转动照准部，当水平度盘读数为顺时针转动照准部，当水平度盘读数为时，沿视线方向时，沿视线方向测设水平距离测设水平距离D D定出定出i i点。点。 实际工作中

52、：实际工作中：全站仪安置于全站仪安置于A A点，后视点，后视B B点，水平度盘点，水平度盘读数设置为读数设置为 ，顺时针转动照准部，当水平度盘读，顺时针转动照准部，当水平度盘读数为数为 时，视线方向即为时，视线方向即为AIAI的方向。的方向。AiAB实验实验 曲线主点测设及副点详细测设曲线主点测设及副点详细测设一、数据准备一、数据准备已知：已知： ， , , ZHZH点里程点里程 计算：计算：1 1、缓和曲线常数，、缓和曲线常数， 2 2、综合要素：、综合要素：T T，L L， 3 3、主点里程：、主点里程： 长度单位：长度单位：cmcm角度单位：秒角度单位：秒30150mR500ml4002

53、6.35467DKmyx,0000qE ,0HZyHQZHYKKKK,二、主点测设二、主点测设1 1、自己找一、自己找一JDJD打桩钉钉（画十字也可），并再找一后视切打桩钉钉（画十字也可），并再找一后视切线方向，打桩钉钉。线方向，打桩钉钉。2 2、正倒镜分中找另一切线方向，打桩，钉钉。（实际工作、正倒镜分中找另一切线方向，打桩，钉钉。（实际工作中有中有JDJD及及ZDZDi i）3 3、在切线方向上量、在切线方向上量T T和（和（T T、X X0 0），打桩钉钉。（），打桩钉钉。（ZHZH已定，或已定，或HZHZ）量距时用钢尺往返丈量，较差量距时用钢尺往返丈量，较差 ，取平均位置，取平均位置量

54、距里量距里注意注意： （1 1）先用花杆进行直线定线，）先用花杆进行直线定线， （2 2）量距时喊口号：预备，好。要有一定拉力）量距时喊口号：预备，好。要有一定拉力4 4、正倒镜分中找内分角线方向、正倒镜分中找内分角线方向 ，量，量E E0 0，打桩钉钉。，打桩钉钉。20001dd2180三、副点测设三、副点测设 1 1、数据准备、数据准备表格形式：表格形式：里里 程程测定点符号（测定点符号（ ），缓圆均按规定），缓圆均按规定曲线长曲线长丈量长度丈量长度偏偏 角角测站点一栏是后视偏角，事先定好左右偏测站点一栏是后视偏角，事先定好左右偏 数据反映正反拨数据反映正反拨备备 注注后视点说明，检核后视

55、点说明，检核例如仪器架例如仪器架HYHY点，点，后视后视QZQZ点点 4202 2、实验方法（只测设一半）、实验方法（只测设一半）（1 1）仪器架）仪器架ZHZH点，先瞄点，先瞄HYHY点，核对点位根据偏点资料，以弦长代点，核对点位根据偏点资料，以弦长代弧长，测至弧长，测至HYHY点闭合点闭合（2 2）搬站至）搬站至HYHY点：后视点：后视ZHZH点，水平度盘合点，水平度盘合 ，倒镜后核，倒镜后核对对QZQZ点点位点点位根据偏角资料测至根据偏角资料测至QZQZ点闭合点闭合思考：思考： 仪器在仪器在HYHY点，只设一站将缓和曲线和圆曲线测定（点，只设一站将缓和曲线和圆曲线测定（ZHQZZHQZ）

56、数据如何准备，如何测设数据如何准备，如何测设要求：要求：1 1、至少有一段闭合差记录在薄，、至少有一段闭合差记录在薄， ， 2 2、测定后须经老师检查后方可拨掉桩（或测钎）、测定后须经老师检查后方可拨掉桩（或测钎） 0360b2000lF纵1 . 0横F12127 7 曲线测设的特殊问题曲线测设的特殊问题两个问题两个问题偏角法遇障碍时如何进行曲线测设?主点遇障碍时如何进行曲线测设?B B、T：缓和曲线上已测设的分段点 置镜点T 后视B点，并使度盘安置为后视偏角B 倒镜、松开照准部，反拨前视点F的前偏角F00000 其中：其中：)2)(-()2)(-(11TFTFTBBTFB前视点偏角后视点偏角

57、 m10180610211lRllB、T、F分别为后视点、置镜点、前视点的分段点编号 )2)()2)(6)2)(61)2(6126621021022002030302TFTFTFTFRllllllRlllllRlRllllRllRllRllllyyTFTFTTFFTTFTFTTFTFF)2)(1TBBTB)2)(1测站点瞄准点小号大号已知已知R R 500 m500 m，l l0 0 = 60 m= 60 m，N N = 6= 6，经纬仪，经纬仪安置在第安置在第2 2点上，求前、后视点的偏角值（已知点上，求前、后视点的偏角值（已知ZHZH点的里点的里程为程为DK33+424.67DK33+42

58、4.67）前、后视各点偏角计算前、后视各点偏角计算548010 6 .541201 N2T :)2)(-()2)(-(11其中前视点偏角后视点偏角TFTFTBBTFB二、虚交曲线主点的测设二、虚交曲线主点的测设1 1虚交的概念虚交的概念所谓虚交，即道路中线交点在实地无法得到的情形，所谓虚交，即道路中线交点在实地无法得到的情形，如：如： 交点落入河流中间，无法在河中定出交点位置。交点落入河流中间，无法在河中定出交点位置。 公路在山腰处转弯，公路中线交点悬在空中。公路在山腰处转弯，公路中线交点悬在空中。 线路中线上的障碍物无法排除，交点无法直接得到线路中线上的障碍物无法排除，交点无法直接得到。 线

59、路转弯曲线的切线长太长，获得交点的工作量太线路转弯曲线的切线长太长，获得交点的工作量太大。大。 2 2主点的确定方法：主点的确定方法： (1)(1)副交点法副交点法交点在河流中转向角无法测定副交点：JD10-1, JD10-221E0QZZDTZHZDTHZTheodoliteJD(180-a)/2HYx0y0 x0y0YH(2)(2)导线法导线法地形复杂，两切线上副交点不通视或相距较地形复杂，两切线上副交点不通视或相距较远时，可用导线将两个交点联系起来，以此来确远时，可用导线将两个交点联系起来，以此来确定定ACAC和和BCBC的距离的距离sinByBC tanBBCyxxACaAC=0000

60、aCBa=aCB主点不能到达时的测设方法主点不能到达时的测设方法1、在HY或YH上安置经纬仪器000arctan180 xTy2、利用极坐标法在曲线上设置控制点)(arctanABBAxxy129 线路纵断面测量 任务：线路中桩地面高程测量，纵断面图的绘制。 中平测量：线路中桩地面高程测量 方法：水准测量，三角高程测量。 一、中桩高程测量一、中桩高程测量 目的：为绘制线路纵断面提供地面高程数据 测量方法：普通水准法 + 跨河水准法 要求：一台水准仪单程测量，但应起闭于水准点，以达到检核的目的(限差为 ) 具体施测过程及数据记录(mm) 50 L1 1、中桩水准测量、中桩水准测量中桩高程宜观测两