测量第五讲-路线测量-注册道路工程师基础课件

第五讲线路测量

公路工程线路测量主要包括路线中线测量、纵断面测量和横断面测量等。

路线中线测量是公路工程测量中关键性的工作，它是测绘纵、横断面图和平面图的基础，是公路设计、施工和后续工作的依据。

路线纵断面测量又称中线水准测量，简称中平。它的任务是在道路中线测定之后，测定中线上各里程桩

(简称中桩

)的地面高程，并绘制路线纵断面图，用以表示沿路线中线位置的地形起伏状态，主要用于路线纵坡设计之用。

横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地面高程，并绘制横断面图，用以表示垂直于路线中线方向(横向

)的地形起伏状态，供路基设计、计算土石方数量以及施工放边桩使用。

5.1点的平面位置的测设（1）已知直线长度的测设在实地上已知直线的一个端点及直线方向，根据设计的水平距离标定直线的另一个端点的位置，这项工作称为已知直线长度的测设。已知直线长度的测设的方法有：1.钢尺量距2.测距仪（全站仪）测距（2）水平角测设

水平角测没就是根据地面已知的一条直线方向，在直线的一个端点安置经纬仪，用经纬仪定出水平角的另一条方向，使两条直线方向的水平角等于设计的水平角角值。

测设水平角有两种方法：

1.直接测设法如图所示，AB为已知方向（即地面上已知A、B两点），现需在实地测设水平角等于设计角值。测设方法如下：

①在A点安置经纬仪（将仪器对中、整平）。

②经纬仪处于盘左位置，用望远镜照准B点，将水平度盘读数配置为（读数应稍大于0°）。

③松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部使水平度盘读数为，固定照准部，沿视线方向定出P1点。④以盘右位置，用同样的方法定出P2点。

⑤在P1、P2两点连线的中点定出P点，AP方向线就是需要定出的方向，即等于设计角。2.精确测设法当测设精度要求较高时，就必须采用精确测设方法（也称为归化法），其工作步骤是：

①如图所示，根据设计角值，用直接测设法测设∠BAP′。

②用测回法对∠BAP′进行若干测回的观测（测回数由测设精度确定或查阅有关测量规范），取各测回的平均值得β′。

③计算观测角度值β′

与设计角度值之差

△β

＝β′－β

④丈量AP′的距离，设AP′＝S。⑤根据角差△β与S计算P′点横向改正数△S。式中:△S——P′点的横向改正数(m)；

S——AP′的长度(m)；

△β——初步放样的角度与放样角度值之差。

⑥通过P′点作垂直于AP的方向线，以P′为起点，量取距离长度△S得出P点，∠BAP就是所需测设的水平角。但改正点位时应注意改正方向，当△β为正值时，应向∠BAP′内改正，反之，向外改正。（3）高程的放样高程放样就是将设计的高程点标注于实地上。已知水准点A的高程为HA，需要放样点P的设计高程为Hp。首先将水准仪安置在已知水准点A与放样点P之间，在已知点A上树立水准尺。水准仪整平后，照准A点上的水准尺，并读数得a，此时仪器的视线高程为：Hi=HA+aP点上竖立的水准尺读数（中丝读数）应为：b=Hi-Hp=(HA+a)-Hp5.2圆曲线、缓和曲线的测设

(1)圆曲线的主点测设1.圆曲线要素计算已知元素：半径R,转角，交点里程。计算切线长T,曲线长L,外距E，切曲差D2．主点里程的计算注意：YZ=JD+T-D3.主点测设

从交点沿后视方向量取切线长,可得曲线起点。沿前视方向量取切线长,可得曲线终点。最后沿分角线方向量最取外距,即得曲线中点。主点上控制桩在详细测设时应进行校核,并保证一定的精度。(2)带有缓和曲线的平曲线主点测设1．内移值p与切线增值q的计算xy2．曲线测设元素计算3．平曲线主点测设4.主点测设方法在交点架设经纬仪，瞄准后视方向的转点，沿此方向量取切线长得到曲线起点，瞄准前视方向的转点，沿此方向量取切线长得到曲线终点，沿分角线方向量取外距得到曲线中点，缓圆点和圆缓点一般根据缓和曲线终点的坐标(XO，YO)自直缓点和缓直点起，用切线支距法测设。5.3道路中线逐桩坐标的计算（1）HZi-1点与ZHi点之间的中桩坐标计算XYXY桩点的坐标按下式计算：（2）ZH点至YH点之间的中桩坐标计算比较包括第一缓和曲线及圆曲线，可按切线支距公式先算出切线支距坐标x、y，然后通过坐标变换将其转换成测量坐标X、Y。坐标变换公式为：在运用上式计算时，当曲线为左转角时，应以带入。（3）YH点至HZ点之间的中桩坐标计算此段为第二缓和曲线，仍可按切线支距公式先算出切线支距坐标，再按下式转换为测量坐标：当曲线为右转角时，应以带入。5.4横断面测量与土石方数量计算

路线横断面测量是测定各中桩处垂直于中线方向上的地面起伏情况，然后绘制成横断面图。供路基、边坡、特殊构造物的设计、土石方的计算和施工放样之用。进行横断面测量，首先要确定横断面的方向，然后在此方向上测定中线两侧地面坡度变化点的距离和高差。任务：测定线路中线桩两侧一定范围的地面起伏形状，并绘制横断面图供路基断面设计、路基土石方量计算或路基边坡放样使用。(1)横断面测量的密度和宽度

a.密度：所有中线桩均应施测。工程集中地段和地质不良地段应加测。

b.宽度：主要以填挖高度为主,能满足横断面设计的需要。

直线段:与中线垂直曲线段：曲线的法线方向，即半径方向。常用仪器：经纬仪工具：方向架（木制十字架）(2)横断面的方向a.直线段中线桩横断面方向的确定：b.曲线段中线桩横断面方向的确定：

实质：测定横断面方向上地面坡度变化点相对于中桩的水平距离和高差。1.标杆皮尺法（抬杆法）标杆皮尺法(抬杆法)是一根标杆和一卷皮尺测定横断面方向上的两相临变坡点的水平距离和高差的一种简易方法。如图所示，要进行横断面测量，根据地面情况选定变坡点1、2、3、…。

(3)横断面测量的方法标杆皮尺法：2.水准仪皮尺法水准仪皮尺法是利用水准仪和皮尺，按水准测量的方法测定各变坡点与中桩点间的高差，用皮尺丈量两点的水平距离的方法。

横断面方向：方向架水平距离：皮尺丈量高差：水准仪测定3.经纬仪视距法经纬仪视距法是指在地形复杂、山坡较陡的地段采用经纬仪按视距测量的方法测得各变坡点与中桩点之间的水平距离和高差的一种方法。施测时，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的水平距离和高差。（2）土石方数量计算在各断面的面积求得以后，就可以进行土石方数量的计算。通常为方便计，一般均采用平均断面法来近似计算土石方数量。假定相邻断面间为一棱柱体，其高为断面间距L，棱柱体体积为：式中：A1、A2—相邻桩号之间断面面积（㎡）

L—相邻桩号之差，即断面间距（m）5.5GPS(RTK)和全站仪测设点位（1）GPS测设点位的方法根据空中卫星发射的信号，确定空间卫星的轨道参数，计算出锁定的卫星在空间的瞬时坐标，然后将卫星看作分布于空间的已知点，利用GPS地面接收机，接受从某几颗卫星在空间运行轨道上同一瞬时发出的超高频无线电信号，再经过系统的处理，获得地面点至这几颗卫星的空间距离，用空间后方距离交会的方法，求得地面点的空间位置。（2）全站仪测设点位方法安置测距仪（全站仪）于起点上，用仪器定出给定的方向，制动仪器，指挥立镜员，在定出的方向上，终点的概略位置处设置反光镜（棱镜），测出斜距和竖直角，计算出水平距离（或直接测出水平距离），然后与设计所需的水平距离进行比较，将差值通知立镜员，由立镜员在视线方向上用小钢尺进行改正，定出终点的准确位置，重新再进行观测、比较。直接观测所得水平距离与设计所需的水平距离相等（或差值在允许范围内），则可定出最终终点的位置。5.6纵断面图的绘制所谓路线纵断面图，就是过一指定方向(如路线方向)的竖直面与地面的交线，它反映了在这一指定方向上地面的高低起伏形态。在进行道路等工程设计时，为了合理地设计竖向曲线和坡度，或为了对工程的填挖土石方进行概算，均需要了解路线上地面的起伏情况，这时可根据大比例尺地形图中的等高线来绘制纵断面图。

为了更明显地表示地面的高低起伏情况，纵断面图上的高程比例尺—般比平距比例尺大10倍。

如图所示，欲绘制地形图上MN方向的断面图，首先在毫