第二章线路设计阶段测绘工作课件

大家好工程测量学第二章2.1线路设计的有关知识铁路、公路、输电线路以及输油（气）管道等均属于线型工程，它们的中线通称线路。线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。线路测量是为线路设计收集一切必须的地形资料，并将所设计的线路中线测设于实地。线路设计除了地形资料以外，还必须考虑线路所经地区的工程地质、水文地质以及经济等方面的问题。2.1线路设计的有关知识

一．铁路工程建设的一般知识

二．公路工程建设的一般知识

三．输电线路工程建设的一般知识

四．输油(气)管道工程建设的一般知识

五．线路测量的特点2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识

铁路是一种以钢轨引导列车的运输方式，它是建造在大地上一种线型工程建筑物。2.1线路设计的有关知识

一、铁路工程建设的一般知识

我国《铁路工程技术规范》将铁路建设标准分为三级：

Ⅰ级铁路：在路网中起骨干作用的铁路，要求远期(运营10年后)年输送能力大于1000万吨(单车方向)。

Ⅱ级铁路：在路网中起辅助作用的铁路，要求远期年输送能力为1000～500万吨。

Ⅲ级铁路：在某一地区服务的铁路，年输送能力小于500万吨2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成

铁路主要是由路基、轨道、桥涵、隧道、站场等工程建筑物所组成的一项综合工程，此外还有附属的设备和房屋如行车信号、车站内的站台、天桥、地道、水塔等。2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成——1、路基

路基是轨道的基础，包括路基本体、排水设备和防护、加固建筑物等。铺设轨道的部分叫路基本体。路堑原地面高将之开挖建成2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成——1、路基

路基是土石工程，最怕雨水冲刷和地下水的浸泡。其排水设备分地面排水设备和地下排水设备。用于路堤排水的设备是排水沟；用于路堑排水的设备有侧沟、天沟、截水沟、水槽等。路基防护设备主要有：坡面防护层、护岸、拦石墙、落石坑等，加固设备包括各种类型的挡土墙和支顶墙、支柱等。

通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简称路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面可以分为6类：路基的断面形式

①路堤

路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。路堤断面简图

铁路路基是轨道的基础，承受并传递轨道的重量及列车的动载荷。（一）铁路的基本组成——1、路基

路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。路堑实物图

路堑断面简图路基的断面形式②路堑路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天然地面上。半路堤断面简图不填不挖路基断面简图④半路堤在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。路基的断面形式③不填不挖路基

⑤半路堑

在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。半路堑断面简图半路堑实物图路基的断面形式⑥半路堤半路堑

经过填、挖两部分构成的路基。半路堤半路堑断面简图

路基的断面形式路基边坡

铁路路基本体组成路基路基本体路基顶面路肩路基附属设施（一）铁路的基本组成——1、路基路基附属设施排水沟

路基附属设施的作用：保证路基的强度与稳定。

①排水设施地面排水设施→汇集地表雨水，引到路基以外。

例如：排水沟（见图）、截水沟等。地下排水设施→截断、疏导地下水，排出路基。（一）铁路的基本组成——1、路基路基边坡度冲刷防护②防护设施路基边坡坡面防护→增强路基边坡的抗风化能力。

例如：植被防护、砌石防护等。路基边坡冲刷防护→用于滨河、河滩、水库地段防护。例如：植被防护、抛石防护等。路基附属设施挡土墙加固工程通过修建加固结构物或其它措施，使路基获得稳定。

例如：挡土墙、扶壁、挡棚等。山体挡棚路基附属设施2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成——2、轨道

轨道是指在路基以上的部分，包括钢轨、轨枕、道床、道岔、附属设备等。钢轨轨枕连接零件轨道加强设备道床道岔钢轨2、轨道防爬设备轨枕道床联结零件道岔2.1线路设计的有关知识作用：轨道起着机车车辆运行的导向作用，直接承受由车轮传来的巨大压力，并把它传递给路基或桥隧建筑物。2.1线路设计的有关知识钢轨在我国，钢轨的类型以每米长度的大致质量的kg整数（kg/m）表示，现行的标准钢轨类型有：75kg/m、60kg/m、50kg/m等。

我国标准钢轨长度为12.5及25m两种。2.1线路设计的有关知识

按制作材料分，有钢筋混凝土枕和木枕两种。木枕

钢筋混凝土轨枕

按用途分，有普通轨枕、岔枕和桥枕。我国铁路所使用的主要是预应力混凝土枕。两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。接头联结零件接头联结零件可以分为：木枕联结扣件和混凝土枕联结扣件。中间联结扣件把钢轨与轨枕牢固地联结起来，以确保钢轨位置稳定。我国木枕轨道地段中间联结方式主要有混合式和分开式。2.1线路设计的有关知识

机车车辆在运行过程中，常常需要由一条线路转入另一条线路，或跨越其它线路。在就需要设置线路的连接与交叉设备，即道岔。

道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。道岔三开道岔对称道岔交分道岔特殊道岔2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成桥梁

桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。跨谷桥(南昆线八渡3号大桥)

跨线桥旱桥(西康线)2.1线路设计的有关知识

隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。内昆线安边2号隧道2.1线路设计的有关知识

涵洞，设置在路基下的过水建筑物。

设在路堤下面的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。涵洞2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（一）铁路的基本组成2.1线路设计的有关知识

一、铁路工程建设的一般知识（二）铁路工程建设的基本程序

勘测设计——施工建设——运营管理铁路勘测设计一般要经过下列过程，即：方案研究（室内研究、现场踏勘、提出方案报告）、初测、初步设计、定测、施工设计等过程。方案研究不作为一个设计阶段，故这种方式称为两阶段设计，即初步设计和施工设计，勘测工作分为初测和定测两个阶段进行。2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（二）铁路工程建设的基本程序

首先要搜集沿线各种技术资料，包括地形、地质、水文、气象资料，以及沿线有关的政治经济和国防方面的资料，利用已掌握的资料，在1:50000或1:100000地形图上选出几个可能的线路方案，经过全面的分析比较后，提出方案研究报告。方案确定后，即下达勘测设计任务书，这时就要进行初测，初测是初步设计阶段的勘测工作。2.1线路设计的有关知识

一、铁路工程建设的一般知识（二）铁路工程建设的基本程序

初测的主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文方面的资料。

初步设计是由设计人员，在初测带状地形图上，研究线路的方向、坡度、曲线半径以及难易程度，选定一个经济合理的方案，线路位置和重大工程基本上要确定，以及确定主要技术标准。由于这项工作在室内进行，故称为纸上定线。2.1线路设计的有关知识初测工作包括：插大旗、导线测量、高程测量、地形测量。初测在线路的全部勘测工作中占有重要地位，它决定着线路的基本方向。1、选点插旗将在中、小比例尺地形图上设计的线路位置大概地在地面上标定出转折点的位置和线路的走向，并打桩插旗标定点位，为导线测量及各专业调查指出行进方向。大旗点的选定，一方面要考虑线路的基本方向，另一方面要考虑到导线测量、地形测量的要求，因为一般情况下，大旗点亦为导线点，故要顾及便于侧角、量距及地形测绘。2.1线路设计的有关知识2、导线测量沿插旗方向，测量导线偏角及边长；并按规定要求及时与国家大地测量点、三角点、GPS点、导线点等联测并详细清晰的做记录。步骤如下（1）水平角观测（2）边长丈量（3）导线的联测2.1线路设计的有关知识3、高程测量初测高程测量主要有基平测量和中平测量。（1）基平测量是沿导线两侧各100m范围内，间隔1-2km布设水准点，作为线路高程控制网；（2）中平测量是测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的高程，用以绘制线路纵断面图和专业调查；（3）按规定要求与国家水准点进行联测。2.1线路设计的有关知识4、地形测量根据纸上定线要求范围，可采用数字测图或者经纬仪配合小平板沿导线两侧测量，其宽度应不小于200-300m。5、控制横断面测量在地形都陡峻，地质条件复杂地段，为了选择最佳线路位置，使比较数据更具可靠性，要实测控制横断面，其实测宽度及位置视需要而定。2.1线路设计的有关知识6、附属工程调查有关平（立）交道，改移公路、道路、改沟、拆迁建筑物、用地、环境等均应进行调查，征求有关单位意见。7、内业整理根据外业各项测量的成果进行整理复核计算。计算经纬距坐标，方位角及高程，绘制导线图供测绘地形之用。一经发现测量误差不符合规定时，应立即通知有关人员进行复测。当测量图纸清绘完毕后，要即时做好纸上完线并作出比较。2.1线路设计的有关知识

一、铁路工程建设的一般知识（二）铁路工程建设的基本程序

定测的主要任务是把初步设计中选定的线路中线测设到地面上去，测设时应结合现场的地形、水文、地质等实际情况尽量改善线路的位置，力求选出最经济合理的线路。并为施工设计收集资料。

施工设计是根据定测资料对线路全线和所有个体工程做出详细设计，并提供工程数量和各种报表。施工设计中最主要的是线路的平面和纵断面设计。此外对桥涵、隧道、特殊路基以及车站等都要做出单独设计。铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。412.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（三）铁路工程建设中的测量工作

勘测设计阶段的测量工作有草测、初测和定测工作。在方案研究中，如无足够的地形资料，就要进行草测。初测时要进行插大旗、导线测量、高程测量和地形测量，初测目前已较多地采用航测方法测绘地形图。定测中要进行放线交点工作、中线的测设（包括直线和曲线的测设）、纵断面测量和横断面测量。2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（三）铁路工程建设中的测量工作施工阶段测量的任务主要是保证各种建筑物能按照设计位置准确地建立起来。施工阶段的首项工作是进行“复测”。复测是为了检查线路的主要控制桩的正确性和补设缺损的桩橛。在施工前要做“固桩”和“护桩”工作，以保证施工过程中桩点不致丢失或便于随时恢复。路基施工前还要进行路基边桩的放样。在施工过程中要随时进行中线和高程测量，这些工作常常要反复进行多次，贯穿整个施工过程。各种工程结束后，则进行贯通全线的竣工测量。2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（三）铁路工程建设中的测量工作运营阶段，当对既有线路进行改建、修建复线时，都需要进行一系列的测量，其测量工作的特点是以既有线路为基础并对既有线路要作详细的测量。为了更新资料，对线路现状和沿线地形每隔一定年份要进行全线的测量，即所谓“旧线测量”。2.1线路设计的有关知识一、铁路工程建设的一般知识（四）高速铁路的基本知识常速——100~120km/h中速——120~160km/h准高速——160~200km/h高速——200~400km/h特高速——400km/h以上高速铁路除了列车的营运速度达到一定标准外，车辆、路轨、操作都需要提升，是一项综合系统工程，技术复杂，轨道铺设方法与普通铁路有本质区别，施工精度要求高。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识

公路是指连接城市、乡村和工矿基地等，主要供汽车行驶，具备一定技术和设施的道路。

按其重要性和使用性质，公路可划分为：国家干线公路（国道）省干线公路（省道）县公路（县道）专用公路等318国道川藏线2.1线路设计的有关知识

二、公路工程建设的一般知识(一)公路等级

公路根据其使用任务、功能和适应的交通量分为：高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路2.1线路设计的有关知识高速公路2.1线路设计的有关知识2.1线路设计的有关知识二级公路横断面2.1线路设计的有关知识

二、公路工程建设的一般知识(二)公路的结构组成

公路的结构组成主要包括：路基路面桥涵隧道路线交叉沿线设施等2.1线路设计的有关知识

路基：是指路面下的土基，它是由土、石按一定尺寸、结构要求建筑而成的带状土工结构物。路基承受由路面传递下来的行车荷载，并承受自然因素的作用。路堤：路线高于天然地面路堑：路线低于天然地面半填半挖：一部分填一部分挖零填零挖路基横断面分类2.1线路设计的有关知识典型路堤2.1线路设计的有关知识典型路堤2.1线路设计的有关知识典型路堑2.1线路设计的有关知识半填半挖路基2.1线路设计的有关知识路面是在路基表面上用各种不同材料分层铺筑而成的结构物，供车辆在其上以一定的速度安全舒适的行驶。按力学性质柔性路面：沥青混凝土、碎石、级配刚性路面：水泥混凝土2.1线路设计的有关知识2.1线路设计的有关知识桥梁与隧道涵洞排水工程2.1线路设计的有关知识防护工程、特殊结构物•挡土墙•护脚•砌石护坡•隧洞•悬臂式路台•明洞2.1线路设计的有关知识边坡防护2.1线路设计的有关知识

二、公路工程建设的一般知识

(二)公路的结构组成

路基是指路面下的土基，它是由土、石按一定尺寸、结构要求建筑而成的带状土工结构物。路基与路面结构层2.1线路设计的有关知识

二、公路工程建设的一般知识

(二)公路的结构组成公路路基2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(三)公路勘测设计

公路勘测设计根据路线的性质和要求，可分为：两阶段设计一阶段设计三阶段设计2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(三)公路勘测设计1、两阶段设计

一般公路所采用的勘测设计程序。公路踏勘：了解线路所经地区的自然地理条件(包括地形、土壤、地质、水文以及气象等情况)，选择线路的大致位置，为初步设计收集资料，进行初测、编制初步设计和工程概算。公路详细测量：全面深入地研究线路的各项情况，精确地测定线路的长度和位置，编制施工图和工程预算。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(三)公路勘测设计2、一阶段设计

适用于技术简单、方案明确的小型公路工程。即进行一次详细的定测，据以编制施工设计和工程预算。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(三)公路勘测设计

3、三阶段设计

适合于技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等。初步设计技术设计施工设计2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(四)公路道路设计的基本依据

公路道路设计的基本依据有设计车辆、设计车速、设计交通量、通行能力和服务水平等。1、设计车辆设计车辆是作为公路设计依据的车型，车辆的几何尺寸、质量、性能等，直接关系到行车道宽度、弯道加宽、道路纵坡、行车视距、道路净空、路面及桥涵荷载等。2、设计车速设计车速又称为计算行车速度，是道路几何设计所采用的车速和基本依据。设计车速直接决定道路的线形几何要素，同时又与道路的重要性、经济性有关，是体现道路等级的一项重要指标。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(四)公路道路设计的基本依据3、设计交通量

交通量是指单位时间内通过公路某一断面的车辆数，又叫交通流量。交通量可以年、日或小时计。4、通行能力和服务水平道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示，单位时间通常以小时计，即辆/小时。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(五)公路勘测设计程序依据《公路工程基本建设管理办法》——根据长远规划或项目建议书，进行可行性研究。根据可行性研究，编写计划任务书。根据批准的计划任务书，进行现场勘测，编制初步设计文件和概算。根据批准的初步设计文件，编制施工图和施工图预算。列入年度基本建设计划。进行施工前的各项准备工作。编制实施性施工组织设计及开工报告，报上级主管部门审批。严格执行有关施工的规程和规定，坚持正常施工秩序，做好施工记录，建立技术档案。编制竣工图表和工程决算，办理竣工验收。2.1线路设计的有关知识二、公路工程建设的一般知识(六)公路工程建设中的测量工作

公路工程建设中的测量工作与铁路工程建设基本一致，有：初测定测施工测量竣工测量等2.1线路设计的有关知识三、输电线路工程建设的一般知识(一)输电线路的分类与组成

电力线路是电力系统的组成部分，它担负着输送和分配电能的任务。从电源向电力负荷中心输送电能的线路称为输电线路。根据输送距离和输送容量的大小，输电线路采用各种不同的电压等级。担负分配电能任务的线路称为配电线路。

通常称35~220KV的线路为高压输电线路。330~500KV的线路为超高压输电线路。2.1线路设计的有关知识三、输电线路工程建设的一般知识(一)输电线路的分类与组成输电线路按结构又可分为电缆线路和架空线路。2.1线路设计的有关知识按照杆塔的型式分类杆塔电杆铁塔钢筋混凝土电杆钢管杆自立塔拉线塔2.1线路设计的有关知识拉线塔自立塔2.1线路设计的有关知识转角塔终端塔2.1线路设计的有关知识三、输电线路工程建设的一般知识(二)输电线路设计一般包括两个阶段：初步设计与施工设计阶段。

初步设计阶段为选择经济合理的路径方案，进行图上选线和现场踏勘工作，确定初步设计的方案。

施工设计阶段所进行的终勘定位是根据初步设计提出的线路方案，在实地进行选线、定线、测距、高程测量、断面测量以及杆塔定位测量等。2.1线路设计的有关知识三、输电线路工程建设的一般知识(三)输电线路工程建设中的测量工作输电线路工程建设的测量工作包括距离测量与直线定向、架空送电线路设计测量、线路施工复测和分坑测量、基础的操平找正及杆塔检查、架空线弧垂观测及检查等。定线测量：包括定线、设立标桩、直线转折角测量、距离和高程测量。平断面测量：包括线路中心线纵断面、横断面的测绘和中心线两侧各50米范围的地物测量。2.1线路设计的有关知识三、输电线路工程建设的一般知识(三)输电线路工程建设中的测量工作交叉跨越测量：包括电力线、通信线的中心线、边线、交叉处左右杆上下线线高以及通信线的交叉角测量。定位测量：将设计图上确定的电线杆塔(支架)位置在实地用标桩固定。包括定位测量，各杆塔(支架)位标桩间的角度、距离和高差测量。弧垂测量：在输电线路施工中为使安装的导线弧垂(导线支持点至最低点的垂直距离