1、線路工程測量主講人：張杰勝課 時：一小時本課程重點介紹路線工程測量中常用的測量方法，包括選線、中線測量、曲線測設、基平、中平、縱橫斷面繪制以及線路施工測量。一. 路線測量概述路線測量包括路線勘測設計測量路線勘測設計測量和道路施工道路施工測量測量。1 、路線勘測設計測量路線勘測設計一般分為初測和定測兩個階段。初測階段的任務是：沿路線可能經過的范圍內布設導線，測量路線帶狀地形圖路線帶狀地形圖和縱斷面縱斷面圖圖，收集沿線地質、水文等資料，作紙上定線或現場定線，編制比較方案，為初步設計提供依據。定測階段的任務是：在選定設計方案的路線上進行路線中線、高程、橫斷面、縱斷面、橋涵、路線交叉、沿線設施、環境保

2、護等測量和資料調查，為施工圖設計提供資料施工圖設計提供資料。2 、道路施工測量道路設計完成后，需要按照設計圖紙測設或恢復道路中線恢復道路中線、測設路基邊樁測設路基邊樁和豎曲線豎曲線；工程逐項完工后進行竣工驗收測量，為工程竣工后的使用和養護提供基礎資料。二、 路線中線測量路線中線測量是將路線設計中心線測設在實地上。路線中線的平面線形由直線和曲線組成，曲線又由圓曲線和緩和曲線組成，如圖所示： ZD圖11-1 路線中線ZYZDZHRQZJD1YZQZLJD2HYYHHZ中線測量的主要工作是：測設中線交點JD和轉點ZD、量距和釘樁、測量轉點上的轉角、測設曲線等。上圖中的JD、ZD等為公路測量符號。測量

3、符號可采用英文字母或漢語拼音字母表示，但同一工程只用一種符號。1、路線交點的測設紙上定線完成后，應將圖上確定的路線交點位置標定到實地。1.1交點的測設 DD545DD4JD5DDD3圖11-2 測設交點（b）根據導線點測設交點26.7817.52JD514.37（a）根據地物測設交點（1）根據地物的關系測設交點，如圖所示，交點JD5的位置已經在地形圖上選定，在圖上量得該點至兩房角和電線桿的距離，在現場用距離交會法測設JD5。 DD545DD4JD5DDD3圖11-2 測設交點（b）根據導線點測設交點26.7817.52JD514.37（a）根據地物測設交點如圖，根據導線點測設交點根據導線點的坐

4、標和交點設計坐標，計算出測設數據，用極坐標法、距離交會法或角度交會法或角度交會法測設交點交會法測設交點。如圖所示，根據導線點DD4、DD5和JD5三個點的坐標，計算出導線邊的方位角和DD4到JD5的平距D和方位角,用極坐標法測設JD5。1.2 路線轉角的測定路線在轉折點處改變其方向，改變后的方向與原方向之間的水平夾角稱為轉角，亦稱偏偏角角。轉角又分為右轉角和左轉角，如圖所示，當180時為右轉角，表示路線向右偏轉；18為左轉角，表示路線向左偏轉。 JD1路線前進方向LJD2R121.3 設置里程樁和控制樁路線中線上設置里程樁的作用是：標定線路中線的位置和長度，它也是施測路線縱橫斷面的依據。設置里

5、程樁的工作主要是定線、定線、量距和釘樁量距和釘樁。距離測量可以用鋼尺或測距儀，等級較低的也可以用皮尺。里程樁分為整樁整樁和加樁加樁兩種。如下圖所示，自路線起點開始，沿中線用經緯儀或花桿定線，每隔20 m（鐵路、公路等較長的線路則每隔50 m或100 m）及其整倍數用鋼尺丈量距離，這樣設置的里程樁，稱為整樁。在整樁之間如遇有坡度變化較大或重要地物的地方要增加樁點，在這樣里設置的里程樁，稱為加樁加樁。木樁要與地表齊平，在旁邊另打一副樁。里程樁都要以路線起點到該樁的距離進行編號。標定線路的起點、終點、交點JD、直線轉點ZD的樁稱為控制樁。控制樁用樁頂邊長46cm、樁長3040cm的方樁制作。控制樁樁

6、頂與地面齊平，并釘上一小釘表示它精確的點位。 (a)(b)(c)2.5 cm(d)(e)K1+200K2+345.6 涵YZ K3+345.786 cm6 cm40 cm40 cm6 cm為了便于尋找，在線路的前進方向左側（曲線地段在外側），距控制樁約50cm處打一標志樁，標志樁用寬610cm的板樁制成，上面要標明點的名稱編號及里程。里程樁和控制樁分別如下圖所示：三、圓曲線測設 當路線由一個方向轉向另一個方向時，常用曲線進行連接。曲線的形式較多，其中圓曲圓曲線是最基本的平面曲線線是最基本的平面曲線，如圖所示。圓曲線的測設工作分兩個步驟。先測設曲線的主點（ZY、QZ、YZ），再依據主點測設曲線上

7、每隔一定距離的里程樁，以詳細標定曲線位置。單擊查看圖片 圓心 O QZ曲線中點切線長 T曲線起點 ZY曲線半徑 R曲線長 L曲線終點 YZ 轉角外距 ET交點JD/2 JD JD：交點，即兩直線相交的點：交點，即兩直線相交的點 ZY ZY：直圓點，按線路前進方向：直圓點，按線路前進方向由直線進入圓曲線的分界點由直線進入圓曲線的分界點 QZ QZ：曲中點，為圓曲線的中點：曲中點，為圓曲線的中點 YZ YZ：圓直點，按線路前進方向：圓直點，按線路前進方向由圓曲線進入直線的分界點由圓曲線進入直線的分界點 T T：切線長，為交點到：切線長，為交點到ZYZY或或YZYZ點的長度點的長度 L L：曲線長，

8、為圓曲線的長度：曲線長，為圓曲線的長度 E E：外矢距，為：外矢距，為JDJD到到QZQZ的距離的距離 ：轉向角，分左偏和右偏：轉向角，分左偏和右偏1、圓曲線主點測設（1）主點測設元素的計算圓曲線的起點ZY、曲線的中點QZ、圓曲線的終點YZ總稱為圓曲線的主點。應根據圖上標注的偏角偏角轉角轉角和設計曲線半徑R，用下式計算圓曲線的切線長T、曲線長L、處距E及切曲差q。LTqRRERaLRT212cos112sec1802tan2、主點樁號計算曲線主點ZY，QZ，YZ的樁號根據JD樁號和曲線測設元素計算，計算公式為：ZYZY 樁號樁號 = = JDJD 樁號樁號 - - T TQZQZ 樁號樁號 =

9、 = ZYZY 樁號樁號 + + L/2 L/2 YZYZ 樁號樁號 = = ZYZY 樁號樁號 + + L L 【例1】設JD樁號為K2+522.31m若=1049，設計曲線半徑為R=1 200 m，求曲線測設元素及圓曲線起點ZY、曲線中點QZ和圓曲線終點YZ的樁號？解】按下式計算可得： 圓曲線起點ZY樁號=K2+522.31-113.61 =K2+408.70曲線中點QZ樁號= K2+408.70+226.54/2 =K2+521.97圓曲線終點YZ的樁號= K2+408.70+226.54 =K2+635.2454.22661.113237. 5124910sec120054.22618

10、04910120061.11324910tan1200qmEmLmT3、圓曲線的主點放樣測設曲線起點ZY和終點YZ。將經緯儀安置在JD樁上，以線路兩個方向的交點或轉戰定向，自JD點起沿兩視線方向分別量出切線長T，釘下曲線起點樁ZY和曲線終點樁YZ。測設曲線的中點。以ZY點為后視點，測設角度（180-）/2得分角線方向。沿此方向，自交點JD量出外距E，釘下曲線中點樁QZ。4圓曲線細部點的測設測設圓曲線細部點的方法很多，這里介紹最常用的偏角法偏角法和弦線支距法弦線支距法，還有目前最常用的全站儀法全站儀法。（1 1）偏角法）偏角法偏角法測設圓曲線是以曲線起點曲線起點ZYZY或終點或終點YZYZ站站作

11、為測站，計算出測站至曲線上任一細部點的弦線與切線的夾角以及弦長，據此確定細部點的位置，如下圖所示：單擊查看圖片 JDYZ31+3451+2111ZY1+2曲線上1點的里程樁，一般是整樁，其樁號減去ZY樁號得其弧長，根據弧長計算出圓心角，從而得出弦切角弦切角，根據已知半徑R計算出其弦長1。曲線上2、3、4各細部點都是整樁，其相鄰點的弦長和弦切角都是相等的。第1點采用極坐標法測設出，2、3、4各細部點采用角度和距離交會角度和距離交會測設出。將經緯儀安置在曲線起點ZY上，照準JD設置水平度盤讀數為00000，轉動照準部，當水平度盤讀數為1時，在視線方向自ZY量取1，釘樁得出1點位置；在此基礎上繼續轉

12、動照準部，將角度值增加一個，得出視線方向，將鋼尺零點對準1點，以弦長為半徑，把鋼尺止于經緯儀方向線上，定出2點；同法定出以后的3、4各細部點細部點。（2）弦線支距法弦線支距法是一種直角坐標法，適用于測設適用于測設不需按里程定樁的建筑物圓曲線不需按里程定樁的建筑物圓曲線。如圖所示，設圓曲線的起點為A，終點為B，半徑為R。放樣時，量出AB的長度D，取其中點Q作為坐標原點。按下式算出Q點對圓心的距離K，即：222DRK在Q點定出AB的中垂線，沿垂線量取一段平距等于R減K，即定出曲線的中點曲線的中點M M。如果弦線上量距不方便，可以在曲線中點M作一條切線代替弦線切線代替弦線，此法叫做切線支距法切線支距

13、法，以M為坐標原點。這時為了定出曲線左右兩段上的點位，可以先在弦線上任選一些點，設某點至中點Q的平距為xi，則從該點沿垂直于AB的方向量出一段平距yi，即可定一個相應的曲線點。 AOBMRNKxiyiyiKXRyii2222IiXRRy（3）全站儀法隨著科學技術的不斷進步，測量水平也在飛速提升，目前在施工的過程中，所有的測量放樣都是采用全站儀直接放樣，即利用全站儀建站，計算出待放樣點的坐標，輸入儀器，便可放樣。v圓曲線上任意一點的坐標計算圓曲線上任意一點的坐標計算由于曲線上的坐標公式比較復雜，為了方便，一般建立以ZH點為坐標原點，ZH點切線方向為正北方向的一直角坐標系，求出坐標后再利用坐標系間

14、的轉換公式轉換為施工中的當地坐標。具體的計算過程如下：具體的計算過程如下：00iiii180l -lp) cos- 1 (ymsin xRRR）（這里的X,Y為圓曲線上任意一點在切線坐標系中的切線坐標系中的坐標坐標。lili是曲線上任意一點到直緩點的長度，l。是緩和曲線的長度。 是緩和曲線角，即HY點的切線與ZH點的切線交角，亦即圓曲線一端延長部分所對應的圓心角。0RRR24lp240l-2lm1802l020000其計算公式如下：m m是切垂距切垂距，即ZH點到由圓心o向切線所作垂線的垂足距離。p p是圓曲線內移量圓曲線內移量，為垂線垂線長于圓曲線半徑R之差。四、緩和曲線的測設為緩和行車方向

15、的突變和離心力的突然產生與消失，需要在直線（超高為 0 ）與圓曲線（超高為 h ）之間插入一段曲率半徑由無窮大逐漸變化至圓曲線半徑的過渡曲線（使超高由 0 變為 h ），此曲線為緩和曲線緩和曲線。主要有回旋線回旋線、三次拋物線三次拋物線及雙紐線雙紐線。1 、概念 2、回旋型緩和曲線基本公式 已知：緩和曲線上任一點離ZH點的長度：li 圓曲線的半徑：R 緩和曲線的長度：l。RR24lp240l-2lm0200緩和曲線是在不改變直線段方向和保持圓曲緩和曲線是在不改變直線段方向和保持圓曲線半徑不變的條件下插到直線段和圓曲線之線半徑不變的條件下插到直線段和圓曲線之間這樣使圓曲線沿切線方向，向里移動距離

16、間這樣使圓曲線沿切線方向，向里移動距離P P，稱為內移距，插入緩和曲線后圓曲線長度變短稱為內移距，插入緩和曲線后圓曲線長度變短了，如下圖：了，如下圖：m、p的公式如下：l。是緩和曲線的長度。LTRPRERlLLPRT2q-2sec)(l2180)2(2m2tan)(0000y現將緩和曲線要素計算公式一一列出如下：RRR24lp240l-2lm1802l020000根據坐標計算公式算出緩和曲線上任意一點任意一點的坐標后，可直接利用全站儀進行放樣。在這里我們可以看到m、p、。、。這些都是緩和曲線的常數，其中。=。/3,。又叫緩和曲線的總偏角，坐標計算近似公式如下。03i205iiil6lyil40

17、l-lx2RR當li=l。時，即為HY點的坐標。例：已知線路某轉點ZD的里程為K26+532.18，ZD沿里程增加方向到JD的距離為D=263.46m，該JD處設計時速選配的圓曲線半徑R=500m，緩和曲線長l。=60m，實測轉向角為283620，試計算曲線要素并推算各主點里程。解：（1）先根據上述的各個公式計算緩和曲線常數：。=32616，。=1 08 45，p=0.300m，m=29.996m由上述要素計算計算曲線要素如下：T=157.55m,L=309.63m，E。=16.30m，q=5.47m （2）主點里程推算ZD K26+532.18+(D-T) 105.91ZH K26+638.

18、09+l。 60HY K26+698.09+（L-2l。）/2 94.815QZ K26+792.905+（L-2l。）/2 94.815YH K26+887.72+l。 60HZ K26+947.72五、縱、橫斷面水準測量縱斷面水準測量又稱為路線水準測量路線水準測量，它的任務是測定中線上各里程樁（簡稱中樁）的地面高程，繪制縱斷面圖，供線路縱坡設計線路縱坡設計用。橫斷面測量是測定各中樁兩側垂直于中線的地面高程，繪制橫斷面圖，供線路斷面設計、計算土石方量及施工時邊樁放樣用。為了保證成果的精度和檢核的需要，根據“由整體到局部”的測量原則。下面我們先簡單介紹下豎曲線上的高程計算已知：第一坡度：i1(

19、上坡為 ，下坡為 )第二坡度：i2(上坡為 ，下坡為 )變坡點樁號：SZ變坡點高程：HZ豎曲線的切線長度：T待求點樁號：S 縱斷面測量一般分兩步進行：一是高程控制測量(也稱基平測量基平測量)，即沿路線方向設置水準點，使用水準測量的方法測量點位的高程；再是中樁高程測量(也稱中平測量中平測量)，即利用基平測量布設的水準點，分段進行附合水準測量，測定各里程樁的地面高程。1、 縱斷面水準測量（1）基平測量線路較長時，在進行縱斷面水準測量之前，應先沿線路每隔12 km設置一個固定水準點，300 m左右設置一個臨時水準點。水準點的位置離線路中心不應太遠，水準測量的精度應滿足有關規范規定的要求?；綔y量的方

20、法 （1）路線附合水準路線（2）儀器 水準儀不低于 DS3 精度 全站儀豎直角觀測精度不大于22 ， 標稱精度不低于（ 5+55+51010-6-6D D）mm（3）測量要求 水準測量一般按三、四等水準測量三、四等水準測量規范進行。 如：要進行往返測，閉合差不超過 mm 三角高程測量一般采用全站儀三角高程 測量（四等）規范進行。 （2）中平測量中平測量是以兩個相鄰水準點為一測段，從一個水準點出發，逐個測定中樁的地面高程，附合到下一個水準點上。測量時，在每一測站上首先讀取后、前兩轉點TP的尺上讀數，再讀取兩轉點間兩轉點間所有中樁地面點的尺上讀數，這些點稱為中間點。中間點的立尺由后視點立尺人員來完

21、成。如下圖所示，起點編號為0+000以后各整樁的編號依次為0+050、0+100、，到1 km處的整樁編號就是K1+000（加號前為公里數，加號后為米數），加樁編號也與此相同，編編號用紅油漆寫在副樁上號用紅油漆寫在副樁上。 0+2400+2000+221TP20+1600+180TP10+1080+1000+1200+1400+0000+050圖11-9 中平測量 BM1水準儀置于站，后視水準點BMl，前視轉點TP1，將觀測結果分別記入表中；然后觀測BM1且與TP1間的各個中樁，將后視點BM1上的水準尺依次立于0+000，+050，+140等各中樁地面上，將讀數分別記入表1中。高速公路、一級公

22、路： （mm）； 二級及以下公路： (mm)。完成了一個測段的縱斷面水準測量后，要根據觀測數據進行以下計算工作：高差閉合差的計算與調整。高差閉合差應滿足如下要求： 為了提高觀測速度，各中樁的讀數，只要讀到厘米即可。儀器搬至站，后視轉點TP1，前視轉點TP2，然后觀測豎立于各中樁點上的水準標尺。用同法繼續向前觀測，直至附合到水準點BM2，完成此測段的觀測工作。 ( 3 )高程計算 根據改正后的高差，推算出各轉點的高程。用視線高程法計算中間點的高程。后視點高程加上第二次儀器高度時的后視讀數，即得各測站的視線高程。各測站視線高程減中間前視讀數，得各中間點的高程。 縱斷面的繪制縱斷面的繪制如符合要求，

23、則將高差閉合差用相反符號，平均分配各測站的高差中去，并求出改正后的高差。2、縱斷面圖的繪制縱斷面水準測量各樁點的高程計算出來以后，即可在毫米方格紙上繪制縱斷面圖。繪制縱斷面圖時，以里程為橫坐標，高程為縱坐標。為了更明顯地表示出沿線路的地面高程變化情況，高程比例尺一般比水平距離比例尺大高程比例尺一般比水平距離比例尺大10102020倍倍。繪制方法如下圖。（1）在方格適當位置繪制水平線，水平線以下繪出坡度與距離、設計高程、地面高程、樁號及直線與曲線。水平線上描繪縱斷面圖水平線上描繪縱斷面圖。 0.3912.8912.500+00012樁號直線與曲線地面高程填挖土挖填坡度與距離10設計高程11161

24、41315T=113.78 mJD =0+221.700+0500.5912.610+10010+1080+1200.0113.890.530 5813.4813.601.413.2013.9018014.0114.18L=226.90 m =10500.400.700+1600+1400+18015.1415.160.1814.84R0+2000+2210+2400.1414.650.3114.460.3314.6014.7414.4615.0214.511.258014.7714.270+050左側電桿右1mBM1高程12.3140.3014.3214.020+3840.0313.990+

25、3200.06E=5.39 mR=1200 m0+2600+2800+3000.0114.0814.010.0214.000+3500+3350.4313.590.2313.7914.0214.0214.0214.0214.0214014.0200.310.350+3910+40014.3314.3714.0214.020+400右側20m石橋BM2高程14.618（2）自水平線的左端點開始，根據水平距離比例尺，定出各樁點的位置，并填寫樁號、樁點間距離及相應的地面高程。（3）根據中樁手簿繪出線路平面圖。（4）在水平線的左端點處作垂線，按選定的 高程比例尺進行高程注記。注記高程時，應 選擇一個適

26、當的高程作為起始高程。然后根 據各樁點的地面高程和里程定出斷面點，把 相鄰的斷面點用直線相連相鄰的斷面點用直線相連，即得線路的縱斷 面圖。 縱斷面繪好以后，可在縱斷面上進行線路設 計，將設計坡度和設計高程填入相應欄內，并將設計線繪在縱面圖上。3、橫斷面水準測量橫斷面測量的寬度須視工程的需要而定，對于道路和管道工程，一般向兩側各測出2030 m。橫斷面方向可用下圖十字架定出。在橫斷面上應選擇地面坡度變化較顯著的點作為斷面點。斷面點到中線的距離可用皮尺丈量，高程用水準儀根據中線樁點高程用視線高程法測定。目前大都數采用全站儀來確定橫斷面的方向，極大的節約工作成本和提高了工作效率。 abcabc中線方向abb橫向a 0+05013.202.351.841.801.091.091.680.440.1420.012.711.29.16.812.220.0方向架測設直線方向架測設直線水準儀測橫斷面水準儀測橫斷面4、橫斷面的繪制一般采用1:100或1:200的比例尺繪制橫斷面。根據橫斷面測量得到的各點間的平距和高差數據，在計算紙上繪出各中樁的橫斷面圖。如下圖細實線所示，繪制時，先標定中樁位置，由中樁開始，逐一將特征點畫在圖上，再直接