1、第十二章第十二章 線路測量線路測量土木工程測量12121 1 線路測量基本任務與內容線路測量基本任務與內容一、基本概念一、基本概念在線型工程建設中，如鐵路、公路、輸電線、供水、供在線型工程建設中，如鐵路、公路、輸電線、供水、供氣、輸油等工程中所進行的測量，稱為氣、輸油等工程中所進行的測量，稱為線路工程測量線路工程測量，簡稱，簡稱線路測量。線路測量。基本內容基本內容1 1根據規(guī)劃設計要求，在選用中小比例尺地形圖上確定根據規(guī)劃設計要求，在選用中小比例尺地形圖上確定規(guī)劃線路的走向及相應控制點位。規(guī)劃線路的走向及相應控制點位。2 2根據圖上的設計在實地標出線型工程的基本走向，沿根據圖上的設計在實地標出

2、線型工程的基本走向，沿著基本走向進行必要的控制測量（平面控制和高程控制）著基本走向進行必要的控制測量（平面控制和高程控制）3 3結合線型工程的需要，沿著線型工程的基本走向進行結合線型工程的需要，沿著線型工程的基本走向進行帶狀圖或平面圖的測繪。帶狀圖或平面圖的測繪。4 4根據規(guī)劃設計的線路把路線點位測設到實地中。根據規(guī)劃設計的線路把路線點位測設到實地中。5 5測量線型工程的基本走向的地面點位高程，繪制線路測量線型工程的基本走向的地面點位高程，繪制線路基本走向的縱斷面圖。根據線型工程的需要繪制橫斷基本走向的縱斷面圖。根據線型工程的需要繪制橫斷面圖。面圖。6 6按線型工程的詳細設計進行施工測量。按線

3、型工程的詳細設計進行施工測量。 鐵路和公路是社會經濟發(fā)展的重要交通線路。鐵鐵路和公路是社會經濟發(fā)展的重要交通線路。鐵路和公路的工程測量貫穿于交通線路工程從規(guī)劃、勘路和公路的工程測量貫穿于交通線路工程從規(guī)劃、勘測設計、施工到運營管理各階段。本書以交通線路為測設計、施工到運營管理各階段。本書以交通線路為基礎，重點介紹道路線路測量的技術原理和方法。基礎，重點介紹道路線路測量的技術原理和方法。 二、基本過程二、基本過程 1 1、規(guī)劃選線、規(guī)劃選線 圖上選線圖上選線 根據主管部門提出的某一交通線路建設的基本思想，利根據主管部門提出的某一交通線路建設的基本思想，利用中比例尺（用中比例尺（1:50001:5

4、00001:50001:50000）的地形圖，在圖上選取線路方案。）的地形圖，在圖上選取線路方案。 實地考察實地考察 根據圖上選線的多種方案，進行野外實地視察、踏勘、根據圖上選線的多種方案，進行野外實地視察、踏勘、調查，收集線路沿途的實際情況，進一步掌握道路沿線的實際資料。補充調查，收集線路沿途的實際情況，進一步掌握道路沿線的實際資料。補充圖上選線的不足。圖上選線的不足。 有關的控制點；有關的控制點；了解沿途的工程地質情況；了解沿途的工程地質情況； 查清規(guī)劃線路所經過的新建筑物及交通交叉位置；查清規(guī)劃線路所經過的新建筑物及交通交叉位置；了解有關土石建筑材料情況了解有關土石建筑材料情況。 方案論

5、證比較方案論證比較 即根據圖上選線和實地考察的全部資料，結合主管即根據圖上選線和實地考察的全部資料，結合主管部門的意見進行方案論證，確定規(guī)劃線路的基本方案。部門的意見進行方案論證，確定規(guī)劃線路的基本方案。 2 2勘測設計勘測設計勘測設計是在規(guī)劃線路上進行線路勘測與設計的整個過程。勘測設計是在規(guī)劃線路上進行線路勘測與設計的整個過程。 初測初測 即在所定的規(guī)劃線路上進行的勘測工作。主要技術即在所定的規(guī)劃線路上進行的勘測工作。主要技術工作內容有：控制測量和帶狀地形圖的測量，目的為交通線路提工作內容有：控制測量和帶狀地形圖的測量，目的為交通線路提供完整的控制基準及詳細的地形資料。供完整的控制基準及詳細

6、的地形資料。1 1）控制測量：）控制測量： 平面控制測量和高程控制測量。在平面控制測量和高程控制測量。在中比例尺地形圖中比例尺地形圖上已經有上已經有了交通規(guī)劃線路，在了交通規(guī)劃線路，在實地實地也有了規(guī)劃線路的基本走向。平面控制也有了規(guī)劃線路的基本走向。平面控制測量和高程控制測量在實地相應規(guī)劃線路上進行。測量和高程控制測量在實地相應規(guī)劃線路上進行。平面控制測量平面控制測量：可以是導線測量，也可以是三角測量。：可以是導線測量，也可以是三角測量。高程控制測量高程控制測量：在規(guī)劃線路沿線及橋梁，隧道工程規(guī)劃地段進：在規(guī)劃線路沿線及橋梁，隧道工程規(guī)劃地段進行高程測量，為交通線路勘測設計建立滿足要求的高程

7、控制點，行高程測量，為交通線路勘測設計建立滿足要求的高程控制點，提供可靠的高程值。提供可靠的高程值。導線測量中應注意的問題導線測量中應注意的問題 沿規(guī)劃線路布設控制點，控制點之間的距離一般應在沿規(guī)劃線路布設控制點，控制點之間的距離一般應在50m50m500m500m之間；之間； 布設的導線兩端（兩端間隔布設的導線兩端（兩端間隔30km30km）應與國家點）應與國家點聯(lián)測聯(lián)測； 未能與國家控制點聯(lián)測的導線測量，應在導線兩端測量未能與國家控制點聯(lián)測的導線測量，應在導線兩端測量真方位角真方位角； 導線角度按導線角度按兩半測回兩半測回觀測。觀測。大范圍測量需要注意的問題：大范圍測量需要注意的問題：兩化

8、改正：兩化改正：首先應將導線測量成果改化到首先應將導線測量成果改化到大地水準面大地水準面上，然后再改上，然后再改化到化到高斯平面高斯平面上，才能與大地點坐標進行比較檢核，為此要進行導線上，才能與大地點坐標進行比較檢核，為此要進行導線的兩化改正。的兩化改正。特別是當導線處于海拔較高或位于投影帶的邊緣時，必須進行兩化特別是當導線處于海拔較高或位于投影帶的邊緣時，必須進行兩化改正。改正。坐標換帶：坐標換帶：初測導線與國家大地點聯(lián)測，有時兩已知點會處于兩個初測導線與國家大地點聯(lián)測，有時兩已知點會處于兩個投影帶中必須先將鄰帶的坐標換算為同一帶的坐標才能進行檢核，這投影帶中必須先將鄰帶的坐標換算為同一帶的

9、坐標才能進行檢核，這項工作簡稱項工作簡稱坐標換帶坐標換帶。距離改化公式距離改化公式導線地面距離導線地面距離S S改化到大地水準面上改化到大地水準面上S S0 0再改化到高斯平面上再改化到高斯平面上)1(0RHssm導線兩端點的平均標高導線兩端點的平均標高地球半徑地球半徑)21 (220Ryssmg導線邊距中央子午導線邊距中央子午線的平均距離線的平均距離( (即導線兩端點橫即導線兩端點橫坐標的平均值）坐標的平均值）兩次改化后的坐標增量總和計算公式兩次改化后的坐標增量總和計算公式22222121RyRHyyRyRHxxmmsmms兩化改正后的縱、兩化改正后的縱、橫坐標增量和橫坐標增量和 (m)(m

10、)導線的縱、橫坐導線的縱、橫坐標增量和標增量和 (m)(m)換帶計算換帶計算將將6 6帶點坐標換算到相鄰帶點坐標換算到相鄰6 6帶的坐標帶的坐標查表并使用下面公式計算當y1大于60km時，使用下面公式y(tǒng)xyynnyyyymmxx1110211112)()(yxyyynnnyyyyymmmxx11121021112112)()(2 2）帶狀地形測量：）帶狀地形測量：在已經建立的平面控制和高程控制基礎上沿在已經建立的平面控制和高程控制基礎上沿規(guī)劃中線規(guī)劃中線進行進行地形測量，按一般地形圖測繪的技術要求測繪地形測量，按一般地形圖測繪的技術要求測繪帶狀地形圖帶狀地形圖，帶，帶狀寬度狀寬度1001003

11、00m300m。應注意測繪各種管線和原有的路橋與規(guī)劃線路的關系，加應注意測繪各種管線和原有的路橋與規(guī)劃線路的關系，加測穿越規(guī)劃線路的管線的凈空高或負高。測穿越規(guī)劃線路的管線的凈空高或負高。規(guī)劃道路沿線的橋梁隧道應測繪大比例尺的規(guī)劃道路沿線的橋梁隧道應測繪大比例尺的工點地形圖工點地形圖。初測得到規(guī)劃線路的大比例尺帶狀地形圖是紙上定線設計初測得到規(guī)劃線路的大比例尺帶狀地形圖是紙上定線設計最重要的基礎圖件。最重要的基礎圖件。紙上定線：紙上定線：在帶狀地形圖上確定線路中線直線段及交點位在帶狀地形圖上確定線路中線直線段及交點位置，表明線路中線直線段連接曲線的有關參數。置，表明線路中線直線段連接曲線的有關

12、參數。 定測定測 1 1）線路）線路中線測量中線測量：將紙上定線設計的道路中線（直線段及曲線）：將紙上定線設計的道路中線（直線段及曲線）放樣于實地；放樣于實地；2 2）線路的）線路的縱、橫斷面測量縱、橫斷面測量：為線路縱坡設計、路基路面設計提供：為線路縱坡設計、路基路面設計提供詳細高程資料。詳細高程資料。兩階段設計兩階段設計：紙上定線設計和縱坡設計、路基路面設計是伴隨著初：紙上定線設計和縱坡設計、路基路面設計是伴隨著初測和定測兩階段設計實現(xiàn)的。測和定測兩階段設計實現(xiàn)的。一階段設計一階段設計：一般是一次性提供公路施工的整套設計方案，作為與：一般是一次性提供公路施工的整套設計方案，作為與之相配合的

13、勘測工作是一次性的定測，亦即上述的初測、定測的連續(xù)之相配合的勘測工作是一次性的定測，亦即上述的初測、定測的連續(xù)性測量過程。性測量過程。 線路工程的施工放樣線路工程的施工放樣根據設計的圖紙及有關數據放樣道路的邊樁、邊坡、路面及其它的根據設計的圖紙及有關數據放樣道路的邊樁、邊坡、路面及其它的有關點位，保證交通線路工程建設的順利進行。有關點位，保證交通線路工程建設的順利進行。 道路建設的準則道路建設的準則“精心勘測、精心設計、精心施工精心勘測、精心設計、精心施工”12122 2 線路中線的直線測量線路中線的直線測量一、線路平面組成和平面位置的標志一、線路平面組成和平面位置的標志為了保持線路的圓順，在

14、改變方向的兩相鄰直線間須為了保持線路的圓順，在改變方向的兩相鄰直線間須用曲線連接起來，這種曲線稱平面曲線。用曲線連接起來，這種曲線稱平面曲線。平面曲線有兩種形式，即平面曲線有兩種形式，即圓曲線圓曲線和和緩和曲線緩和曲線。 中樁：中樁：在地面上標定線路的位置，是將一系列的木樁標定在線路的中心線上在地面上標定線路的位置，是將一系列的木樁標定在線路的中心線上線路控制樁：線路控制樁：對線路位置起控制作用的樁對線路位置起控制作用的樁交點樁：交點樁：JDJD轉點樁：轉點樁：ZDZD方樁：方樁：4 45cm5cm，樁頂應與地面齊平，并釘一小釘表示它精確的點位，樁頂應與地面齊平，并釘一小釘表示它精確的點位標志

15、樁標志樁：加柱：加柱：里程：里程：中樁沿線路至線路起點的距離，它是沿線路中線計量，以中樁沿線路至線路起點的距離，它是沿線路中線計量，以kmkm為單位。為單位。里程為整百米的稱里程為整百米的稱百米樁百米樁，里程為整公里的稱，里程為整公里的稱公里樁公里樁主樁釘子中線里程樁紅油漆標志樁二、中線直線段測量二、中線直線段測量線路中線測量是線路定測階段的主要工作，它的任務是線路中線測量是線路定測階段的主要工作，它的任務是把在帶狀地形圖上設計好的線路中線測設到地面上，并用把在帶狀地形圖上設計好的線路中線測設到地面上，并用木樁標定出來。木樁標定出來。基本任務基本任務：把中線上直線部分的控制樁（：把中線上直線部

16、分的控制樁（JDJD、ZDZD）測設）測設到地面，以標定中線直線部分的位置，又稱到地面，以標定中線直線部分的位置，又稱放線測量。放線測量。方法方法：撥角法、支距法和極坐標法撥角法、支距法和極坐標法三種。三種。可根據地形條件、儀器設備及紙上定線與初測導線距離可根據地形條件、儀器設備及紙上定線與初測導線距離的遠近等情況，選擇一種或幾種交替使用。的遠近等情況，選擇一種或幾種交替使用。 1 1、撥角法放線、撥角法放線基本思想基本思想根據紙上定線交點的坐標，預先在內業(yè)計算出兩相鄰交點間的距離及直線的轉向角，然后根據計算資料在現(xiàn)場放出各個交點，定出中線位置JD2撥角放線工作程序撥角放線工作程序計算放線資料

17、實地放線聯(lián)測與放線誤差調整 計算放線資料計算放線資料導線點坐標已知導線點坐標已知 JD JD坐標圖上量取坐標圖上量取 反算邊長及坐標方位角反算邊長及坐標方位角 計算計算轉向角轉向角：相鄰兩直線段的坐標方位角之：相鄰兩直線段的坐標方位角之差，即為各交點的差，即為各交點的轉向角轉向角根據計算出的轉向角、直線段長度和設計的根據計算出的轉向角、直線段長度和設計的曲線半徑、緩和曲線長，計算曲線要素及曲線主曲線半徑、緩和曲線長，計算曲線要素及曲線主點的里程點的里程 初測導初測導線點線點（2 2）實地放線）實地放線首先置鏡于初測導線點c0上，后視c1，盤左、盤右撥角，分中后定出c0JD0方向在此方向上量出S

18、 ，定出JD0點然后依次在JD0、 JD1上安置經緯儀，根據相應的轉向角和直線段長度，定出JD1、JD2交點。在測設距離的同時，可以釘出直線上的中線樁（公里樁、百米樁、加樁）和曲線主點樁。=ac0JD0 - ac0c1C0C1JD0JD1S、聯(lián)測與放線誤差的調整、聯(lián)測與放線誤差的調整優(yōu)：速度較快，缺：放線誤差累積優(yōu)：速度較快，缺：放線誤差累積 “測規(guī)”規(guī)定中線每隔5l0 km，應與初測導線(或航測外控點、GPS點) 聯(lián)測一次，且閉合差應滿足下表要求當閉合差超限時，找出原因并糾正已測設的點位n=閉合環(huán)中線上置鏡點和初測導線點的點數之和實實 例例聯(lián)測數據聯(lián)測數據聯(lián)測坐標計算聯(lián)測坐標計算630432

19、3215026689.144211 md紙上定線（理論）位置實地放出的位置紙上定線（理論）位置實地放出的位置距離閉合差距離閉合差角度閉合差角度閉合差精度評定精度評定聯(lián)測環(huán)總數=9; 聯(lián)測總長度=4130 m 01357132 JDJD24257132 DJDJ82013571242571 fm 56055m 1659133JDJDyxm 64. 0m 31. 0yxm 71. 022yxsf09903 容f|09|82| f2000158001413071. 0K放線精度合格放線精度合格!2 2、支距法放線、支距法放線使用范圍：使用范圍：當當初測導線初測導線與與紙上定線紙上定線相距較近時使用。

20、相距較近時使用。基本思想基本思想以導線點為基礎，獨立測設出中線的各直線段直線延伸，以定出交點(JD)優(yōu)點優(yōu)點因獨立放點，故誤差不會積累缺點缺點放線程序繁瑣工作程序工作程序準備放線資料(計算)放點（每一直線上不能少于三個點）穿線交點 準備放線資料 從導線點出發(fā)作某一邊成特殊角的直線與紙上中線相交，圖上量距量角。 為了檢核和保證放線位置的精度，測規(guī)規(guī)定每一直線段上不能少于三個點，且互相通視。 實地放線實地放線 放點（極坐標法）放點（極坐標法）測出臨時支距點：不打樁，用花桿（測釬）標識。測出臨時支距點：不打樁，用花桿（測釬）標識。 穿線（取平均位置）穿線（取平均位置）用經緯儀將相應的各臨時支距點調整

21、到同一直線上的工作。用經緯儀將相應的各臨時支距點調整到同一直線上的工作。方法方法1 1：是將經緯儀安置于一個較高的臨時點上，照準最遠處的是將經緯儀安置于一個較高的臨時點上，照準最遠處的一個轉點（一個轉點（ZDZD），若中間各點偏離視線方向不大，則可將各點移動，），若中間各點偏離視線方向不大，則可將各點移動，標定在視線方向上，并打樁釘上小釘；標定在視線方向上，并打樁釘上小釘；方法方法2 2：是將經緯儀安置于某臨時支點附近，使其前、后大多數是將經緯儀安置于某臨時支點附近，使其前、后大多數點均在儀器正、倒鏡視線所指直線方向附近，以此視線作為直線段的點均在儀器正、倒鏡視線所指直線方向附近，以此視線作為

22、直線段的方向，在此方向上釘出若干個直線轉點樁方向，在此方向上釘出若干個直線轉點樁ZDZD。 延長直線延長直線為了得到相鄰兩直線段的交點，一般采用盤左、盤右分中定點法為了得到相鄰兩直線段的交點，一般采用盤左、盤右分中定點法來延長直線。如下圖所示。來延長直線。如下圖所示。要求：要求：（1 1）前、后視線長度前、后視線長度不能不能相差太大，且后視距離不能太短相差太大，且后視距離不能太短； （2 2）瞄準）瞄準和設點盡量采用垂球，若距離較遠時，亦可用測釬和設點盡量采用垂球，若距離較遠時，亦可用測釬或標桿，但要盡量照準其底部。或標桿，但要盡量照準其底部。 交點交點ZDZDZDZDIIIJDab3 3、極

23、坐標法放線、極坐標法放線極坐標放線：是利用光電測距儀或全站儀快速測極坐標放線：是利用光電測距儀或全站儀快速測設點位的一種方法，一般精度較高設點位的一種方法，一般精度較高經過穿線來確定直線段的位置經過穿線來確定直線段的位置 A (16125, 54265)B (16263, 54311)ZD (16278, 54802)比比 較較拔角法：誤差累積，可以檢核（拔角法：誤差累積，可以檢核（101015km15km，必，必須檢核）須檢核） 速度快，受地形條件限制少速度快，受地形條件限制少支距法：各直線段獨立，誤差不積累支距法：各直線段獨立，誤差不積累 量距多，受地形條件限制量距多，受地形條件限制距初測

24、距初測導線點近導線點近極坐標法：效益高，精度高（全站儀）極坐標法：效益高，精度高（全站儀） 穿線，檢核穿線，檢核 三、中線樁的設置三、中線樁的設置中線測量：依據中線測量：依據ZDZD和和JDJD樁，詳細測設中線樁的平面位置。樁，詳細測設中線樁的平面位置。 中線上應釘設中線上應釘設公里樁公里樁、百米樁百米樁和和加樁加樁。直線上直線上中樁中樁間距不宜大于間距不宜大于50m50m；在地形變化處或按設計需要應另設；在地形變化處或按設計需要應另設加樁加樁，加樁一般宜設在整米處。加樁一般宜設在整米處。中線距離應用光電測距儀或鋼尺往返測量，在限差以內時取平均值。百中線距離應用光電測距儀或鋼尺往返測量，在限差

25、以內時取平均值。百米樁、加樁的釘設以米樁、加樁的釘設以第一次第一次量距為準。量距為準。中樁樁位誤差：縱向為中樁樁位誤差：縱向為 ；橫向為；橫向為10cm10cm。定測控制樁定測控制樁直線轉點、交點、曲線主點樁，一般都須用直線轉點、交點、曲線主點樁，一般都須用固樁固樁。固樁。固樁可埋設預制混凝土樁或就地灌注混凝土樁，樁頂埋入鐵釘。可埋設預制混凝土樁或就地灌注混凝土樁，樁頂埋入鐵釘。中樁：中樁：板樁板樁，無點位標識。，無點位標識。1 . 02000s12-312-3 圓曲線測設圓曲線測設線路平面曲線種類線路平面曲線種類圓曲線(Circular curves)：主要用于專用線和行車速度不高的線路上,

26、四級及以下公路上帶有緩和曲線(Transition curves)的圓曲線：干線上均用此種曲線直線段直線段Road without curves (plane view)StraightStraightRRoad with a circular curve (plane view)Use of circular road curves :曲線曲線測設步驟測設步驟先測設曲線主點先測設曲線主點依據主點詳細測設曲線依據主點詳細測設曲線測設方法測設方法：偏角法、切線支距法、極坐標法：偏角法、切線支距法、極坐標法一、圓曲線要素計算與主點測設一、圓曲線要素計算與主點測設1 1、圓曲線的主點、圓曲線的主點

27、JD交點 ZY直圓點 QZ曲中點 YZ圓直點2 2、圓曲線要素及其計算、圓曲線要素及其計算 T T切線長切線長 L L曲線長曲線長 圓曲線要素圓曲線要素 E E0 0外矢距外矢距a轉向角 (a左,a右)R圓曲線半徑設計給定設計給定Basic elements of a circular curve :曲線要素計算公式曲線要素計算公式tan2TaTR切線長a=180-290-90-a/2=90- 180LLR a 曲線長00sec12EaER外矢距3 3、曲線主點里程計算、曲線主點里程計算55 4324 , 500maR例：已知ZYDK53621.56, ZY DK53621.56 /2 243

28、.14L設點里程為則 QZ DK53864.70 2 243.14L / YZ DK54 107.840 : 264 31m, 486 28m 65 56mT.L.E.則曲線要素為4 4、圓曲線主點的測設、圓曲線主點的測設E0QZZD1TZYZD2TYZ經緯儀TheodoliteJD(180-a)/2（1 1）在（）在（JDJD）上安置經緯儀，瞄準直線方向）上安置經緯儀，瞄準直線方向上，量取切線長上，量取切線長T T得得ZYZY點與點與YZYZ點；點；（2 2）將視線轉至內角平分線上，沿此方向，）將視線轉至內角平分線上，沿此方向，從從JDJD量外矢距，用盤左、盤右分中得量外矢距，用盤左、盤右分

29、中得QZQZ點。點。在在ZYZY、QZQZ、YZYZ點均要打方樁，釘上小釘以示點點均要打方樁，釘上小釘以示點位。位。 圓曲線詳細測設要求圓曲線詳細測設要求圓曲線詳細測設：在兩個主點圓曲線詳細測設：在兩個主點(ZY(ZY、YZ)YZ)間加測間加測一些曲線點一些曲線點要求要求一般保證曲線上中樁間距為20m當R800m時，中樁間距可為40m圓曲線的中樁里程宜為20m的整倍數在地形變化處或按設計需要應另加設中樁，且加樁宜在整米處二、偏角法二、偏角法(Deflection-angle method)測設測設1 1偏角法測設曲線的原理偏角法測設曲線的原理 （1 1）測設原理）測設原理偏角法測設原理：偏角法

30、測設原理：方向距離交會法方向距離交會法（偏角即為弦切角）（偏角即為弦切角）根據偏角和弦長交會出曲線點。根據偏角和弦長交會出曲線點。 弧弦差的影響弧弦差的影響 道路曲線半徑一般較大，道路曲線半徑一般較大，20m20m的圓弧長與對應的弦長相的圓弧長與對應的弦長相差很小，通常倩況下，可將差很小，通常倩況下，可將20m20m的弦長當作弦長看待；的弦長當作弦長看待；只有當只有當R R400m400m時，測設中才考慮弦弧差的影響時，測設中才考慮弦弧差的影響。)(200845028005 . 02423極限mmmmmmmmmRl（3 3）偏角計算）偏角計算180RK18022RK11312.32nnRRcs

31、Tangent若測設點間曲線長相等， 2 2圓曲線詳細測設舉例圓曲線詳細測設舉例 圓曲線詳細測設前，曲線主點圓曲線詳細測設前，曲線主點ZYZY、QZQZ、YZYZ已測設好，已測設好，因此通常以因此通常以ZYZY和和YZYZ作測站，分別測設作測站，分別測設ZYZYQZQZ和和YZYZQZQZ曲線曲線段，并閉合于段，并閉合于QZQZ作檢核。作檢核。TargetTheodoliteP11P2s12s2TTJD使用經緯儀使用經緯儀(Theodolite)和鋼卷尺和鋼卷尺(Steel tape)TargetTheodoliteP11P2s12s2TTJD使用經緯儀使用經緯儀(Theodolite)和鋼卷

32、尺和鋼卷尺(Steel tape)2 2圓曲線詳細測設舉例圓曲線詳細測設舉例 圓曲線詳細測設前，曲圓曲線詳細測設前，曲線主點線主點ZYZY、QZQZ、YZYZ已測已測設好設好. . 以以ZYZY為測站為測站1)偏角計算正撥：反撥： 置經緯儀于置經緯儀于ZYZY點，盤左以點，盤左以0 000000000后視后視JDJD； 打開照準部并轉動之，當水平度盤讀數為打開照準部并轉動之，當水平度盤讀數為1 103032424時制動照準部；然后由時制動照準部；然后由ZYZY點開始，沿視線方向丈量點開始，沿視線方向丈量18.44m18.44m得得1 1點，并打下木板樁；點，并打下木板樁； 松開照準部，繼續(xù)轉動

33、、當度盤讀數為松開照準部，繼續(xù)轉動、當度盤讀數為2 212091209時制動照準部，由時制動照準部，由1 1點丈量點丈量2020米，視線與鋼尺米，視線與鋼尺20m20m分劃相交處即為分劃相交處即為2 2點；點； 同法，依次測出同法，依次測出3 3、44直至直至QZQZ。檢核：測得檢核：測得QZQZ點后，與主點點后，與主點QZQZ位置進行閉合。位置進行閉合。閉合差合：閉合差合： ( (切切) ) （法）（法）2000lF縱0.1m橫F(2)(2)以以YZYZ為測站為測站曲線YZQZ為逆時針，偏角資料計算應采用“反撥”值，360-11iiiiiiRcaRLasin22180RRciiiRsiniR

34、siniaiLiTargetTheodoliteP11P2s12s2ZYTJD測設時，將測距儀安置于測設時，將測距儀安置于ZYZY點上，以點上，以JDJD為后視為后視0 000000000方向，照準部旋轉方向，照準部旋轉 偏角，持鏡者偏角，持鏡者沿長弦視線方向測設水平距離沿長弦視線方向測設水平距離 定出定出i i點。點。iic四、切線支距法測設圓曲線四、切線支距法測設圓曲線切線支距法實質上是切線支距法實質上是直角坐標法直角坐標法。建立獨立坐標系，如建立獨立坐標系，如右圖所示右圖所示計算坐標計算坐標: :180)cos1 (sinRLaaRyaRxiiiiiiRR方法：方法：1 1、沿切線方向量

35、、沿切線方向量 ，得，得i i2 2、在、在i i處，量處，量 ，得第，得第i i點點 較小，目估、方向架、直角器，較小，目估、方向架、直角器， 較大，儀器定向較大，儀器定向測設時從測設時從ZYZY或或YZYZ開始，沿切線方向直接量出開始，沿切線方向直接量出 并釘并釘樁；若樁；若 較小時，可用方向架或直角器在較小時，可用方向架或直角器在 點測設曲線點測設曲線點，當點，當 較大時，應在較大時，應在 處安置經緯儀來測設。處安置經緯儀來測設。 iyixixiyiyixixiyiy五、極坐標法測設圓曲線五、極坐標法測設圓曲線 采用極坐標法測設曲采用極坐標法測設曲線，首先要計算出曲線點線，首先要計算出曲

36、線點在導線點坐標系下的坐標在導線點坐標系下的坐標，然后用極坐標法測設點，然后用極坐標法測設點的平面位置的方法進行測的平面位置的方法進行測設。設。 ixiyiABJDZYXYixT iPOP1P2P3TPTPJDAB極坐標法測設方法幾種測設方法的比較幾種測設方法的比較偏角法偏角法長弦偏角法長弦偏角法切線支距法切線支距法極坐標法極坐標法 12124 4 緩和曲線緩和曲線 為什么要使用緩和曲線為什么要使用緩和曲線? ?在直線和圓曲線間加設可使外軌超高(Superelevation)有過度的余地FNW WOn straightOn curve一、緩和曲線的概念與性質一、緩和曲線的概念與性質緩和曲線是曲

37、率半徑從某一個值連續(xù)勻變?yōu)榱硪粋€值緩和曲線是曲率半徑從某一個值連續(xù)勻變?yōu)榱硪粋€值的一種過渡曲線，公路中又叫回旋線。在直線分界處的一種過渡曲線，公路中又叫回旋線。在直線分界處ZHZH點的曲率半徑為點的曲率半徑為，在圓曲線相接處，在圓曲線相接處HYHY點的半徑與圓曲點的半徑與圓曲線半徑線半徑 R R 相等。緩和曲線曲線上任一點的曲率半徑相等。緩和曲線曲線上任一點的曲率半徑與與該點到曲線起點的長度成反比，即：該點到曲線起點的長度成反比，即：2002A A 1 RlR，llll所以時當或二、緩和曲線的插入方法二、緩和曲線的插入方法緩和曲線是在不改變直緩和曲線是在不改變直線段方向和保持圓曲線半線段方向和

38、保持圓曲線半徑不變的條件下，插入到徑不變的條件下，插入到直線段和圓曲線之間。這直線段和圓曲線之間。這就使圓曲線沿垂直切線方就使圓曲線沿垂直切線方向，分別向內移動距離向，分別向內移動距離 和和 。緩和曲線約一半。緩和曲線約一半長度處在原圓曲線范圍內長度處在原圓曲線范圍內，另一半處在原直線范圍，另一半處在原直線范圍內。插入緩和曲線后，使內。插入緩和曲線后，使圓曲線的長度變短了。圓曲線的長度變短了。1p2pO1m2m1T2T1p2p01l02l0ER0102ZHHYQZYHHZJD2secapOO曲線主點有5個：直緩點ZH、緩圓點HY曲中點QZ、圓緩點YH緩直點HZZHHZYHHYQZ三、緩和曲線方

39、程式三、緩和曲線方程式由由l=Cl=C，可以導出緩和曲線方程式，可以導出緩和曲線方程式實用中，可舍去高實用中，可舍去高次項并顧及次項并顧及C= RlC= Rl0 05113749254224033663345640ClClClyClCllx032025640RllylRllxRlyRllx64020023000三、緩和曲線方程式三、緩和曲線方程式1 1、坐標系、坐標系ZHZH（0 0，0 0）ZHJD xZHJD x軸軸 y0y0獨立曲線坐標系，與測量坐標系不同獨立曲線坐標系，與測量坐標系不同2 2、方程式、方程式按照按照 為必要條件導出的緩和曲線方為必要條件導出的緩和曲線方程為程為: : 2

40、Al 34)21()!22() 1(.3456403422218945nlAnAlAllxnnn14)21()!12() 1(.42240336614121101167232nlAnAlAlAlynnn四、緩和曲線常數計算四、緩和曲線常數計算常數：常數：0 0, , 0 0, , m m, , p p, , x x0 0, , y y0 0 0 0: : 緩和曲線切線角，即緩和曲線切線角，即HYHY（或（或YHYH）點的切線與）點的切線與ZHZH（或（或HZHZ）點）點切線的夾角；切線的夾角； 0 0: : 緩和曲線總偏角緩和曲線總偏角 m m: : 切垂距切垂距，即即ZHZH（或（或HZHZ

41、）到由圓心向切線所作垂線垂足的距離；）到由圓心向切線所作垂線垂足的距離； p p: : 圓曲線內移量圓曲線內移量 x x0 0, y, y0 0: : 00RlRypRllRxmRlRl24cos2402sin180631180220002300000000012125 5 緩和曲線連同圓曲線的測緩和曲線連同圓曲線的測設設一、偏角法測設曲線一、偏角法測設曲線 1 1、曲線綜合要素計算、曲線綜合要素計算 （1 1）不對稱曲線的綜合要素）不對稱曲線的綜合要素RpRpRpRpRERllLmpRpRTmpRpRTsin)(cos)(2)(180)(sincos)(sincos)(21212200201

42、020122121121 -2 2sec)( 180180)2(2 2tan)( 0000LTqRpRERlRlLpRmT切曲差外矢距曲線長切線長 （2）對稱曲線的綜合要素例題：R=500m, l0=60m, a=283620”, 則 T=157.56m, L=309.64m E0=16.31m, q=5.47m（1）曲線主點里程計算2主點的里程計算與測設（2）曲線主點測設主點主點ZHZH、HZHZ、QZQZ的測設方法與前述圓曲線主點測設方法相的測設方法與前述圓曲線主點測設方法相同主點同主點HYHY、YHYH通常采用切線支距法通常采用切線支距法儀器架儀器架ZHZH（或（或HZHZ），瞄），瞄J

43、DJD，丈量，丈量 ，打樁、釘小釘；，打樁、釘小釘；搬站至搬站至 樁處，瞄樁處，瞄JDJD，拔，拔9090，丈量，丈量 ，打樁、釘小釘，打樁、釘小釘，得，得HYHY（或（或YHYH）點。）點。為保證主點測設精度，角度要用測回法分中定點；距離應為保證主點測設精度，角度要用測回法分中定點；距離應往返丈量，限差以內取平均值。往返丈量，限差以內取平均值。 RlyRllx640200230000 x0y0 xE0QZZDTZHZDTHZTheodoliteJD(180-a)/2000202032 : ,2 3 18021806 6 )(sinbbRllRllRllyly同理可得故又很小緩和曲線上任一點后

44、視起點的反偏角，等于由起點測設該點正偏角的二倍。3緩和曲線緩和曲線的詳細測設 偏角計算若將緩和曲線等分成N段，則各分段點的偏角之間有如下的關系結論：偏角與測點到緩和曲線起點的曲線長度的平方成正比026 Rllii2222121: nnlll11312,3,2Nlllllln012123122,3,2Nn0211 N例：偏角的計算例：偏角的計算 已知對稱型曲線已知對稱型曲線R=500mR=500m， 60m60m，ZHZH點的里程為點的里程為DK33DK33424. 67424. 67，求緩和曲線上各點的偏角。，求緩和曲線上各點的偏角。 表126 偏角值計算表里 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 緩和曲線的測設方法緩和曲線的測設方法將經緯儀安置于將經緯儀安置于ZHZH點，后視點，后視JDJD，將水平度盤安置在，將水平度盤安置在0 000000000位置，位置，轉動照準部撥偏角轉動照準部撥偏角 ，校核校核HYHY點位點位，如在視線方，如在視線方向上，即可開始測設其它點。向上，即可開始測設其它點。依次撥依次撥 、

46、 ，量出點與點之間的弦，量出點與點之間的弦長與相應視線相交，即可定出曲線點長與相應視線相交，即可定出曲線點1 1、2 2、。在緩和曲線的測設中，亦應注意偏角的正撥與反撥的在緩和曲線的測設中，亦應注意偏角的正撥與反撥的度盤安置方法。度盤安置方法。102n4 4、圓曲線測設、圓曲線測設緩加圓曲線的測設，其關鍵是要找出后視方向并正確安置水平度盤讀數，即尋找切線方向。注注 意意為避免儀器視準軸誤差（為避免儀器視準軸誤差（2c2c），不倒鏡，而采用平轉），不倒鏡，而采用平轉后視后視ZHZH點，水平度盤合點，水平度盤合為避免分弦麻煩，可將圓曲線上第一點作為零方向為避免分弦麻煩，可將圓曲線上第一點作為零方向

47、后視后視ZHZH點，水平度盤合點，水平度盤合x x 倒鏡倒鏡 平轉平轉注意正反拔注意正反拔右左00180180bbx右左)(3601010bbx右左)(1801801010bbx二、切線支距法測設曲線二、切線支距法測設曲線1 1、坐標計算公式、坐標計算公式（1）緩和曲線部分（2）圓曲線部分032025640RllylRllxpRymRxiiii)cos1 ( sin00180Rllii2 2、測設方法、測設方法 與切線支距法測設圓曲線的方法相同。與切線支距法測設圓曲線的方法相同。三、長弦偏角法測設曲線三、長弦偏角法測設曲線1 1、坐標計算：同切線支距法、坐標計算：同切線支距法2 2、坐標反算求

48、出弦長及偏角，、坐標反算求出弦長及偏角， （1 1）弦長計算）弦長計算 （2 2）偏角計算）偏角計算3 3、測設將測距儀安置于、測設將測距儀安置于ZHZH（或（或HZHZ）點，即）點，即可進行曲線測設。可進行曲線測設。 22ixciiyiiixyarctanyxCiixiyii三種方法的優(yōu)缺點三種方法的優(yōu)缺點偏角法：有檢核、適用于山區(qū)、偏角法：有檢核、適用于山區(qū)、但可導致誤差但可導致誤差積累積累支距法：方法簡單、誤差不積累、僅適于平坦支距法：方法簡單、誤差不積累、僅適于平坦地區(qū)及支距地區(qū)及支距y y較小的曲線、較小的曲線、但儀器安置次數多、但儀器安置次數多、測設中的錯誤不易發(fā)現(xiàn)測設中的錯誤不易

49、發(fā)現(xiàn)長弦偏角法：測設精度高、速度快、適于任何長弦偏角法：測設精度高、速度快、適于任何地區(qū)地區(qū)四、極坐標法測設曲線四、極坐標法測設曲線1 1、測設原理、測設原理：測量所得水平角度DOP：測量所得水平距離 : arctan: : 01111121211ppppppppxxyyayyxxD水平角方位角平距適用范圍：適用范圍：線路附近有控制點，全站儀線路附近有控制點，全站儀優(yōu)點：優(yōu)點：采精度高，速度快的有效方法。采精度高，速度快的有效方法。關鍵：關鍵：計算出曲線點在控制點坐標系下的坐標。計算出曲線點在控制點坐標系下的坐標。局部坐標系：局部坐標系：是以是以ZHZH點（或點（或HZHZ點）為原點，以切線為

50、點）為原點，以切線為x x軸。軸。整體坐標系：整體坐標系：控制點所在統(tǒng)一坐標系；控制點所在統(tǒng)一坐標系； 點P在統(tǒng)一坐標系 下在直角坐標為在局部坐標系 下的直角坐標為在輔助坐標系 下的直角坐標為其中 與 的關系為在局部坐標系 下的極坐標為則有 oyxyx x y oPx”y”x0y0),(yxyox) , (yxyox) , (yxxoyyoxsincosryrxooyxyxyx),(yx) , (yx),(r在輔助坐標系在輔助坐標系 下的極坐標為下的極坐標為則有則有即：即：所以統(tǒng)一坐標為所以統(tǒng)一坐標為yox),(rsincossincoscossin)sin(sincossinsincosco

51、s)cos(xyrrryyxrrrxcossinsincosyxyxooyxyxyxcossinsincosoyxyx x y oPx”y”x0y0注注 意意坐標系：左手系，右手系進行變換坐標系：左手系，右手系進行變換：局部坐標系的：局部坐標系的xx軸在整體坐標系下的坐標方位軸在整體坐標系下的坐標方位角角2 2、測設方法：、測設方法：全站儀安置于全站儀安置于A A點，后視點，后視B B點，水平度盤讀數設置為點，水平度盤讀數設置為0 0，順時針轉動照準部，當水平度盤讀數為順時針轉動照準部，當水平度盤讀數為時，沿視線方向時，沿視線方向測設水平距離測設水平距離D D定出定出i i點。點。 實際工作中

52、：實際工作中：全站儀安置于全站儀安置于A A點，后視點，后視B B點，水平度盤點，水平度盤讀數設置為讀數設置為 ，順時針轉動照準部，當水平度盤讀，順時針轉動照準部，當水平度盤讀數為數為 時，視線方向即為時，視線方向即為AIAI的方向。的方向。AiAB實驗實驗 曲線主點測設及副點詳細測設曲線主點測設及副點詳細測設一、數據準備一、數據準備已知：已知： ， , , ZHZH點里程點里程 計算：計算：1 1、緩和曲線常數，、緩和曲線常數， 2 2、綜合要素：、綜合要素：T T，L L， 3 3、主點里程：、主點里程： 長度單位：長度單位：cmcm角度單位：秒角度單位：秒30150mR500ml4002

53、6.35467DKmyx,0000qE ,0HZyHQZHYKKKK,二、主點測設二、主點測設1 1、自己找一、自己找一JDJD打樁釘釘（畫十字也可），并再找一后視切打樁釘釘（畫十字也可），并再找一后視切線方向，打樁釘釘。線方向，打樁釘釘。2 2、正倒鏡分中找另一切線方向，打樁，釘釘。（實際工作、正倒鏡分中找另一切線方向，打樁，釘釘。（實際工作中有中有JDJD及及ZDZDi i）3 3、在切線方向上量、在切線方向上量T T和（和（T T、X X0 0），打樁釘釘。（），打樁釘釘。（ZHZH已定，或已定，或HZHZ）量距時用鋼尺往返丈量，較差量距時用鋼尺往返丈量，較差 ，取平均位置，取平均位置量

54、距里量距里注意注意： （1 1）先用花桿進行直線定線，）先用花桿進行直線定線， （2 2）量距時喊口號：預備，好。要有一定拉力）量距時喊口號：預備，好。要有一定拉力4 4、正倒鏡分中找內分角線方向、正倒鏡分中找內分角線方向 ，量，量E E0 0，打樁釘釘。，打樁釘釘。20001dd2180三、副點測設三、副點測設 1 1、數據準備、數據準備表格形式：表格形式：里里 程程測定點符號（測定點符號（ ），緩圓均按規(guī)定），緩圓均按規(guī)定曲線長曲線長丈量長度丈量長度偏偏 角角測站點一欄是后視偏角，事先定好左右偏測站點一欄是后視偏角，事先定好左右偏 數據反映正反撥數據反映正反撥備備 注注后視點說明，檢核后視

55、點說明，檢核例如儀器架例如儀器架HYHY點，點，后視后視QZQZ點點 4202 2、實驗方法（只測設一半）、實驗方法（只測設一半）（1 1）儀器架）儀器架ZHZH點，先瞄點，先瞄HYHY點，核對點位根據偏點資料，以弦長代點，核對點位根據偏點資料，以弦長代弧長，測至弧長，測至HYHY點閉合點閉合（2 2）搬站至）搬站至HYHY點：后視點：后視ZHZH點，水平度盤合點，水平度盤合 ，倒鏡后核，倒鏡后核對對QZQZ點點位點點位根據偏角資料測至根據偏角資料測至QZQZ點閉合點閉合思考：思考： 儀器在儀器在HYHY點，只設一站將緩和曲線和圓曲線測定（點，只設一站將緩和曲線和圓曲線測定（ZHQZZHQZ）

56、數據如何準備，如何測設數據如何準備，如何測設要求：要求：1 1、至少有一段閉合差記錄在薄，、至少有一段閉合差記錄在薄， ， 2 2、測定后須經老師檢查后方可撥掉樁（或測釬）、測定后須經老師檢查后方可撥掉樁（或測釬） 0360b2000lF縱1 . 0橫F12127 7 曲線測設的特殊問題曲線測設的特殊問題兩個問題兩個問題偏角法遇障礙時如何進行曲線測設?主點遇障礙時如何進行曲線測設?B B、T：緩和曲線上已測設的分段點 置鏡點T 后視B點，并使度盤安置為后視偏角B 倒鏡、松開照準部，反撥前視點F的前偏角F00000 其中：其中：)2)(-()2)(-(11TFTFTBBTFB前視點偏角后視點偏角

57、 m10180610211lRllB、T、F分別為后視點、置鏡點、前視點的分段點編號 )2)()2)(6)2)(61)2(6126621021022002030302TFTFTFTFRllllllRlllllRlRllllRllRllRllllyyTFTFTTFFTTFTFTTFTFF)2)(1TBBTB)2)(1測站點瞄準點小號大號已知已知R R 500 m500 m，l l0 0 = 60 m= 60 m，N N = 6= 6，經緯儀，經緯儀安置在第安置在第2 2點上，求前、后視點的偏角值（已知點上，求前、后視點的偏角值（已知ZHZH點的里點的里程為程為DK33+424.67DK33+42

58、4.67）前、后視各點偏角計算前、后視各點偏角計算548010 6 .541201 N2T :)2)(-()2)(-(11其中前視點偏角后視點偏角TFTFTBBTFB二、虛交曲線主點的測設二、虛交曲線主點的測設1 1虛交的概念虛交的概念所謂虛交，即道路中線交點在實地無法得到的情形，所謂虛交，即道路中線交點在實地無法得到的情形，如：如： 交點落入河流中間，無法在河中定出交點位置。交點落入河流中間，無法在河中定出交點位置。 公路在山腰處轉彎，公路中線交點懸在空中。公路在山腰處轉彎，公路中線交點懸在空中。 線路中線上的障礙物無法排除，交點無法直接得到線路中線上的障礙物無法排除，交點無法直接得到。 線

59、路轉彎曲線的切線長太長，獲得交點的工作量太線路轉彎曲線的切線長太長，獲得交點的工作量太大。大。 2 2主點的確定方法：主點的確定方法： (1)(1)副交點法副交點法交點在河流中轉向角無法測定副交點：JD10-1, JD10-221E0QZZDTZHZDTHZTheodoliteJD(180-a)/2HYx0y0 x0y0YH(2)(2)導線法導線法地形復雜，兩切線上副交點不通視或相距較地形復雜，兩切線上副交點不通視或相距較遠時，可用導線將兩個交點聯(lián)系起來，以此來確遠時，可用導線將兩個交點聯(lián)系起來，以此來確定定ACAC和和BCBC的距離的距離sinByBC tanBBCyxxACaAC=0000

60、aCBa=aCB主點不能到達時的測設方法主點不能到達時的測設方法1、在HY或YH上安置經緯儀器000arctan180 xTy2、利用極坐標法在曲線上設置控制點)(arctanABBAxxy129 線路縱斷面測量 任務：線路中樁地面高程測量，縱斷面圖的繪制。 中平測量：線路中樁地面高程測量 方法：水準測量，三角高程測量。 一、中樁高程測量一、中樁高程測量 目的：為繪制線路縱斷面提供地面高程數據 測量方法：普通水準法 + 跨河水準法 要求：一臺水準儀單程測量，但應起閉于水準點，以達到檢核的目的(限差為 ) 具體施測過程及數據記錄(mm) 50 L1 1、中樁水準測量、中樁水準測量中樁高程宜觀測兩