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1、卢曹康,公路、铁路工程测量,第十章 线路测量 10.1 线路勘测概述,铁路、公路设计,线路勘测,一. 初测,二. 定测,10.2 中线测量 一. 线路的组成形式,线路中线由直线和平曲线组成; 平曲线有缓和曲线、圆曲线; 平曲线的作用是改变路线方向; 圆曲线是具有一定曲率半径的圆弧; 缓和曲线是在直线与圆曲线之间加设的,曲率半径由无穷大逐渐变化为圆曲线半径的曲线。,10.2 中线测量 一. 线路的组成形式,直线,直线,直线,交点,交点,圆曲线,圆曲线,缓和曲线,缓和曲线,中线测量:就是通过直线和曲线的测设,将道路的中线具体地测设到地面上去,并测出其里程。,10.2 中线测量 二. 放线定交点,交
2、点:就是路线的转折点。 放线:按照地形图上定出的线路与初测导线间的距离和角度关系,把纸上定出的线路测设到地面上,称为放线。,放线方法,10.2 中线测量 二. 放线定交点,(一)准备放线资料,纸上定线,导线,支距点,?,?,(四)定交点,(二)放支距,(三)穿线,(五)转向角的测定,极坐标法定点,极坐标法定点,10.2 中线测量 三. 中线测量,中线测量的主要任务是把纸上的线路测设到地面上,并用木桩固定不来。,中线测量,中桩一要标定中线位置,二要标志出线路的里程.,中线桩,10.2 中线测量 三. 中线测量,控制桩,里程桩的设置:整桩与加桩,10.3 线路高程测量 一. 线路水准点高程测量,(
3、一)水准点的布设 一般地段2km一个; 复杂地段1km一个; 长度在300m以上的桥梁两端、500m 以上的隧道两端均应设置水准点。 水准应设置在线路100m以内。 (二)水准点高程测量 高程测量两次的结果的闭合差:,10.3 线路高程测量 二. 线路水准测量(线路纵断面测量),视线高程后视点高程后视读数 中桩高程视线高程中视读数 转点高程视线高程前视读数,10.3 线路高程测量 三. 线路纵断面图绘制,线路纵断面图是沿线路中心线的垂直剖面图。它将线路中线经过之处的起伏、地质情况以及各设计资料以图示法表示出来。 纵断面图主要包括以下几项内容: 1. 连续里程 5. 设计坡度 2. 线路平面 6
4、. 路肩设计标高 3. 加桩 7. 工程地质特征 4. 地面标高,大学P230,10.3 线路高程测量 三. 线路纵断面图绘制,10.4 线路横断面测量 一. 横断面测量的宽度和密度,二. 横断面方向的测定 1. 直线地段:可用经纬仪或方向架测定。 2. 曲线地段:横断面方向应与测点处的切线方向垂直。 三. 横断面测量的方法 1. 经纬仪视距法 2. 经纬仪斜距法 3. 水准仪法 四. 横断面图的绘制,10.5 线路施工测量 一. 线路复测,复测与定测结果不符值的允许范围: 1. 水平角: 40 ; 2. 距离:1/1500; 3. 转点的横向差:每100m距离为5mm,当超过400m,以20
5、mm为限; 4. 水准点高程闭合差: 10mm; 5. 里程桩高程: 10mm.,10.5 线路施工测量 二. 控制桩的保护,1. 线路的每一线段上,至少应对3个控制桩设置护桩; 2. 每个控制点应有不少于2条交会线,在每条交会线上,至少有3个护桩; 3. 两交会方向的交角,最好在90 左右,不得小于30 ; 4. 测设护桩时,瞄准选好的方向,由远及近进行护桩的钉设; 5. 护桩钉设完成后应绘制草图,以便日后查找; 6. 为了长期保存,控制桩和护桩一般用混凝土把桩固定起来。,路基放样是在地面上定出路基位置,使路堤或路堑按设计的填高、挖深、宽度和边坡坡度施工。,10.5 线路施工测量 三. 路基
6、边桩放样,路基放样主要是放边桩。,路基边桩放样,10.6 线路的竣工测量,在路基土石方工程完工之后,铺轨之前应当进行线路竣工测量。 一. 中线测量 中线控制桩应固桩 二. 高程测量 埋设永久性水准点,间距不大于2km; 中桩高程按复测法进行,路基高程与设计高程之差不应超过5cm . 三. 横断面测量 深度与宽度与设计值之差不大于5cm ;路堤护道宽度误差不大于10cm.,第十一章 曲线测量,曲线的组成:,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 一. 圆曲线的主点,曲线上的主要点:JD 、ZY 、QZ 、YZ;,二. 圆曲线要素计算,1. T:切线长,2. L:曲线长,3. E:外矢距,4. :转向
7、角,圆曲线主要素,5. R:圆曲线半径,、R:为计算圆曲线的必要资料。,T,T,L,E,R,o,切线长:,T,T,L,E,R,o,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 二. 圆曲线要素计算,曲线长:,外距:,切曲差:,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 三. 圆曲线主点里程和主点测设,(一)圆曲线的里程计算,(二)曲线上主要点的测设: 略,例: 111 112,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 四. 圆曲线上详细点的测设,曲线上对桩距的要求 桩距为L0 与圆曲线半径R 有关,一般规定如下:,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 四. 圆曲线上详细点的测设,(一)偏角法 原理:根据偏角 和弦长C
8、交会出曲线点。,R,zy,L:弧长,弦长C 的计算:,(1)按整桩距法:如 C 20m;,(2)计算公式:,(二)长弦偏角法测设圆曲线 在测设时已知曲线点的里程,即测设的曲线长Li ,即可进行放样参数计算。,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 四. 圆曲线上详细点的测设,ZY,Xi,Yi,JD,i,30-X3,11.1 圆曲线要素计算和主点测设 四. 圆曲线上详细点的测设,(三)切线支距法测设圆曲线(直角坐标法) 曲线点的测设坐标按下式计算:,X1,X2,X3,ZY,Y3,y1,10,10-X1,10,10,20-X2,y2,y3,y1,X,测设方法:,20,30,11.2 加缓和曲线后曲线的
9、 基本要素计算和主点设置,R,一.加缓和曲线后曲线的变化,ZH,HZ,(一)缓和曲线的作用 (二)加缓和曲线后产生的三个参数,P,HY,YH,QZ,R +P,m=X0-Rsin,T,(X0、y0),X,y,l 0,l y,(二)加缓和曲线后产生的三个参数,此项可忽略不计,l y,二. 加缓和曲线后的曲线要素计算,R,ZH,HZ,P,HY,YH,QZ,R +P,m=X0-Rsin,T,(X0、y0),X,y,l 0,1. 切线长:T,2. 曲线全长:L,3.外矢距:E,4. 切曲差:q,三. 曲线上主要点的里程计算和测设,(二)曲线主要点的测设 缓和圆点与圆缓点的坐标计算公式:,(一)曲线主要点
10、的里程计算 P154,T,ZH,x0,HY,Y0,QZ,YH,HZ,O,R,四.加缓和曲线后的详细测设 (一)切线支距法(直角坐标法),以直缓点ZH或缓直点HZ为坐标原点,以切线为x轴,过原点的半径(垂直于切线)为Y轴,利用缓和曲线和圆曲线上各点的x、y坐标由两端向中间测设曲线。,1.缓和曲线部分 在缓和曲线范围内,测设点的坐标可按缓和曲线的参数方程式计算:,ZH,x,X0,Y0,HY,Y,2.圆曲线部分 在圆曲线范围内,测设点的坐标可按下式计算:,四.加缓和曲线后的详细测设 (一)切线支距法(直角坐标法),X,R,四.加缓和曲线后的详细测设 (二)偏角法,缓和曲线上各点,可将经纬仪置于ZH或
11、HZ点进行测设。,x,HY (YH),Y,推导:,四.加缓和曲线后的详细测设,(四)长弦偏角法测设曲线,曲线上任意一点的弦长C及偏角可按下式计算:,(三)仪器安置在ZH/HZ和HY/YH点的测设方法:略,11.3 困难地区曲线的测设方法,一.交点不能安置仪器或切线方向受阻时,(一) 设置两个副交点,ZH,HZ,JD,-JD2 B,-JD1 A,a,O,b,QZ,T,T,根据转角和选定的半径R,计算切线长T和曲线长L,再由a、b、T,计算辅助点A、B至曲线ZH点和HZ点的距离t1和t2。,R,/4,中点QZ测设:,由ZH、HZ沿切线方向量取T,得M、N点,再沿M、N方向量取T,定出QZ。,二.曲
12、线起点或终点不能安置仪器,ZH,HZ,HY,YH,JD,A,详见P159,三. 偏角法遇障碍物时曲线的测设,(二)圆曲线测设遇障碍物时方法1,(二)圆曲线测设遇障碍物时方法2,三. 偏角法遇障碍物时曲线的测设,(二)缓和曲线测设遇障碍时,11.4 极坐标测设曲线,11.4 极坐标测设曲线,一.测设原理,测设曲线点P: 计算B 、P点坐标; 计算B、P点距离DBP及坐标方位角BP; 3. 计算测设P点方向的角p。,11.4 极坐标测设曲线,二. 测站坐标计算:,S1,2. 计算测站B在ZH点坐标系中的坐标:,1. 测量S1与1,11.4 极坐标测设曲线,三.曲线点坐标计算:,S1,P点为要测设的
13、曲线点,可按切线支距法公式求得XB 及yB.,四.测设资料计算,11.4 极坐标测设曲线,五. 测设方法:,S1,DBP,11.5 长大曲线和回头曲线的测设,一. 长大曲线的测设,将长大曲线分成三段,11.5 长大曲线和回头曲线的测设,(一)曲线要素计算,一. 长大曲线的测设,11.5 长大曲线和回头曲线的测设,二. 回头曲线的测设,11.5 长大曲线和回头曲线的测设,二. 回头曲线的测设,小结:圆曲线测设方,第十四章 桥梁测量,P202,14.1 桥梁控制测量,桥梁控制测量的目的: 保证桥轴线长度放样和桥梁墩台定位的精度要求。 桥梁控制网:桥梁施工控制网。 桥梁控制网的特点: (1) 控制范
14、围小,点位密度大,精度要求高; (2) 控制点使用频繁; (3) 受施工干扰大; (4) 桥梁平面控制网的平网控制通常分为两级布设。第一级控制网主要控制桥轴线,在第一级控制网内加密控制点、网,构成第二节控制网,用以控制墩台中心定位。,一.桥轴线长度和桥梁墩台定位必要精度的确定,桥轴线:桥渡的中心线。 桥轴线长度:桥轴线两岸控制桩的距离。 桥梁长度误差来源于两部分,一是杆件加工装配时的误差,二是安装支座的误差。 长试验误差L :对于短跨(64m)的钢筋混凝土梁与预应力混凝土梁,其长度拼装误差L按规范取为: L /5000;L为梁长。 安装支座误差 :目前一般取 7mm。,一.桥轴线长度和桥梁墩台
15、定位必要精度的确定,梁安装后每跨(联)的容许误差为:,设桥梁全有N 跨(联),其全长的极限误差对于等跨情况有:,对于不等跨时:,取1/2的极限误差为中误差,则全桥轴线长的相对中误差为:,二. 桥梁控制网的建立,(一)平面控制网的布设及测量 平面控制网的布设形式:,二. 桥梁控制网的建立,精密导线网,(一)平面控制网的布设及测量 平面控制网的布设形式:,在河流两岸的桥轴线上各设立一个控制点,并在桥轴线上、下海游沿岸布设最有利交会桥墩的精密导线点,同时增加上、下游过江测距,使导线闭合于桥轴线上的控制点。,二. 桥梁控制网的建立,节点及插入点,(一)平面控制网的布设及测量 平面控制网的布设形式:,插入点一般由三个或四个方向交会测定,为保证插入点的精度,在网中和插入点都要设站观测,同时插入点的测量要以主网相同的精度进行。当插入点位于两岸主要边上时,称为节点。,二. 桥梁控制网的建立,引桥控制网,(一)平面控制网的布设及测量 平面控制网的布设形式:,大桥、特大桥正桥两端一般都要通过引桥与线路衔接,因此在正桥控控制网下需布设引桥控制网(附网)。 引桥的控制主要是桥轴线方向和长度的控制。 引桥控制网应与主网同时布设,布设时路线交点必须是附网中的一个控制点。,精密导线,桥轴线延长线,二. 桥梁控制网的建立,1. 选点、造标和埋石 2. 水平角测量 3.