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1、普通高等学校土木工程专业精编系列规划教材,土木工程测量 主编 王晓明 殷耀国,目录,1 绪 论 2 水准测量 3 角度测量 4 距离测量 5 坐标测量 6 地形图基本知识 7 地形图测绘,目录,8 地形图的应用 9 工程放样的基本工作 10 建筑工程测量 11 线路工程测量 12 桥梁工程测量 13 地下工程测量 14 变形测量,目录,下页,上页,11 线路工程测量,目录,下页,上页,内容提要,能力要求,本章主要内容包括线路工程控制测量、线路中线测量、线路纵横断面测量、道路施工测量、线路竣工测量等内容。本章的教学重点为中线测量、线路纵横断面测量、道路施工测量等。教学难点为圆曲线、缓和曲线测设要
2、素的计算、主点测设方法及详细测设的方法与计算公式；水准中平测量方法；路线纵断面图绘制及其分析等。,通过本章学习，学生能够基本掌握路线测量的过程、内容及要求，能够完成一般线路的控制测量、中线测量、纵横断面测量、线路施工测量和线路的竣工测量等工作。,11.1 概述 11.2 线路工程控制测量 11.3 线路中线测量 11.4 线路纵横断面测量 11.5 线路工程施工测量 11.6 线路竣工测量 习题与思考题,目录,下页,上页,11 线路工程测量,线路工程是指长宽比很大的工程，包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。为各种线路工程建设过程中所进行的测量工作称为线路工程测量，简
3、称线路测量。,目录,下页,上页,线路测量的基本过程一般包括四个阶段： （1）规划选线阶段 （2）线路工程的勘测设计阶段 （3）线路工程的施工放样阶段 （4）工程竣工运营阶段的监测,目录,下页,上页,线路的平面控制应采用GPS测量、导线测量、三角测量和三边测量等方法进行，并靠近线路贯通布设。,目录,下页,上页,目录,下页,上页,线路的高程控制测量，又称基平测量。主要是沿线路方向建立高程控制点，一般采用水准测量或电磁波测距三角高程测量方法，并靠近线路布设。,目录,下页,上页,高速公路和一级公路的高程控制测量应布设成附合路线，一般采用四等水准测量，四等水准测量的闭合差限差为平原、微丘区 ，重丘、山岭
4、区 或 ，铁路、二级及以下等级公路的高程控制测量的主要技术要求应符合表11-3的规定。,目录,下页,上页,光电测距三角高程测量的主要技术要求应符合表11-4的规定，观测的主要技术指标应符合表11-5的规定。,目录,下页,上页,线路工程的中心线由直线和曲线构成 。,目录,下页,上页,11.3.1.1根据地物交会定点,目录,下页,上页,利用坐标的反算计算出相关的测设数据，按极坐标法、距离交会法、角度交会法等测设交点；或直接用全站仪测设出交点的实际位置。,目录,下页,上页,11.3.1.2根据导线点的坐标和交点的设计坐标测设交点,11.3.1.3穿线交点法,该方法的主要步骤为：放点、穿线、交点 放点
5、,目录,下页,上页,(2)穿线 采用目估法或经纬仪视准法，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB 。,目录,下页,上页,(3)交点 当两条相交的直线AB、CD在地面上确定后，即可延长直线进行交会定交点。,目录,下页,上页,11.3.2.1在两交点间设转点,目录,下页,上页,11.3.3.1路线转角的测定,当180时，为右转角，有：,当180时，为左转角，有：,目录,下页,上页,11.3.3,路线转角的测定及分角桩的设置,11.3.3.2分角桩的设置,若2个方向的水平度盘读数分别为a、b，则：分角线方向水 平度盘读数为。,目录,下页,上页,11.3.3,线路交点、转点测定后
6、，确定了线路的方向与位置，但仍不能满足后续设计和施工的需要，还需要从线路起点开始，沿线路方向以一定的距离在地面上设置一些桩来标定中心线位置和里程，称为线路里程桩（或称中桩、中线桩），里程桩分为控制桩、整桩和加桩。,目录,下页,上页,第十一章 线路工程测量,目录,下页,上页,线路工程的中心线由直线和曲线构成，曲线又由圆曲线和缓和曲线组成。曲线的形式较多，其中，转弯处只设置圆曲线的曲线是最基本的平面曲线，简称单圆曲线 。,目录,下页,上页,11.3.5.1单圆曲线主点要素及桩号计算,切线长： 曲线长： 外矢距： 切曲差：,目录,下页,上页,11.3.5.1单圆曲线主点要素及桩号计算,单圆曲线主点桩
7、号的计算及检核如下： ZY桩号 = JD桩号-T QZ桩号 = ZY桩号L/2 YZ桩号 = QZ桩号L/2 = ZY桩号L JD桩号 = QZ桩号D/2 （检核）,目录,下页,上页,11.3.5.2主点测设,（1）测设曲线起点(ZY) 在JD点安置经纬仪，后视相邻交点或转点方向，自JD点沿视线方向量取切线长T，定出ZY点，量取ZY点至最近一个直线桩的距离，与两桩号之差进行比较，不应超过限值，则打下曲线起点桩ZY。 （2） 测设曲线终点(YZ) 经纬仪照准前视相邻交点或转点方向，自JD点沿视线方向量取切线长T，打下曲线终点桩YZ。但需要往返测量T进行核对。 （3）测设曲线中点(QZ) 沿测定路
8、线转角时所测定的分角线方向，量外距E，打下曲线中点桩QZ。,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,当地形变化不大、曲线长度小于40m时，测设曲线的三个主点已能满足设计和施工的需要。如果曲线较长，地形变化大，则除了测定三个主点以外，还需要按照一定的桩距，在曲线上测设整桩和加桩。 曲线点的间距：一般规定，R150m时，间隔20m设一曲线桩；50mR150m时，间隔10m；R50m时，间隔5m设一曲线桩。,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,按相同桩距在曲线上设桩，通常有两种方法。 整桩号法:即将曲线上靠近ZY点的第一个桩的桩号凑整成的倍数的整桩号，然后按连续向YZ点设
9、桩。这样设桩均为整桩号。 整桩距法:即从曲线ZY点和YZ点开始，分别以桩距连续向QZ点设桩。这样设桩均为零桩号，应注意加设百米桩和公里桩。 中线测量中一般采用整桩号法。,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,（1）偏角法 长弦偏角法,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,（1）偏角法 短弦偏角法,目录,下页,上页,【典型例题】 【例11.1】 已知一圆曲线的半径R=150m，曲线起点桩号为K4+075.88，曲线终点桩号为K4+171.18，桩距为20m，用短弦偏角法偏角法测设圆曲线细部点（转角为右转角）。（采用整桩号法设桩）,？,目录,下页,上页,解：计算各点的测
10、设数据见表,目录,下页,上页,步骤： A、在ZY点置镜，照准切线方向，并使度盘读数为零； B、拨偏角04714，沿视线方向自ZY点起量取4.120m得曲线上点； C、拨偏角43632，沿视线方向自点起量取19.985m得曲线上点； D、同法可测设出其余各点，直至曲线中线，并与校核其位置； E、将仪器搬至曲线另一端，设置另一半，此时要注意拨角方向与前半曲线相反。,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线,切线支距法，实质为直角坐标法。如图11-17所示，它是以ZY或YZ为坐标原点，以ZY（或YZ）的切线为x轴，切线的垂线为y轴。x轴指向JD，y
11、轴指向圆心O。根据曲线上各点（x，y）测设曲线。,目录,下页,上页,11.3.5.3圆曲线的详细测设,（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线,为曲线上欲测设的点位，其坐标计算如下：,目录,下页,上页,（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线,目录,下页,上页,具体步骤 ： 根据曲线加桩的详细计算资料，用钢尺从ZY点（或YZ点）向JD方向量取、等横距，得垂足、等点，用测钎作标记。 在各垂足点、等处，依次用方向架（或经纬仪）定出ZY点（或YZ点）切线的垂线，分别沿垂线方向量取、等纵距，即得曲线上各加桩点。 检验方法：用上述方法测定各桩后，丈量各桩之间的弦长进行校核。如不符或超过容许范围，应查明原
12、因，予以纠正。,11.3.5.3圆曲线的详细测设,（3）全站仪法 当用全站仪测设圆曲线时，仪器可安置在附近已知坐标点或未知坐标的点上，操作极为简便。具有测设速度快、精度高、使用方便灵活的优点。这种方法首先得算出预测设点在某坐标系下的坐标。若在已知点上安置仪器，只需后视另外一已知点，输入待测设点坐标，即可开始测设。若未知点上架设仪器，称为全站仪自由设站测设，具体操作：首先建立一个坐标系，可以局部坐标系也可以整个路线的统一坐标系。如可以按切线支距法的方法计算出圆曲线上各点的坐标，然后在合适的位置自由选择一点O，在O点安置全站仪，按全站仪内置程序，后视ZY、QZ、JD、YZ等点，测出O点坐标，即可按
13、全站仪极坐标法或全站仪坐标法测设出圆曲线细部点。,目录,下页,上页,11.3.6.1缓和曲线的概念及公式,回旋线的公式为：,回旋线上任意一点的曲率半径；,回旋线上任意一点到曲线起点的曲线长；A回旋线参数。,目录,下页,上页,11.3.6.2带缓和曲线的平曲线要素计算,带缓和曲线的平曲线基本组成是：直线回旋线圆曲线回旋线直线，而且通常圆曲线两端是对称的。,目录,下页,上页,切线增值 内移值 平曲线总长 最大缓和曲线角度 切线总长 外距 校正值,11.3.6.2带缓和曲线的平曲线要素计算,11.3.6.3带缓和曲线的平曲线主点桩号计算,目录,下页,上页,【典型例题】 【例11.2】已知平原区某二级
14、公路有一弯道，偏角右=152830，半径R=600m，缓和曲线长度Ls=70m， JD=K2+536.48。要求：计算曲线主点里程桩号。,？,目录,下页,上页,解：曲线要素计算,目录,下页,上页,主点里程桩号计算： 以交点里程桩号为起算点：,目录,下页,上页,11.3.6.4带缓和曲线的平曲线主点测设,ZH、HZ、QZ点的测设与圆曲线主点测设方法相同，HY、YH点可根据缓和曲线起终点坐标，用切线支距法测设。,目录,下页,上页,11.3.6.5带缓和曲线的平曲线详细测设 （1）切线支距法,在缓和曲线段任一点的坐标按下式计算,图11-20 带缓和曲线的平曲线任意点坐标,对于圆曲线段部分,目录,下页
15、,上页,【典型例题】 【例11.3】用切线支距法详细测设【例11-2】中的平曲线。 【例11.2】已知平原区某二级公路有一弯道，偏角右=152830，半径R=600m，缓和曲线长度Ls=70m， JD=K2+536.48。要求：计算曲线主点里程桩号。,？,目录,下页,上页,解：根据【例11.2】已计算出的数据计算测设元素如表：,同理可得出HZ到QZ点的测设元素。,目录,下页,上页,解：测设步骤如下,自ZH点起沿着切线方向分别量出（20.085m、40.084m、60.074m、69.976m、80.044m、99.969m、115.800m）各点，并用临时标志标定； 在刚测设的临时点上测设直角，在垂线的方向上量出相应的，即得曲线上各点；再以HZ点起同法测设曲线的另一半。并将曲线上HY、YH、QZ点的桩位与主点测设时定下的控制桩相比较，以检查其位置误差是否符合要求。,目录,下页,上页,11.3.6.5带缓和曲线的平曲线详细测设 （2）长弦偏角法（极坐标法）,测设缓和曲线部分：,（x，y均取第一项）,又因为,，所以,最后根据,得出,则YH点或HY点的偏角为,目录,下页,上页,11.3.6.5带缓和曲线的平曲线详细测设 （2）长弦偏角法（极坐标法）,圆曲线各点的测设必须将仪器迁至HY点或YH点进行。所以只需定出HY或YH点的切
