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1、交点转点转角及里程桩的测设(道路测量) 一、道路工程测量概述 分为:路线勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 和道路施工测量 (road construction survey) 。 (一)勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 分为:初测 (preliminary survey) 和定测 (location survey) 1 、初测内容:控制测量 (control survey) 、测带状地形图 (topographical map of a zone) 和纵断面图 (prof
2、ile) 、收集沿线地质水文资料、作纸上定线或现场定线,编制比较方案,为初步设计提供依据。 2 、定测内容:在选定设计方案的路线上进行路线中线测量 (center line survey) 、测纵断面图 (profile) 、横断面图 (cross-section profile) 及桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查,为施工图设计提供资料。 (二)道路施工测量 (road construction survey) 按照设计图纸恢复道路中线、测设路基边桩和竖曲线、工程竣工验收测量。 本章主要论述中线测量和纵、横断面测量。 二、中线测量 (center line survey)
3、1 、平面线型:由直线和曲线(基本形式有:圆曲线、缓和曲线)组成。 2 、概念: 通过直线和曲线的测设,将道路中心线的平面位置测设到地面上,并测出其里程。即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。 三、交点 JD(intersecting point) 的测设 (一)定义: 路线的转折点,即两个方向直线的交点,用 JD 来表示。 (二)方法: 1 、等级较低公路:现场标定 2 、高等级公路:图上定线实地放线。 (三)实地放线的方法分类 1 、放点穿线法 放直线点穿线定交点 (1)放点 可用支距法(垂直于导线边的距离)、导线相交法及极坐标法进行。如下图: 1 、 2、4、6 点用支距法; 3 点用
4、导线相交法; 5 点用极坐标法 (2)穿线 如图,定出一条尽可能多的穿过或靠近直线上点 P1 、 P2 、 P3 的直线 AB 。 (3)定交点 将穿出的直线延长,得交点 JD 。正倒镜分中法: 1 )在 B 点架仪,盘左瞄准 A ,倒镜定 a1 , b1 点;盘右瞄准 A 点,倒镜定 a2 , b2 点;取 a1 、 a2 点中点 a , b1 、 b2 点的中点 b 。 2 )同理可定出 CD 方向可定出 c 、d 两点。(骑马桩)。 3 )将线段 ab 、 cd 相交,得交点 JD 。 2、拨角放线法 极坐标法 如图,在利用导线点或已测设的 JD ,计算测设元素(, S )拨角,量边,定
5、出 JD 位置。 四、转点 ZD(turning point) 的测设 1 、定义: 当相邻两交点互不通视时,需要在其连线测设一些供放线、交点、测角、量距时照准之用的点。 2 、分为: 在两交点间测设转点、在两交点延长线上测设转点。 (1)在两交点间测设转点: 1 )在 JD5 、 JD6 的大致中间位置 ZD 架仪。瞄准 JD5 ,用正倒镜分中法定出 JD6 。 2 )测量出 a 、 b 距离。 有: 3 )计算 e 值,在实地量取 e 值,得 ZD 点。有: 4 )在 ZD 点架仪,检查三点在一直线上。有: (2)在两交点延长线上测设转点 如图,有: 五、转角 (turning angle
6、) 和分角线的测设 1 、定义:指路线由一个方向偏向另一个方向时,偏转后的方向与原方向的夹角。当偏转后的方向在原方向的左侧,称为左转角;反之为右转角。 2 、转角的测定当 左 180时,为右转角,有:y= 左 -180 当 左 180时,为左转角,有: z=180- 左 当 右 180时,为右转角,有: y=180- 右 当 右 180时,为左转角,有:z= 右 - 180 3 、分角线的测定若角度的 2 个方向值为 a 、 b ,则分角线方向 c=(a+b)/2 六、里程桩 (mileage peg) 的设置 又称中桩,表示该桩至路线起点的水平距离。如: K7+814.19 表示该桩距路线起
7、点的里程为 7814.19m 。分为整桩和加桩。 1 、整桩。 一般每隔 20m 或 50m 设一个。 2 、加桩 分为地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线加桩和断链加桩。(如:改 K1+100=K1+080 ,长链 20m 。) 9.2 单圆曲线 (circle curve) 的测设 圆曲线测设的传统方法:主点测设详细测设 一、主点 (major point) 的测设 1 、曲线要素的计算 若已知:转角 及半径 R ,则: 切线长: ; 曲线长: 外距: ; 切曲差: 2 、主点的测设 (1)主点里程的计算 ZY 里程 =JD 里程 -T ; YZ 里程 =ZY 里程 +L
8、 QZ 里程 =YZ 里程 -L/2 ; JD 里程 =QZ 里程 +D/2 (用于校核) (2)测设步骤: 1 ) JDi 架仪,照准 JDi-1 ,量取 T ,得 ZY 点;照准 JDi+1 ,量取 T ,得 YZ 点。 2 ) 在分角线方向量取 E ,得 QZ 点。 二、单圆曲线详细测设 有整桩号法和整桩距法。一般采用整桩号法。 1 、切线支距法 (tangent off-set method) (1) 以 ZY 或 YZ 为坐标原点,切线为 X 轴,过原点的半径为 Y 轴,建立坐标系。 (2) 计算出各桩点坐标后,再用方向架、钢尺去丈量。 特点: 测点误差不积累;宜以 QZ 为界,将曲
9、线分两部分进行测设。 例题 设某单圆曲线偏角 =341200, R=200m ,主点桩号为 ZY : K4+906.90 , QZ :K4+966.59 , YZ :K5+026.28 ,按每 20m 一个桩号的整桩号法,计算各桩的切线支距法坐标。 (一)主点测设元素计算 61.53m ; =119.38m ; =9.25m ; =3.68m 。 (二)主点里程计算 ZY=K4+906.90 ; QZ=K4+966.59 ; YZ=K5+026.28 ; JD= K4+968.43 (检查) (三)切线支距法(整桩号)各桩要素的计算表 曲线桩号 ZY(YZ )至桩 圆心角 i 切线支距法坐标
10、(m) 的曲线长 (m) 小数度 ( ) X i (m) Yi (m) ZY K4+906.90 4906.9 0 0 0 0 K4+920 4920 13.1 3.752873558 13.090635 0.428871637 K4+940 4940 33.1 9.482451509 32.949104 2.732778823 K4+960 4960 53.1 15.21202946 52.478356 7.007714876 QZ K4+966.59 K4+980 4980 46.28 13.25824338 45.868087 5.330745523 K5+000 5000 26.28
11、7.528665428 26.20444 1.724113151 K5+020 5020 6.28 1.799087477 6.2789681 0.098587899 YZ K5+026.28 5026.28 0 0 0 0 注:表中曲线长 。 2 、偏角法 (method of deflection angle) 分为:长弦偏角法、短弦偏角法。 (1)长弦偏角法 1 )计算曲线上各桩点至 ZY 或 YZ 的弦线长 ci 及其与切线的偏角 i 。 2 )再分别架仪于 ZY 或 YZ 点,拨角、量边。 特点: 测点误差不积累;宜以 QZ 为界,将曲线分两部分进行测设。 (2)短弦偏角法。 与长弦
12、偏角法相比: 1 )偏角 i 相同。 2 )计算曲线上各桩点间弦线长 ci 3 )架仪于 ZY 或 YZ 点,拨角、依次在各桩点上在量边,相交后得中桩点。 此外还有极坐标法 (polar coordinate method) 、弦线支距法、弦线偏距法。 例题 偏角法详细测设单圆曲线(注:此题作为实习课测设内容 , 数据是假设的) 已知圆曲线的 R=200m , ,交点 JD i 里程为 K10+110.88m ,试按每 10m 一个整桩号,来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤。 解: (一)主点测设元素计算 26.33m ; =52.36m ; =1.73m ; =0.3m 。 (
13、二)主点里程计算 ZY=K10+84.55 ; QZ=K10+110.73 ; YZ=K10+136.91 ; JD= K10+110.88 (检查) (三)偏角法(整桩号)各桩要素的计算表 桩号 曲线长 偏角值 偏角读数 弦长 (长弦法)ZY K10+84.55 0 0 00 00 0 00 00 0 K10+90 5.45 0 46 50 359 13 10 5.45 K10+100 15.45 2 12 47 357 47 13 15.45 K10+110 25.45 3 38 44 356 21 16 25.43 QZ K10+110.73 K10+120 16.91 2 25 20
14、2 25 20 16.91 K10+130 6.91 0 59 23 0 59 23 6.91 YZ K10+136.91 0 0 00 00 0 00 00 0 注: ; ; 9.3 缓和曲线 (spiral) 的测设 一、概念及基本公式 1 、概念 为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失,需要在直线(超高为 0 )与圆曲线(超高为 h )之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线(使超高由 0 变为 h ),此曲线为缓和曲线。主要有回旋线、三次抛物线及双纽线等。 2 、回旋型缓和曲线基本公式 缓和曲线全长。 (1)切线角公式 缓和曲线长 所对应的中心角。 (2)缓和曲
15、线角公式 缓和曲线全长 所对应的中心角亦称缓和曲线角。 (3)缓和曲线的参数方程 (4)圆曲线终点的坐标 二、主点的测设 1 、测设元素的计算 (1)内移距 p 和切线增长 q 的计算 (2)切线长 曲线长 ,其中圆曲线长 。 外距 ;切曲差 2 、主点的测设 (1)里程的计算 ZH=JD-T H ; HY=ZH+l s ; QZ=ZH+L H /2 ; HZ=ZH+L H ; YH=HZ-l s (2)测设方法。 ( 见例题 ) 例题: 如下图,设某公路的交点桩号为 K10+518.66 ,右转角 y = 1818 ,圆曲线半径 R= 100m ,缓和曲线长 l s = 10m ,试测设主点桩。(作为实习课内容) 解:(一)计算测设元素 p= 0.04m ; q= 5.00m ; ; (二)计算里程 ZH=K10+497.54 ; HY=K10+507.54 ; QZ=K10+518.52 ; HZ=K10+539.50 ; YH=K10+529.50 (三)主点测设 1 、架仪 JDi ,后视 JDi-1 ,量取 TH ,得 ZH 点;后视 JDi+1 ,量取 TH ,得 HZ 点;在分角线方向量取 EH ,得 QZ 点。 2 、分别在 ZH 、HZ 点架仪,后视 JDi 方向,量取 x0 ,再在此方向垂直方