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1、第四章 线路测量,线路测量：是指铁路、公路、管道、输电线路、水渠、河道等线状工程在勘测设计、施工建造和运营管理三个阶段中所进行的测量工作的总称。 线路测量的任务:在勘测设计阶段：为线路工程的各设计阶段提供充分、详细的地形资料。,在施工建造阶段：是在施工开始之前和整个施工过程中，配合施工的进度，将线路中线及其构筑物按设计文件要求的位置、形状和规格，正确地放样于地面。在运营管理阶段：检查、监测线路的运营状态，并为线路上各种构筑物维修、养护、改建、扩建提供资料。本章主要介绍铁路和公路工程中，线路测量的有关工作。,第一节 初测导线 第二节 初测高程测量 第三节 初测地形测绘 第四节 定测放线和中桩测设
2、 第五节 纵横断面测量 第六节 线路施工测量,初测阶段的测量工作：1、大旗：根据批准的方案报告，结合现场的实际情况，选点插旗（标旗，红白旗），在地面上标定线路的大致位置和走向。2、导线测量：沿着大旗指导的方向，布设导线。经过导线外业观测和内业计算求得初测导线点的坐标，作为施测带状地形图的平面控制。,第一节 初测导线,3、水准点高程测量（基平）：即于初测导线两侧，在未来施工范围以外，每隔2公里左右埋设水准基点，利用水准测量测算其高程，作为全线高程控制。 4、导线中桩高程测量（中平）：以基平水准基点为依据，用水准测量的方法测算出所有初测导线点上的高程，作为施测带状地形图的高程控制。,5、地形测量：
3、以初测导线点为控制，测绘一定宽度的带状地形图，作为纸上定线的依据。,1踏勘选点根据拟定线路方案，在中小比例尺地形图上选择导线点的大致位置，通过现场踏勘，决定导线点的具体位置，并插上红白旗进行标志。,一、初测导线的外业工作,选择点位时注意,尽可能接近线路中线 视野开阔便于观测 土质稳定便于保存 相邻点位间以50400米为宜(采用全站仪或光电测距仪观测导线边长时，导线点的间距可增加到1000米，但应在500米处钉设加桩）根据测绘和专业调查的需要在相邻导线点间钉设加桩。,导线点选定后，应钉设方桩，桩顶与地面齐平，其上用小钉表示导线点位。以线路前进方向为准，于方桩左侧 30-50 厘米处设标志桩（板桩
4、），写明该方桩的初测里程如：CK15+175.42，且面向该方桩。导线上的加桩应钉设板桩，板桩上写明该点的里程，字面朝向线路起点方向。长边上的加点也应钉设方桩和标志桩。,导线转折角（右角）经纬仪或全站仪用测回法观测，精度要求：仪器 测回数 两半测回角值较差的限差J2 1 15J6 1 30导线的边长：可用全站仪、光电测距仪测量。,2导线观测,光电测距：,相邻导线点间的距离和竖直角应往返观测各一测回，导线点到加桩的距离，可只进行往测，但要在相邻导线点上进行检核，两段平距之和与对应导线边长之差不应大于40mm。距离测量一测回应读数两次，两次读数间较差的限差符合表41的规定时取平均值，平均值应加入气
5、象改正。导线边长应采用往测平距，返测平距仅用于检核。,注：mD为仪器的标称精度，N为单向测回数。,表41 光电测距的限差（mm）,导线的起点和终点处以及每延伸不远于30km处，应与国家平面控制点或其它不低于四等的大地点、GPS点进行联系测量，以检核导线测量的精度。导线法联测方法：交会法真北观测（联测困难或缺少方位角条件）（确定导线上一条边的真方位角，以便进行角度测量成果的检核。）,3、联系测量,铁路和公路的初测导线，必须与国家的测量控制点或其它单位的高级控制点进行联测，以构成附合导线检查测量精度。国家标准工程测量规范中, 铁路工程与一般公路工程对初测导线的限差要求基本相同。 新建铁路工程测量规
6、范（以后简称测规），对初测导线的各项限差规定如表42。,二、初测导线的成果检核,注：表中，n为置镜点总数，mD为光电测距仪或全站仪的标称精度，导线长度相对闭合差应为经过两化改正后的值。,表42 铁路初测导线测量限差,附合导线导线两端均附合在高级控制点上。 延伸导线一端或两端均不与高级点联系，仅观测真方位角进行角度测量成果的检核。,1角度闭合差计算,0 导线起始边坐标方位角n 导线终边坐标方位角 导线右角n 角度观测值的个数（包括连接角）,附合导线的角度闭合差计算公式:,n=An 令 0=A0 则,观测真方位角进行角度测量成果的检核.,延伸开口导线:,m 为导线 C0 点到Cn点间的平均纬度l
7、= y ny0 为导线C0点到Cn点间的横坐标差R = 6371 km 为地球的平均半径,子午线收敛角的计算公式:,已知C0、C1边的真方位角 A01651820导线转角个数 n92自C0到C92点横坐标增量 y20.658Km 平均纬度 m 3812导线右角总和 166554835实测C92C93边的真方位角 An694154检核该段导线角度观测成果。,例41某初测导线如图,C0C92 的子午线收敛角 l (yn y0 )20.658（Km）,解,C92C93边坐标方位角的推算值：n0+ n180692945 C92C93边坐标方位角的理论值nAn 693308 角度闭合差 fnn323 限
8、差fF 该段导线角度观测成果符合精度要求。,己知C0点在中央子午线以东12.289 km，起始边C0C1为高级控制点坐标方位角为 01651820其余数据同例41试检核该段导线角度观测成果。,例42,9212.289+20.65832.947km C92点处的子午线收敛角 C92C93边坐标方位角的理论值nAn693209 角度闭合差 fn n224 限差f F 该段导线角度观测成果符合精度要求。,解C92点横坐标概略值,导线长度闭合差：根据已知高级控制点的坐标进行计算。高级控制点：高斯坐标系表示其点位坐标。初测导线的长度：地面上测量。导线长度的检核：改化 改化 导线测量成果 大地水准面 高斯
9、平面 （两化改正）,2.导线长度闭合差的计算与检核,将导线长度归化到大地水准面上。 设地面上两点之间的距离为S,对应的大地水准面上的距离为S0, 由,归化改正：,得,按泰勒级数展开后取至Hm / R的一次项，得,令 H S Hm / R 则 S0S +H,投影改正：,将大地水准面上的长度S0改化到高斯平面上。可按下式计算,式中，H 称为归化改正数；g 称为投影改正数。,某初测导线两端分别与东山三角点和石岗三角点联测，两点的坐标和高程已列入表43中，导线全长17.266km，试计算该导线的相对闭合差。,例43,坐标增量闭合差的计算列入表43中，则经两化改正后，该初测导线的长度闭合差为相对闭合差说
10、明该初测导线观测合格。,解,表43 导线长度闭合差计算表（P.96),其长度闭合差和相对闭合差为将得出该初测导线角度观测不合格的结论。,如果不作两化改正，,1.高斯坐标系：分带坐标系。,三、坐标换带计算,坐标换带：将初测导线两端联测的大地点坐标换算成同一坐标系的坐标。 有时也会将3带与6带的坐标进行相互换算。,X2X1+(m+m1Y1)Y1+xY2Y0+(n +n1Y1 )Y1+y 或 X2X1+m+（m1+m2Y1）Y1 Y1+x Y2Y0+n +（n1 + n2Y1）Y1 Y1+y,2.坐标换带计算的基本公式,式中： X1，Y1 换带前的坐标值，由西带换至东带时,Y1前取正号，由东带换至西
11、带时,Y1前取负号；X2，Y2 换带计算后在邻带坐标系中的坐标值，由西带换至东带 时Y2取负值，由东带换至西带时Y2取正值； m、m1、m2、n、n1、n2 换带系数；Y0换带计算中辅助点的横坐标； Y1Y1Y0 ，Y1取坐标系中应有的符号； x 、y 、x 、y 换带常数，与Y1有关,为了便于进行坐标换带计算，国家有关部门编辑出版了相应的计算表，表44中摘录了3带和6带高斯克吕格坐标换带表的部分内容。,3坐标换带表,4换带计算的方法和步骤用书中P.98-102的算例说明坐标换带计算的方法和步骤。,任务和目的：沿线布设高程控制点，并测定其高程，作为全线的高程控制。 工作内容： 1.水准点布设；
12、 2.水准点高程测量（基平）； 3.导线中桩高程测量（中平）。,4-2 初测高程测量,沿线每隔2km左右布设一个。重点工程地段应根据实际情况增加水准点的密度。尽量设在距线路100米范围内，施工范围以外。水准点可设在不易风化的基岩上或坚固稳定的建筑物上，或埋设混凝土水准点。水准点应统一编号，并冠以“BM”，以示水准点。布设在岩石上的水准点应凿成凸出的球面，外刻凹槽圆圈并加填红油漆。建筑物基础、顶面或凸边上的水准点，其表面为坚实、光洁的水平面时，应在周围凿刻矩形凹槽并加填红油漆。,一、水准点布设,1. 水准测量： 水准仪 精度应不低于DS3级， 水准尺 宜用整体式标尺，观测 相邻两点间一组往返观测
13、或两组并测 限差R单程路线长度的公里数 视线长度 一般不大于150米,二、水准点高程测量,与高级控制点构成附和水准路线h1 h2 hn R1 R2 Rn2. 光电测距三角高程测量：可与平面导线测量合并进行。水准点的设置要求、闭合差限差和检测限差均与水准测量相同。,水准点光电测距三角高程测量的技术要求,检核每个测段往返测闭合差：,R测段长度（km）(2) 检核每条附和水准路线高程测量闭合差：,3.精度评定,h 各段平均高差；L附和路线长度（km）。,（3）评定每条水准路线的精度。用每千米水准测量的偶然中误差m衡量, 测段往返测高差不符值（mm）R 测段长度（km）n 测段数。,已知某条初测水准测
14、量线路两端高级控制点间的高差为42.381米，各段路线长度、往返测高差观测值如表47 所列，检核该水准测量成果是否在允许闭合差范围内，并计算该水准路线每千米水准测量的偶然中误差。,例45,在下列水准测量平差表中进行计算。,解,（1）附合路线闭合差 fhh （H终 H始）+125（mm） 闭合差的限差 Fh30 157 （mm）fhFh（2）每千米高程观测偶然中误差,成果检核：,任务：以基平水准基点为依据，测定所有导线点和加桩的高程，作为施测带状地形图的高程控制。 1、使用仪器：水准仪不低于S10级。 2、作业方法：单程观测，但应起闭于水准点构成附合路线。导线点必须作为转点，其高程应取位至mm。 亦可采用光电三角高程测量，与平面导线和水准点高程测量同时进行。,三、导线中桩高程测量,单独进行中桩高程测量时，附合路线的闭合差应不大于表48的规定。,注：K 为相邻水准点间水准路线长度；L 为附合水准路线长度；D为光电测距边的长度。K、L、D均以 Km 为单位。,任务：测绘1:20001:5000带状地形图1、测绘宽度：平坦地区 初测导线两侧200-300m丘陵地区 初测导线两侧150-200m山区 根据实际情况酌减2、测绘方法经纬仪视距法全站仪数字化测图法,
