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1、黄河水利职业技术学院任务二任务二任务二任务二 中线测量中线测量中线测量中线测量项目三项目三项目三项目三 线路测量线路测量线路测量线路测量2-1 概述道路中线测量是把图纸上设计好的道路中心线在地面上标道路中线测量是把图纸上设计好的道路中心线在地面上标定出来，供设计和施工之用。定出来，供设计和施工之用。即通过即通过直线和曲线直线和曲线的测设，将道路中线的平面位置具体地的测设，将道路中线的平面位置具体地敷设到地面上去，并标定出其里程，供设计和施工之用。敷设到地面上去，并标定出其里程，供设计和施工之用。中线测量包括：中线各交点中线测量包括：中线各交点(JD)(JD)和转点和转点(ZD)(ZD)测设，量
2、距和测设，量距和钉桩，测量路线各偏角钉桩，测量路线各偏角()()，测设圆曲线等。，测设圆曲线等。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设一、交点的测设一、交点的测设在路线测设时，应先定出路线导线的转折点，称为交点交点。交点的测设方法： 1.放点穿线法：利用图上测图导线点与纸上定线之间的角度、距离关系，作为测设数据，将路线导线放于实地上。（1 1）放点：）放点：一条直线应放三个以上临时点，采用极坐标和支距法。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设v一、交点的测设一、交点的测设1.放点穿线法：（1 1）放点）放点（2 2）穿线：）穿线：用目估或经纬仪，使直线穿过或靠近放出的临时点
3、，最后定出二转折点桩。 （3 3）交点：）交点：打“骑马桩”定交点。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设v一、交点的测设一、交点的测设2.拨角放线法：根据纸上定线的交点坐标，反算直线长度和坐标方位角，以及转角，利用这些数据在现场测设交点。这种方法有累积误差，故每隔一段距离应与测图导线联测校核调整。3.坐标放样法：交点坐标在地形图上确定以后，利用测图导线按全站仪坐标放样法将交点直接放样在地面上。这种方法外业工作更快，由于利用测图导线放点，故无误差累积现象。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设v二、转点的测设二、转点的测设ZDZD为粗略定出的转点位置。将经纬仪置于为粗略定出
4、的转点位置。将经纬仪置于ZDZD，用正倒镜，用正倒镜分中法延长直线分中法延长直线JD5ZDJD5ZD于于JD6JD6。若。若JD6JD6与与JD6JD6重合或量重合或量取的偏差在路线容许移动的范围内，则转点位置即为取的偏差在路线容许移动的范围内，则转点位置即为ZDZD，这时应将这时应将JDJD6 6移至移至JDJD6 6，并在桩顶上钉上小钉表示交点位置。，并在桩顶上钉上小钉表示交点位置。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设v二、转点的测设二、转点的测设当偏差超过容许范围或当偏差超过容许范围或JD6JD6不许移动时，则须重新设置转点。不许移动时，则须重新设置转点。设设e e为为ZDZ
5、D应横向移动的距离，仪器在应横向移动的距离，仪器在ZDZD用视距测量方法用视距测量方法测出距离测出距离a a、b b，则，则 将将ZDZD沿偏差的相反方向横移至沿偏差的相反方向横移至ZDZD。将仪器移至。将仪器移至ZDZD，延长直，延长直线线JD5ZDJD5ZD看是否通过看是否通过JD6JD6或偏差小于容许值，否则应再次设或偏差小于容许值，否则应再次设置转点，直至符合要求为止。置转点，直至符合要求为止。2-2 2-2 交点和转点的测设交点和转点的测设v二、转点的测设二、转点的测设设置似前2-3 2-3 路线转角的测定和里程桩设置路线转角的测定和里程桩设置一、路线转角的测定一、路线转角的测定转角
6、：转角：交点处后视线的延长线与前视线的夹角，以表示 。转角有左右之分，位于延长线右侧的，为右转角右转角；位于延长线左侧的，为左转角左转角。在路线测量中，转角通常是通过观测路线右角（测回法）计算求得。 2-3 2-3 路线转角的测定和里程桩设置路线转角的测定和里程桩设置一、路线转角的测定一、路线转角的测定右角的测定方法：采用右角的测定方法：采用测回法测回法观；观；限差要求：高速公路、一级公路限差为限差要求：高速公路、一级公路限差为2020秒以内，秒以内， 二级及二级以下公路限差为二级及二级以下公路限差为6060秒以内。秒以内。夹角的分角线测设夹角的分角线测设为了保证测角的精度，还须进行为了保证测
7、角的精度，还须进行 路线角度闭合差的检核路线角度闭合差的检核 项目三项目三 线路测量线路测量任务二：中线测量任务二：中线测量二、里程桩设置二、里程桩设置 在钉桩时，对于交点桩、转点桩、距线路起点每隔500m处的整桩、重要地物加桩(如桥、隧道位置桩)，以及曲线主点桩等，都要打下方桩方桩，桩顶露出地面约20cm，在其旁边钉一指示桩，指示桩为板桩指示桩为板桩。交点桩的指示桩应钉在曲线圆心和交点连线外距交点20cm的位置，字面朝向交点。曲线主点的指示桩字面朝向圆心。其余的里程桩一般使用板桩，一半其余的里程桩一般使用板桩，一半露出地面，以便书写桩号，字面一律背向线路前进方向露出地面，以便书写桩号，字面一
8、律背向线路前进方向。项目三项目三 线路测量线路测量在地面上标定线路的平面位置通常用木桩：在地面上标定线路的平面位置通常用木桩：1.方方桩桩：用用做做线线路路中中心心的的控控制制桩桩(起起点点桩桩、终终点点桩桩、ZD桩桩、曲曲线线控控制制桩桩等等),打打入入地地下下顶顶部部与与地地面面平平齐齐,并并在在桩桩面面上上钉钉一一小小钉钉,以表示线路中心的位置以表示线路中心的位置,见见图图2-22.板桩：板桩：用做用做标志桩标志桩和和里程桩里程桩。标标志志桩桩：标标志志线线路路的的控控制制桩桩，在在线线路路前前进进方方向向左左侧侧约约0.3m处处打打一一板板桩桩,露露出出地地面面十十来来厘厘米米，用用红
9、红油油漆漆写写明明控控制制桩桩的的名名称称及及里程。见里程。见图图2-2项目三项目三 线路测量线路测量l里里程程桩桩(百百米米桩桩、公公里里桩桩、曲曲线线桩桩等等)标标志志线线路路中中心心位位置置。里里程程：是是指指该该点点离离线线路路起起点点的的距距离离,通通常常以以线线路路起起点点为为K。图图2-2中中的的主主桩桩为为直直线线上上的的一一个个转转点点(ZD)，它它的的编编号号为为31；里里程程为为K ，K 3表表示示3km；表表示示公公里里以以下下的的米米数数,即即注注明明此此桩桩离离开开线线路路起起点点的的距距离离为为3402.31m。图图2-22-3 2-3 路线转角的测定和里程桩设置
10、路线转角的测定和里程桩设置v二、里程桩设置二、里程桩设置 从线路起点沿线路经过的长度，称为里程里程；把里程表示为整公里数+不足整公里米数的形式以区别线路上不同的点，称为里程桩号里程桩号，例如：K4+100。1道路中线测量的基本要求 中桩间距表中桩间距表 表表2-12-1 直线（m）曲线（m）平原微丘区山岭重丘区不设超高的曲线R6060R30R30502525201052-3 2-3 路线转角的测定和里程桩设置路线转角的测定和里程桩设置v二、里程桩设置二、里程桩设置 2里程桩设置里程桩分整桩整桩和加桩加桩。整桩是由线路起点开始，每隔20m或50m设置一桩，加桩分地形加桩地形加桩、地物加桩地物加桩
11、、曲线加桩曲线加桩和关关系加桩系加桩,其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。2-3 2-3 路线转角的测定和里程桩设置路线转角的测定和里程桩设置v二、里程桩设置二、里程桩设置 2里程桩设置平曲线主点名称及缩写表平曲线主点名称及缩写表表表2-4名 称简 称汉语拼音缩写英语缩写交点JDIP转点ZDTP圆曲线起点直圆点ZYBC圆曲线中点曲中点QZMC圆曲线终点圆直点YZEC公切点GQCP第一缓和曲线起点直缓点ZHTS第一缓和曲线终点缓圆点HYSC第二缓和曲线起点圆缓点YHCS第二缓和曲线终点缓直点HZST2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设根据线路偏角根据线路偏角、圆曲线半径、圆曲线
12、半径R R计算测设数据进行放样。计算测设数据进行放样。测设分测设分两步两步进行，先测设圆曲线的三个主点（直圆点进行，先测设圆曲线的三个主点（直圆点ZYZY、曲、曲中点中点QZQZ和圆直点和圆直点YZYZ），再详细测设圆曲线上按规定桩距各副），再详细测设圆曲线上按规定桩距各副点点( (中桩点中桩点) )。2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v一、圆曲线测设元素的计算一、圆曲线测设元素的计算2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v二、圆曲线主点测设二、圆曲线主点测设1 1主点里程的计算主点里程的计算 u注意：YZ=JD+T-D2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v二、圆曲线主点测设二、圆曲线主点测设
13、例例1 1 已知某交点的里程为，测得转角，已知某交点的里程为，测得转角，拟定圆曲线半径拟定圆曲线半径R=300mR=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：解：计算圆曲线测设元素计算圆曲线测设元素2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v二、圆曲线主点测设二、圆曲线主点测设例例1 1 已知某交点的里程为，测得转角，已知某交点的里程为，测得转角，拟定圆曲线半径拟定圆曲线半径R=300mR=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：解：计算主点桩里程计算主点桩里程 JD-）TK3+182.7668.71ZY+)LK3+114.051
14、35.09YZ-)L/2K3+249.1467.54QZ+)D/2 K3+181.60 1.16JD K3+182.76（校核）（计算无误）2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v二、圆曲线主点测设二、圆曲线主点测设1 1主点里程的计算主点里程的计算2 2主点的测设主点的测设（1 1）ZYZY点：点：将经纬仪置于交点将经纬仪置于交点JDJDi i上，望上，望远镜照准后交点远镜照准后交点JDJDi-1i-1或此方向上的转点，或此方向上的转点，自交点自交点JDJDi i沿此方向量取切线长沿此方向量取切线长T T，即得圆，即得圆曲线起点曲线起点ZYZY；量取；量取ZYZY到最近一个直线桩的到最近一个直
15、线桩的距离与两桩号之差比较，不应超过限值，最后打桩。距离与两桩号之差比较，不应超过限值，最后打桩。（2 2）YZYZ点：点：将望远镜照准前交点将望远镜照准前交点JDJDi+1i+1或此方向上的转点，或此方向上的转点，往返量取切线长往返量取切线长T T，得圆曲线终点，打下，得圆曲线终点，打下YZYZ桩。桩。（3 3）QZQZ点：点：沿分角线方向量取外距沿分角线方向量取外距E E，打下，打下QZQZ桩。桩。这三个主点规定用方桩加钉小钉标志点位。这三个主点规定用方桩加钉小钉标志点位。 2-5 圆曲线的详细测设圆曲线的详细测设一、偏角法测设圆曲线一、偏角法测设圆曲线l曲曲线线点点：对对圆圆曲曲线线进进
16、行行加加密密，详详细细测测设设定定出出曲曲线线点点。圆圆曲曲线线的的主主点点ZY、QZ、YZ定定出出后后,为为在在地地面面上上标标定定出出圆圆曲曲线线的的形状形状,还必须还必须进行的工作。进行的工作。l曲线点的间距：曲线点的间距：一般规定一般规定, R150m时时曲线点的间距为曲线点的间距为2Om，50mR150m时时曲线点的间距为曲线点的间距为10m。R400m时，时，不考虑弦弧差的影响。不考虑弦弧差的影响。例例:按前面算例按前面算例,要求在圆曲要求在圆曲线上每线上每20m测设一曲线点。测设一曲线点。己知：己知：ZY的里程的里程K37+553.24,QZ的里程：的里程：K37+796.38,
17、R=500m,如如图图2-6。正正拨拨：偏偏角角增增加加的的方方向向与与水水平平度度盘盘读读数数增增加加方方向向一一致致，即即顺时针方向旋转拨角。顺时针方向旋转拨角。1）测测站站设设在在ZY点点,以以切切线线ZY JD为为零零方方向向,由由ZYQZ正拨偏角正拨偏角。图图2-6第第1点的偏角所对应的曲线长为点的偏角所对应的曲线长为6.76m,按公式按公式(2-2)算算,第第1点的偏角值：点的偏角值：1=2315。曲线长曲线长20m的偏角值：的偏角值：=10845,第第2点的偏角值：点的偏角值：2=1+=13200；第第3点的偏角值：点的偏角值：3=1+2；第第i点的偏角值：点的偏角值：i=1+（
18、i-1）；QZ的偏角值：的偏角值：QZ=1+（i-1）+2 =135551=(检核！检核！),2为为点点到到QZ点点的分弦偏角的分弦偏角。1）测测站站设设在在ZY点点,以以切切线线ZYJD为为零零方方向向,由由ZYQZ正拨偏角。正拨偏角。（图图2-6） 计算时应按里程列表计算各点的偏角值（如表计算时应按里程列表计算各点的偏角值（如表计算时应按里程列表计算各点的偏角值（如表计算时应按里程列表计算各点的偏角值（如表2-12-1） 表表2-1偏角计算表偏角计算表（正拨）（正拨）反拨反拨反拨反拨：偏角增加的方向与水平度盘读数增加方向偏角增加的方向与水平度盘读数增加方向偏角增加的方向与水平度盘读数增加方
19、向偏角增加的方向与水平度盘读数增加方向相反相反相反相反，即逆时针方向旋转拨角。，即逆时针方向旋转拨角。，即逆时针方向旋转拨角。，即逆时针方向旋转拨角。2）测测站站设设在在YZ点点,以以切切线线YZ-JD为为零零方方向向,反反拨拨测测设设YZQZ间间的的曲曲线点，如线点，如图图2-7。类类似似上上述述计计算算方方法法,按按里里程程列列出出各各点点的的偏偏角角值值为为360i(如如表表2-2)。图图2-7表表2-2偏角计算表偏角计算表（反拨）（反拨）360-i3. 3. 测设方法测设方法测设方法测设方法以测站设在以测站设在ZY点为例（点为例（如如图图2-6）。）。（1）置镜于）置镜于ZY点上点上,
20、后视后视JD点方向，度盘配为点方向，度盘配为00000；（2）转转动动照照准准部部“正正拨拨”偏偏角角1(=2315）;在在视视线线上上用用钢钢尺量出弦长尺量出弦长6.76m,插一测钎插一测钎,定出曲线点定出曲线点1；（3）转转动动照照准准部部,“正正拨拨”偏偏角角2（=13200）；同同时时用用钢钢尺尺自自曲曲线线点点1起起量量,以以20m分分划划处处与与准准望望远远镜镜视视线线相相交交,在在交交点处插一测钎，定出曲线点点处插一测钎，定出曲线点2；（4）拔拔去去1点点的的测测钎钎,在在地地面面点点1处处打打入入一一板板桩桩，桩桩上上用用红红油油漆漆写明其里程。写明其里程。（5）同同法法,继继
21、续续前前进进定定出出曲曲线线点点3、4，一一直直测测设设到到曲曲中中（QZ）点。）点。检查检查:置置镜镜于于YZ点点,(如如图图2-7),测测设设另另一一半半曲曲线线,偏偏角角要要反反拨拨：逆逆时时针针方方向向转转动动照照准准部部，使使度度盘盘读读数数为为360- i 。检查检查：弦长丈量是从点到点如弦长丈量是从点到点如:YZ-1,1-2,2-3i-QZ在在QZ点的总偏角为点的总偏角为:应应检检核核所所测测设设的的QZ点点点点位位是是否否闭闭合合,如如超超限限,须及时检查原因须及时检查原因,重新测设。重新测设。项目三项目三 线路测量线路测量YZRO长弦偏角法细部点测设长弦偏角法细部点测设：曲线
22、较长，地形变化较大：曲线较长，地形变化较大ZYJD第一个点第一个点第二个及第二个及以后的点以后的点检核（检核（YZYZ）A已知：偏角已知：偏角、半径、半径R R 、JDJD里程、桩距里程、桩距任务二 中线测量项目三项目三 线路测量线路测量YZROJDZY4. 4. 测设数据计算举例测设数据计算举例【解】【解】采用长弦偏角法计算 ：JDJD里程里程ZYZY点里程点里程细部点里程细部点里程偏角和弦长偏角和弦长P1P2任务二 中线测量项目三项目三 线路测量线路测量YZOJDZY横向闭合差（半径方向）：横向闭合差（半径方向）：纵向闭合差（切线方向）：纵向闭合差（切线方向）：能否进行反拨，应该拨多大角度
23、？曲线左偏时如何测设？能否进行反拨，应该拨多大角度？曲线左偏时如何测设？任务二 中线测量二、切线支距法测设圆曲线二、切线支距法测设圆曲线 （切切线线支支距距法法适适用用于于地地势势较较平平坦的地区）坦的地区）1测测设设原原理理：切切线线支支距距法法即即直直角坐标法。角坐标法。(1)切线坐标系：见切线坐标系：见图图2-8坐坐标标原原点点：曲曲线线起起点点ZY或或曲曲线线终点终点YZ； x轴轴：ZY或或YZ到到JD的切线方向；的切线方向； y轴轴：过：过ZY或或YZ与切线垂线的与切线垂线的方向，即圆心方向。方向，即圆心方向。图图2-8（2 2 2 2）曲线点直角坐标的计算：）曲线点直角坐标的计算：
24、）曲线点直角坐标的计算：）曲线点直角坐标的计算：如如图图2-8,曲线点的直角坐标（曲线点的直角坐标（x,y）为：）为：式式中中:R为为圆圆曲曲线线半半径径，Li为为曲曲线线点点i至至ZY（或或YZ）的的曲曲线线长长，一一般般定定为为10m、20m、3Om，即即每每10m一一桩桩。根根据据R及及Li值，即可计算相应的值，即可计算相应的xi，yi 。（2-32-3）图图2-8切线支距原理切线支距原理图图2-9切线支距法测设圆曲线切线支距法测设圆曲线2 2测设方法测设方法: :以以图图2-92-9为例，设在圆曲线上每为例，设在圆曲线上每10m10m测设一点。测设一点。 （1 1）先沿切线上每）先沿切
25、线上每1Om1Om量一点量一点, ,将半个曲线长度测将半个曲线长度测设完毕；设完毕； （2 2）于每）于每10m10m处处回量回量Li-xi，可得各曲线点在可得各曲线点在X X轴上轴上的投影的投影, ,即各曲线点的即各曲线点的X X值；值； （3 3）过各曲线点在）过各曲线点在X X轴上的投影点做切线的垂直方轴上的投影点做切线的垂直方向，并在垂直方向上向，并在垂直方向上量取量取yi, ,即测设出圆曲线的各点。即测设出圆曲线的各点。直角的测设方法：直角的测设方法：用方向架或经纬仪拨直角测设用方向架或经纬仪拨直角测设 y轴轴方向。方向。2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、
26、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法切线支距法是以圆曲线的起点ZY或终点YZ为坐标原点，以切线为x轴，过原点的半径方向为y轴，建立直角坐标。按曲线上各点坐标x、y设置曲线。xy2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法例例2 2 例例1 1若采用切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩若采用切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩坐标。坐标。2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设0000000014444+24053355+22092306+20084633+16045722+1
27、4010811+12000000000（m）（m）圆心角（） 各桩至ZY或YZ的曲线长度（li） 桩 号切线支距法计算表切线支距法计算表2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法测设步骤测设步骤从从ZYZY（或（或YZYZ）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取 P Pi i的的横坐标横坐标x xi i ，得垂足，得垂足N Ni i 。在各垂足在各垂足N Ni i上用方向架定出垂直方向，量取纵坐标上用方向架定出垂直方向，量取纵坐标y yi i，即，即可定出可定出P Pi i点。点。曲线上各点设置完毕
28、后，应量取相邻各桩之间的距离，与曲线上各点设置完毕后，应量取相邻各桩之间的距离，与相应的桩号之差作比较，且考虑弧弦差的影响，若较差均在相应的桩号之差作比较，且考虑弧弦差的影响，若较差均在限差之内，则曲线测设合格；否则应查明原因，予以纠正。限差之内，则曲线测设合格；否则应查明原因，予以纠正。 2-62-6圆曲线加缓和曲线及其主点测设圆曲线加缓和曲线及其主点测设一、缓和曲线的概念一、缓和曲线的概念1、为什麽要加入缓和曲线、为什麽要加入缓和曲线？(1)在在曲曲线线上上高高速速运运行行的的列列车车会会产产生生离离心心力力,为为克克服服离离心心力力的的影影响响，铁铁路路在在曲曲线线部部分分采采用用外外轨
29、轨超超高高的的办办法法,即即把把外外轨轨抬抬高高一一定定数数值值.使使车车辆辆向向曲曲线线内内倾倾斜斜,以以平平衡衡离离心心力力的的作作用用,从从而而保保证证列列车安全运行。车安全运行。图图2-10(a).(b）为采用外轨超高前、后的情况。）为采用外轨超高前、后的情况。(2)由于车辆的构造要求由于车辆的构造要求,内轨需加宽内轨需加宽(图图2-11)外外轨轨超超高高和和内内轨轨加加宽宽都都是是逐逐渐渐完完成成,这这就就需需要要在在直直线线与与圆圆曲曲线线之之间间加加设设一一段段过过渡渡曲曲线线缓缓和和曲曲线线，其其曲曲率率半半径径 从从逐逐渐渐变化到圆曲线的半径变化到圆曲线的半径R 。 图图2-
30、10外轨超高外轨超高图图 2-11 2-11 内轨加宽内轨加宽 图图2-12 2-12 缓和曲线的设置缓和曲线的设置2 2 2 2、缓和曲线必要的前提条件（性质）：、缓和曲线必要的前提条件（性质）：、缓和曲线必要的前提条件（性质）：、缓和曲线必要的前提条件（性质）：在在此此曲曲线线上上任任一一点点P 的的曲曲率率半半径径与与曲曲线线的的长长度度l成成反反比比,如如图图2-12所示所示,以公式表示为：以公式表示为： 1 l 或或 l = C (2-4)式中式中:C为常数为常数,称曲线半径变更率称曲线半径变更率。当当l=l0 时，时，= R，按（，按（2-4）式，应有）式，应有 C = l= R
31、l0 (2-5)符符合合这这一一前前提提条条件件的的曲曲线线作作为为缓缓和和曲曲线线，常常用用的的有有辐辐射射螺螺旋线及三次抛物线，我国采用辐射螺旋线旋线及三次抛物线，我国采用辐射螺旋线。3、加入缓和曲线后的铁路曲线示意图、加入缓和曲线后的铁路曲线示意图（见（见图图2-J）图图2-J二、缓和曲线方程二、缓和曲线方程二、缓和曲线方程二、缓和曲线方程1、加加入入缓缓和和曲曲线线后后的的切切线线坐坐标标系系（如如图图2-13）坐标原点：坐标原点：以直缓以直缓(ZH)点或缓直点或缓直(HZ)点为原点点为原点；X坐坐标标轴轴：直直缓缓(ZH)点点或或缓缓直直(HZ)点点到到交交点点（JD）的的切切线线方
32、方向；向；Y坐标轴：坐标轴：过直缓过直缓(ZH)点或缓直点或缓直(HZ)点与切线垂直的方向。点与切线垂直的方向。根根据据缓缓和和曲曲线线必必要要的的前前提提条条件件推推导导出出缓缓和和曲曲线线上上任任一一点点的坐标的坐标x、y为为2、缓和曲线方程式、缓和曲线方程式:图图2-13 设为缓和曲线上任一点设为缓和曲线上任一点P 的切线角；的切线角；x、y 为为P点的坐标；点的坐标； 为为P 点上曲线的曲率半径；点上曲线的曲率半径；R 为圆曲线的曲率半径为圆曲线的曲率半径l 为为从从ZH点点到到P 点点的的缓缓和和曲曲线线长长；l0为为从从ZH点点到到HY点点的的缓缓和和曲线总长；曲线总长；x0、y0
33、 为为HY点的坐标；点的坐标； 0 为为HY点点 的切线角的切线角(总总)实际应用时实际应用时,舍去高次项舍去高次项,代入代入C=Rl0 ，采用下列公式：采用下列公式：式中：式中： l 为缓和曲线上任一点为缓和曲线上任一点P 到直缓（到直缓（ZH）点的曲线长；）点的曲线长； R 为圆曲线半径；为圆曲线半径； l0为缓和曲线总长度。为缓和曲线总长度。(2-6)2、缓和曲线方程式、缓和曲线方程式:当当当当l l= =l l0 0时，则时，则时，则时，则x x= =x x0 0, ,y y= =y y0 0, ,代入（代入（代入（代入（2-62-6）式）式）式）式, ,得：得：得：得：3 3、缓圆缓
34、圆缓圆缓圆( ( ( (HY HY HY HY ) ) ) )点或圆缓点或圆缓点或圆缓点或圆缓( ( ( (YH YH YH YH ) ) ) )点的坐标点的坐标点的坐标点的坐标: : : :注意：当线路为高速铁路时，计算缓和曲线注意：当线路为高速铁路时，计算缓和曲线点的坐标应多取一项。点的坐标应多取一项。(2-7)三、缓和曲线常数三、缓和曲线常数1、缓和曲线的插入、缓和曲线的插入前提条件：前提条件：转向角不变，即直线的方向不变。转向角不变，即直线的方向不变。插入的方法：插入的方法：（1）圆曲线半径不变，圆心内移；铁路曲线采用。）圆曲线半径不变，圆心内移；铁路曲线采用。（2）圆心不动，圆曲线半
35、径变小；公路曲线采用。）圆心不动，圆曲线半径变小；公路曲线采用。不论哪种方法插入，所用数学公式都一样。不论哪种方法插入，所用数学公式都一样。图图2-14（b）是是没没有有加加设设缓缓和和曲曲线线的的圆圆曲曲线线。为为了了在在圆圆曲曲线线与与直直线线之之间间加加入入一一段段缓缓和和曲曲线线l0，原原来来的的圆圆曲曲线线需需要要在在垂垂直直于于其其切切线线的的方方向向移移动动一一段段距距离离p，因因而而圆圆心心就就由由O移移到到O1，而而原原来来的的半半径径R 保持不变，如图保持不变，如图2-14（a）。）。图图2-14 由由图图中中可可看看出出, , 1 1）圆圆心心由由O O移移动动到到O O
36、1 1，O-OO-O1 1在在过过O O1 1点点到到切切线线垂垂线线上上的的投投影影为为P P：P P = = OOOO1 1cos cos ；2 2）加加入入了了两两个个缓缓和和曲曲线线长长l l0 0 , , 圆圆曲曲线线L L0 0变变短短了了, ,整整个个曲曲线线变变长长了了。 3 3）切切线线变变长长了了；4 4）曲曲线线的的主主点点有有五五个个：直直缓缓点点（ZHZH）、缓缓圆圆点点( (HYHY) )、曲曲中中点点( (QZQZ) )、圆圆缓缓点点( (YHYH) )、缓直点、缓直点( (HZHZ) )。2 2、缓和曲线常数：、缓和曲线常数：、缓和曲线常数：、缓和曲线常数： （
37、见（见（见（见图图图图2-14J2-14J） 0、 0、m、p、x0、y0 统称为缓和曲线常数：统称为缓和曲线常数：1）缓缓和和曲曲线线的的总总切切线线角角 0 ：即即在在HY（YH）的的切切线线与与直直缓缓点点ZH（HZ）的的切切线线交交角角,亦亦即即圆圆曲曲线线HYYH两两端端各各延延长长部部分分所对应的圆心角。所对应的圆心角。2）缓缓和和曲曲线线总总偏偏角角 0：即即从从(ZH)测测设设（HY）或或从从(HZ)测测设设(YH)的偏角。的偏角。3）切切垂垂距距m：即即ZH(HZ)至至自自O1向向ZH（HZ）的的切切线线作作垂垂线线之之垂足的距离。垂足的距离。4）圆曲线移动量（圆曲线移动量（
38、内移距内移距）p：即垂线长与圆曲线半径即垂线长与圆曲线半径R之差。之差。5）YH点点（HY）坐标）坐标x0、y0 ：图图2-4Jx0、y0、 0、 0、p、m、计算式为：、计算式为：（2-8）(2-7) 根根据据R及及l0 ，缓缓和和曲曲线线常常数数可可按按上上式式直直接接计计算算，也也可可以以在在曲曲线线表表中的中的缓和曲线常数表缓和曲线常数表中以中以R及及l0 为引数查取。摘录如为引数查取。摘录如:表表2-42-4缓和曲线常数表缓和曲线常数表例例例例2-32-32-32-3： R R R R=500m,=500m,=500m,=500m, l l l l0 0 0 0=60m=60m=60
39、m=60m, , , ,求缓和曲线常数。求缓和曲线常数。求缓和曲线常数。求缓和曲线常数。根据根据(2-7)、(2-8)式计算得：式计算得：(也可直接从也可直接从表表2-4查得查得)。四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设四、圆曲线加缓和曲线的综合要素及主点测设1圆曲线加缓和曲线的综合要素圆曲线加缓和曲线的综合要素（如（如图图2-14J）切切线线长长T；曲曲线线长长L(包包括括圆圆曲曲线线长长L0及及两两倍倍缓缓和和曲曲线线长长2l0);外外矢矢距距E0;切切曲曲差差q(两两倍倍切切线线长长与与曲线长之差曲线长之差
40、)l计算法：计算法：（综合要素（综合要素T、L、E0、等的计算公式）等的计算公式）2 2、计算主点里程、计算主点里程、计算主点里程、计算主点里程已知：已知：ZH点里程为，则有：点里程为，则有：检核：检核：3 3 3 3主点测设主点测设主点测设主点测设 见见见见图图图图2-J2-J2-J2-J 1）ZH点（或点（或HZ点）、点）、QZ点点HY（YH）点的测设方法：）点的测设方法：置置镜镜JD：A、后后视视直直线线的的ZD点点，在在视视线线上上钢钢尺尺量量取取T得得ZH点点；再量取（再量取（T-x0）得）得HY点在切线上的垂足点在切线上的垂足1,打桩钉小钉；打桩钉小钉；B、后后视视直直线线的的ZD
41、点点，在在视视线线上上钢钢尺尺量量取取T得得HZ点点；再量取（再量取（T-x0）得）得YH点在切线上的垂足点在切线上的垂足2,打桩钉小钉；打桩钉小钉；C、后后视视直直线线的的ZD点点，定定出出的的方方向向线线，钢钢尺尺量取量取E0 定出定出QZ点，打桩钉小钉。点，打桩钉小钉。置镜置镜1点（点（2点）：点）：后后视视切切线线方方向向精精测测直直角角钢钢尺尺丈丈量量y0 ，打打桩桩钉钉小小钉钉，定定出出HY点（或点（或YH点）。点）。 2）注意：注意：测测设设曲曲线线点点前前，应应先先在在ZH或或HZ点点安安置置经经纬纬仪仪，核核对对HY或或YH点的偏角点的偏角0是否正确。是否正确。图图2-J 主
42、点测设主点测设 1）置镜置镜JD：定出定出ZH、QZ、HZ、1、2点；点；2）置镜置镜1点（点（2点）：点）：定出定出HY、YH点。点。精度要求同圆曲线精度要求同圆曲线.一、一、偏角法测设圆曲线加缓和曲线偏角法测设圆曲线加缓和曲线用偏角法测设曲线用偏角法测设曲线,缓和曲线与圆曲线的偏角一般是分别计算的。缓和曲线与圆曲线的偏角一般是分别计算的。1、偏角法测设缓和曲线部分、偏角法测设缓和曲线部分用用偏偏角角法法测测设设缓缓和和曲曲线线时时,将将缓缓和和曲曲线线l0分分为为N等等份份,如如图图2-18所示所示:每段曲线长每段曲线长K=l0/N=10米米, 即每即每10m测设一点。测设一点。各曲线点的
43、偏角为各曲线点的偏角为:1,2,N(=0)。1）测设要素：）测设要素：曲线长曲线长l=10米，米，代之以弦长；代之以弦长；偏角：偏角：1,2,N(=0)。2-7 2-7 圆曲线加缓和曲线的详细测设圆曲线加缓和曲线的详细测设 2 2 2 2）偏角计算公式）偏角计算公式）偏角计算公式）偏角计算公式l原理：设缓和曲线上任一点原理：设缓和曲线上任一点A的偏角为的偏角为（ 很小）：很小）：3)3)3)3)缓和曲线上偏角的特性：缓和曲线上偏角的特性：缓和曲线上偏角的特性：缓和曲线上偏角的特性：l从从ZH点测设点测设A点的点的偏角偏角为为，l从从A点测设点测设ZH点的偏角为点的偏角为b，b反偏角，反偏角，l
44、而而A点的点的切线角切线角为为 + b+180- =180 + b= 又又 =3 b= 3 - =2 ； 结论：见结论：见4)2-18图图、缓和曲线上同一段弧的正反偏角与切线角的关系为：、缓和曲线上同一段弧的正反偏角与切线角的关系为：A b =1 2 3 同样：同样： 0 b0 0=1 2 3 B、缓和曲线上正偏角与测点到缓和曲线起点的曲线长的缓和曲线上正偏角与测点到缓和曲线起点的曲线长的平方成正比：平方成正比：i 1 = =li2 l12 即：即：1 2 3 n= l12 l22 l32 ln2 5 5）偏角计算：）偏角计算：）偏角计算：）偏角计算：l查表计算：查表计算：第六表缓和曲线偏角表
45、。第六表缓和曲线偏角表。.见三册见三册以以R和和l0 与与弧长弧长l为引数查取为引数查取 1 2 n ）置镜）置镜）HZ（ZH注：只能纵向查最左一列（在注：只能纵向查最左一列（在 l公式计算步骤：公式计算步骤：例：设例：设例：设例：设R=500mR=500mR=500mR=500m，l l l l0 0 0 0=60m=60m=60m=60m，N=6N=6N=6N=6，即每分段曲线长，即每分段曲线长，即每分段曲线长，即每分段曲线长l l l l1 1 1 1=10m=10m=10m=10m，ZHZHZHZH点点点点里程为里程为里程为里程为K K K K，求算各点的偏角。，求算各点的偏角。，求算
46、各点的偏角。，求算各点的偏角。 解解解解 按前面步骤计算：按前面步骤计算：按前面步骤计算：按前面步骤计算：各点偏角值列表计算如表各点偏角值列表计算如表2-72-7表表2-8 2-8 缓和曲线偏角表缓和曲线偏角表表表2-6 2-6 各点的偏角值计算各点的偏角值计算6 6 6 6）缓和曲线测设：缓和曲线测设：缓和曲线测设：缓和曲线测设：如如图图2-J1lZH不：后视后视JD，配盘，配盘0 0 00 ，l先拨角先拨角0 （此图为反拨）核对（此图为反拨）核对HY点是否在视线方点是否在视线方向上。向上。l拨角拨角1，以以起点起点（ZH）量取）量取10米弦长与视线相交米弦长与视线相交,定出曲线点定出曲线点
47、1点点l拨角拨角2，以以1点点为圆心，为圆心，10米弦长为半径与视线相米弦长为半径与视线相交交,定出曲线点定出曲线点2点。同理得点。同理得3 N点点l拨角拨角N，以以N-1点点为圆心，为圆心，10米弦长为半径与视线米弦长为半径与视线相交相交,定出曲线点定出曲线点N（HY）。）。 并检核是否落在主点并检核是否落在主点（HY）上。上。 图图2-J1 缓和曲线测设（反拨）缓和曲线测设（反拨）2 2 2 2、偏角法测设圆曲线部分、偏角法测设圆曲线部分、偏角法测设圆曲线部分、偏角法测设圆曲线部分 （如如如如图图图图2-J2-J2-J2-J2 2 2 2） 1)经纬仪安置在经纬仪安置在HY（YH）点上点上
48、2)偏角计算和测设与单纯圆曲线相同。偏角计算和测设与单纯圆曲线相同。问题的关键是找到测站点（问题的关键是找到测站点（HY或或YH）的切的切线方向。并使此方向为度盘零方向。线方向。并使此方向为度盘零方向。3)HY（YH）点的切线方向点的切线方向(零方向零方向)的确定的确定A、第一种方法：第一种方法：转动照准部转动照准部B、第二种方法：第二种方法：倒转望远镜倒转望远镜C、第三种方法：第三种方法：压角法压角法 优点：优点：可避免仪器视准误差的影响可避免仪器视准误差的影响在在HYHY(YH)(YH)点置镜瞄准点置镜瞄准ZHZH(HZ)(HZ)点：点：（图图2-J2-J2 2） 反拨圆曲线：将水平盘配置
49、成：反拨圆曲线：将水平盘配置成：180 180 + b+ b0 正拨圆曲线：将水平盘配置成：正拨圆曲线：将水平盘配置成：180 180 - b- b0转动照准部转动照准部, , 即可按圆曲线上曲线点的偏角（正、即可按圆曲线上曲线点的偏角（正、反拨值）测设相应的曲线点反拨值）测设相应的曲线点, ,直到直到QZQZ。（水平盘读数为水平盘读数为0 0 0 0 0000 时时, ,为测设圆曲线的为测设圆曲线的切切线方向）线方向）A A、第一种方法：、第一种方法：转动照准部转动照准部图图2-J2B B B B、第二种方法：、第二种方法：、第二种方法：、第二种方法：倒转望远镜（倒转望远镜（倒转望远镜（倒转
50、望远镜（图图图图2-J22-J22-J22-J2）在在HY(YH)点置镜瞄准点置镜瞄准ZH(HZ)点：点：反拨圆曲线反拨圆曲线：将水平盘配置成：将水平盘配置成： b0正拨圆曲线正拨圆曲线：将水平盘配置成：将水平盘配置成：360 - b0当水平盘读数转至当水平盘读数转至0 0 00 时，倒转望远镜，视线在时，倒转望远镜，视线在切线方向上，切线方向上，即可按圆曲线上曲线点的偏角（反拨值）即可按圆曲线上曲线点的偏角（反拨值）测设相应的曲线点测设相应的曲线点,直到直到QZ。注意：该方法在仪器视准误差较大时，倒镜后会产生较大误差。注意：该方法在仪器视准误差较大时，倒镜后会产生较大误差。C、第三种方法：第
51、三种方法：压角法压角法实实测测中中，为为了了省省去去测测设设圆圆曲曲线线上上曲曲线线点点由由于于分分弦弦与与整整弦弦累累计计的的麻麻烦烦，常常将将圆圆曲曲线线上上第第1点点的的偏偏角角方方向向，即即HY-1方方向向作作为为零零方向。方向。C C C C、第三种方法、第三种方法、第三种方法、第三种方法 压角法：压角法：压角法：压角法： ( ( ( ( 1 1 1 1为圆曲线上第为圆曲线上第为圆曲线上第为圆曲线上第1 1 1 1点的偏角点的偏角点的偏角点的偏角) ) ) )1）HY点置镜，后视点置镜，后视ZH点点将水平盘配置成：将水平盘配置成： 180 b0 1 （反拨圆曲线为正，正拨圆曲反拨圆曲
52、线为正，正拨圆曲线为负线为负）见图）见图2-J3 2）转动照准部转动照准部使度盘读数为使度盘读数为0 0 00 时，则视线在时，则视线在HY1点点的方向上；的方向上；3）可按圆曲线上曲线点的偏角可按圆曲线上曲线点的偏角（正、反拨值）测设相应的（正、反拨值）测设相应的曲线点曲线点,直到直到QZ。图图2-J3 例例1 1 反拨圆曲线反拨圆曲线 HYHY点置镜，后视点置镜，后视ZHZH点点 1 1）转动照准部转动照准部：将水平盘配置成：将水平盘配置成： 180 180 + b+ b0 ，即可按即可按圆曲线上曲线点的偏圆曲线上曲线点的偏角（反拨值）测设相角（反拨值）测设相应的曲线点应的曲线点, ,直到
53、直到QZQZ。， 2 2） 倒转望远镜倒转望远镜：将水平盘配置成：将水平盘配置成： b b0 倒转望远镜，倒转望远镜，即可即可按圆曲线上曲线点的按圆曲线上曲线点的偏角（反拨值）测设偏角（反拨值）测设相应的曲线点相应的曲线点, ,直到直到QZQZ。图图2-J2 例例1 1 （反拨圆曲线）（反拨圆曲线）3 3）压角法：）压角法： HYHY点置镜点置镜，后，后视视ZHZH点点A A、转动照准部：、转动照准部： 将水平盘将水平盘配置成：配置成：180 180 +b+b0+ 1 1；转动转动照准部，照准部，即可按圆曲线上曲即可按圆曲线上曲线点线点2 2，3 3的偏角（的偏角（K=20K=20米）米） 测
54、设相应的曲线点测设相应的曲线点, ,直到直到QZQZ。B B、倒转望远镜：倒转望远镜：将水平盘配将水平盘配置成：置成：b b0 + 1 1；倒转望远镜，倒转望远镜，即可按圆曲线上曲线点即可按圆曲线上曲线点2 2，3 3的偏角（的偏角（K=20K=20米）米） 测设测设相应的曲线点相应的曲线点, ,直到直到QZQZ。图图2-J3偏角法优点：偏角法优点：是有校核，适用于山区；是有校核，适用于山区；缺点：缺点：是误差积累。是误差积累。所以测设时要注意经常校核。所以测设时要注意经常校核。（要安置四次仪器（要安置四次仪器（ZH、HY、YH、HZ）。）。切线支距法的优点切线支距法的优点：方法简单，误差不积
55、累；：方法简单，误差不积累；缺点缺点：不能发现中间点的测量错误。不能发现中间点的测量错误。仅适用于平坦地区，不适用于山区。仅适用于平坦地区，不适用于山区。（要安置两次仪器（要安置两次仪器（ZH、HZ）。）。二、切线支距法测设圆曲线加缓和曲线二、切线支距法测设圆曲线加缓和曲线二、切线支距法测设圆曲线加缓和曲线二、切线支距法测设圆曲线加缓和曲线实质是：直角坐标法测设曲线点位。实质是：直角坐标法测设曲线点位。1、计算公式、计算公式缓和曲线部分，测设点的坐标：缓和曲线部分，测设点的坐标：圆曲线部分，测设点的坐标圆曲线部分，测设点的坐标：（如（如图图2-9）式中：式中： li为曲线点为曲线点i的曲线长。
56、的曲线长。li为曲线点为曲线点i的曲线长的曲线长。式中：式中：圆曲线部分，测设圆曲线部分，测设点的坐标：点的坐标：(JD)图图2-19v切线支距法测设用表切线支距法测设用表（表（表2-8）表中横粗线以上的是缓和曲线部分，横粗线以下是圆曲线部分。表中横粗线以上的是缓和曲线部分，横粗线以下是圆曲线部分。表中的表中的L即上述待定曲线点的曲线长即上述待定曲线点的曲线长li 。2 2测设方法测设方法测设方法测设方法 与切线支距法测设圆曲线的方法相同。与切线支距法测设圆曲线的方法相同。要安置两次仪器（要安置两次仪器（ZH、HZ）。图图2-9切线支距法测切线支距法测设圆曲线设圆曲线 放放线线工工作作完完成成
57、之之后后, ,地地面面上上已已有有了了控控制制中中线线位位置置的的转转点点桩桩ZD和交点桩和交点桩JD。中中桩桩测测设设依依据据ZD和和JD桩桩, , 将将中中线线桩桩详详细细测测设设在在地地面面上上, ,这种工作通称这种工作通称 。中桩测设内容中桩测设内容包括包括直线测设直线测设和和曲线测设曲线测设( (第十一章第十一章) )。直线测设：直线测设：1)1)中线上应钉设中线上应钉设5O5O米米桩桩、百米桩、公里桩和加桩。百米桩、公里桩和加桩。2)2)加加桩桩设设在在地地形形变变化化处处或或设设计计需需要要处处的的整整米米处处。如如：沿沿线线路路纵纵横横向向地地形形变变化化处处、地地质质不不良良
58、地地段段变变化化处处、线线路路与与其其他他道道路路、通通讯讯线线路路或或输输电电线线路路交交叉叉处处等等。在在铁铁路路大大型型工工程程地地段段（如桥梁、隧道两端）也应设置加桩。（如桥梁、隧道两端）也应设置加桩。3)限限差差：中中线线距距离离可可用用光光电电测测距距仪仪或或钢钢尺尺往往返返测测量量,在在限限差差以以内内时时取取平平均均值值。百百米米桩桩、加加桩桩的的钉钉设设以以第第一一次次量量距距为为准准。中桩桩位误差中桩桩位误差,按按测规测规要求不超过下列限差要求不超过下列限差: 横向为横向为10cm； 式中式中 s转点至桩位的距离转点至桩位的距离,以以m计。计。 4） 固桩：固桩：定测控制桩
59、定测控制桩直线转点、交点、曲线主点桩直线转点、交点、曲线主点桩,一般一般都应用固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土都应用固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土桩桩,桩顶埋设铁钉表示点位。桩顶埋设铁钉表示点位。黄河水利职业技术学院任务三任务三任务三任务三 纵横断面测量纵横断面测量纵横断面测量纵横断面测量项目三项目三项目三项目三 线路测量线路测量线路测量线路测量一、线路高程及纵断面测量一、线路高程及纵断面测量 定测阶段的水准测量分为：定测阶段的水准测量分为：基平测量和中平测量。基平测量和中平测量。 基基平平测测量量的的任任务务：与与初初测测阶阶段段一一样样,是是沿沿线线路路建建立立水
60、水准准基基点点,以便为定测线路及日后的施工和养护提供高程控制。以便为定测线路及日后的施工和养护提供高程控制。中中平平测测量量的的任任务务：是是沿沿着着定定测测线线路路中中心心线线的的标标桩桩进进行行中中线线水水准准测测量量,亦亦称称中中桩桩抄抄平平。利利用用中中线线水水准准测测量量的的结结果果绘绘制制纵纵断断面面,为施工设计提供可靠的资料依据。为施工设计提供可靠的资料依据。（一）线路水准点高程测量（一）线路水准点高程测量 定定测阶测阶段水准点的布段水准点的布设应设应在初在初测测水准点布水准点布设设的基的基础础上上进进行行。 首首先先对对初初测测水水准准点点逐逐一一检检核核,其其不不符符值值在在
61、土土3Omm (K为为水水准准路路线线长长度度,以以km为为单单位位) 以以内内时时,采采用用初初测测成成果果；若若确确认认超超限限,方能更改。方能更改。 其其次次,若若初初测测水水准准点点远远离离线线路路,则则重重新新移移设设至至距距线线路路l00m的的范范围围内内。水水准准点点的的布布设设密密度度,一一般般2km设设置置一一个个,但但长长度度在在30Om以以上上的的桥桥梁梁和和500m以以上上的的隧隧道道两两端端和和大大型型车车站站范范围围内内,均均应设应设置水准点。置水准点。 水水准准点点设设置置在在坚坚固固的的基基础础上上或或埋埋设设混混凝凝土土的的标标桩桩,以以BM表表示示并并统统一
62、一编编号。号。 测测量方法与要求同初量方法与要求同初测测水准点高程水准点高程测测量。量。 在在铁铁路路水水准准点点测测量量中中,当当跨跨越越河河流流或或深深谷谷时时,由由于于前前、后后视视线线长长度度相相差差悬悬殊殊及及水水面面折折光光的的影影响响,不不能能按按通通常常的的方方法法进进行行水水准准测测量量。当当跨跨越越大大河河、深深沟沟视视线线长长度度超超过过200m时时,应应按按跨跨河水准河水准测测量量进进行。行。（二）中桩高程测量（二）中桩高程测量 (定测中平定测中平) 初测中平：初测中平：是测定导线点及加桩桩顶的高程是测定导线点及加桩桩顶的高程,为地形测量建立为地形测量建立图根高程控制。
63、图根高程控制。 定测中平：定测中平：是测定中线上各控制桩、是测定中线上各控制桩、50米桩、百米桩、加桩米桩、百米桩、加桩所在地面高程所在地面高程,为绘制线路纵断面提供资料。为绘制线路纵断面提供资料。 1、中桩水准测量、中桩水准测量 方法：方法：采用一台水准仪单程测量，采用一台水准仪单程测量，测量应起闭于水准点测量应起闭于水准点,限差为土限差为土5O mm(L为水准路线长度为水准路线长度,以以km计计)。中桩高。中桩高程宜观测两次程宜观测两次,其不符值不应超过其不符值不应超过10cm,取位至取位至cm。中桩高。中桩高程闭合差在限差以内时可不作平差。程闭合差在限差以内时可不作平差。 记记录录计计算
64、算：在在水水准准点点、转转点点上上有有后后视视读读数数和和前前视视读读数数，各各中桩处有中视读数（见中桩处有中视读数（见图图3-11）记录、计算表格如）记录、计算表格如表表3-10。 中桩高程计算采用仪器视线高法，即中桩高程计算采用仪器视线高法，即 中桩高程中桩高程= Hi-中视读数中视读数 ； Hi=后视点高程后视点高程+后视读数后视读数 。图图3-11中中 HBM1，HBM2， fh=55.450-55.471=-21mm；Fh = 70mm。图图3-11表表3-10 如如图图3-12。为为了了避避免免因因仪仪器器通通过过沟沟底底的的多多次次安安置置而而产产生生的的误误差差，先先在在测测站
65、站1先先读读取取沟沟对对岸岸的的转转点点2+200的的前前视视读读数数，再再以以支支水水准准路路线线形形式式测测定定沟沟底底中中桩桩高高程程(宜宜另另行行记记录录);最最后后，将将仪仪器搬至器搬至测站测站4读取转点读取转点2+200的后视读数，再继续往前测量的后视读数，再继续往前测量。 为为了了削削减减由由于于测测站站1前前视视距距离离长长而而产产生生的的测测量量误误差差，测测站站4（或或以以后后其其他他测测站站）的的后后视视距距离离适适当当加加长长，使使后后视视距距离离之之和和与前视距离之和大致相等。与前视距离之和大致相等。当跨越的深谷较宽时，也可采用跨河水准测量方法传递高程当跨越的深谷较宽
66、时，也可采用跨河水准测量方法传递高程。图图3-12( (三三) )绘制线路纵断面图绘制线路纵断面图纵断面图：纵断面图：横轴横轴中桩里程，纵轴中桩里程，纵轴中桩地面高程中桩地面高程 根根据据已已测测出出的的线线路路中中线线里里程程和和中中桩桩高高程程绘绘制制纵纵断断面面图图，形形象象地地将将线线路路中中线线经经过过的的地地形形、地地质质等等自自然然状状况况以以及及设设计计的的线线路路平、纵断面资料表示出来，如平、纵断面资料表示出来，如图图3-13。 线路纵断面图通常绘在厘米方格纸上。为了线路纵断面设计线路纵断面图通常绘在厘米方格纸上。为了线路纵断面设计的需要，一般采用的高程比例尺（纵坐标）是水平
67、距离比例的需要，一般采用的高程比例尺（纵坐标）是水平距离比例尺（横坐标）的尺（横坐标）的10倍，从而突出地面纵向的起伏（倍，从而突出地面纵向的起伏（p241）。）。线路纵断面图上的内容：线路纵断面图上的内容：连连续续里里程程表表示示线线路路自自起起点点计计算算的的公公里里数数，短短粗粗线线表表示示公公里里桩桩的的位位置置，线线条条下下的的注注字字为为公公里里数数，线线条条左左侧侧的的注注字字为为公公里里标标至相至相邻邻百米百米标标的距离。的距离。图图3-133-13线线路路平平面面表表示示线线路路平平面面形形状状直直线线和和曲曲线线的的图图。图图3-13 。中中央央的的实实线线表表示示线线路路
68、中中线线，在在曲曲线线地地段段表表示示为为中中心心线线向向上上下下凸凸出出：向向上上凸凸出出表表示示线线路路向向右右转转；向向下下凸凸出出表表示示线线路路向向左左转转；斜斜线线部部分分表表示示缓缓和和曲曲线线；连连接接两两斜斜线线的的直直线线表表示示圆圆曲曲线线。在在曲曲线线处处注注名曲线要素。曲线起终点的注字，表示起终点至百米标的距离。名曲线要素。曲线起终点的注字，表示起终点至百米标的距离。里程里程表示勘测里程，在整百米和整公里处注字。表示勘测里程，在整百米和整公里处注字。加加桩桩竖竖线线表表示示加加桩桩位位置置，旁旁边边和和注注字字表表示示加加桩桩到到相相邻邻百百米米桩桩 的距离。的距离。
69、地面标高地面标高是各中线桩的地面高程。是各中线桩的地面高程。设设计计坡坡度度用用斜斜线线表表示示，斜斜线线倾倾斜斜方方向向表表示示上上坡坡或或下下坡坡。斜斜线线上上面面的的注注字字是是设设计计坡坡度度的的千千分分率率（如如坡坡度度为为，注注字字为为），下面的注字为该坡段的长度。下面的注字为该坡段的长度。路路肩肩设设计计标标高高路路基基肩肩部部的的设设计计标标高高，由由线线路路起起点点路路肩肩标标高高、线线路设计坡度及里程计算得出。路设计坡度及里程计算得出。工程地质特征工程地质特征表示沿线地质情况。表示沿线地质情况。 二、线路横断面测量二、线路横断面测量 线路横断面测量的目的：线路横断面测量的目
70、的：是测量垂直于线路方向的地面线，是测量垂直于线路方向的地面线，并绘制线路横断面图。并绘制线路横断面图。主要用于路基断面设计、土石方数量主要用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施工放样以及挡土墙设计等。计算、路基施工放样以及挡土墙设计等。1、横断面施横断面施测测地点及其密度地点及其密度 横断面施测地点及横断面密度：在曲线控制点、公里桩、百米横断面施测地点及横断面密度：在曲线控制点、公里桩、百米桩、和线路纵、横向地形变化处，在铁路站场、大、中桥桥桩、和线路纵、横向地形变化处，在铁路站场、大、中桥桥头、隧道洞口、高路堤、深路堑、地质不良地段及需要进行头、隧道洞口、高路堤、深路堑、地质不良地段及需
71、要进行路基防护地段宽度、应根据地形、地质情况适当加大横断面路基防护地段宽度、应根据地形、地质情况适当加大横断面施测密度。施测密度。 宽度：宽度：横断面测绘宽度应满足路基、取土坑、弃土堆及排水系横断面测绘宽度应满足路基、取土坑、弃土堆及排水系统等设计的要求。统等设计的要求。图图3-142 2、横断面方向的横断面方向的测测定定 线线路路横横断断面面应应垂垂直直于于线线路路中中线线（在在曲曲线线上上与与切切线线相相垂垂直直）。确确定定直直线线地地段段的的横横断断面面方方向向：用用方方向向架架测测设设，如如图图3-14，将将方方向向架架立立于于中中线线测测点点上上，用用一一个个方方向向瞄瞄准准中中线线
72、远远方方花花杆杆定定向向，则则方向架瞄准的另一个方向，就是横断面的方向方向架瞄准的另一个方向，就是横断面的方向。2)2)确定曲线上横断面方向：确定曲线上横断面方向： 方方法法1：将将仪仪器器（方方向向架架、经经纬纬仪仪等等）置置于于点点B，先先瞄瞄准准分分弦弦点点A，测测定定弦弦线线AB的的垂垂直直方方向向BD，并并标标出出点点位位D；再再瞄瞄准准另另一一侧侧分分弦弦点点C（要要求求BC=AB），测测设设弦弦线线BC的的垂垂直直方方向向D，标标出出点点位位D，应应使使BD=BD。最最后后分分中中DD得得D点点，则则BD方方向向， 就是就是B点的横断面方向。点的横断面方向。2) （如（如图图3-
73、15）。）。图图3-15 方方法法2 2：根根据据曲曲线线资资料料可可计计算算出出BA点点的的弦弦切切角角，置置于于B点点的的经经纬纬仪仪照照准准A点点后后，顺顺时时针针拨拨（90+）角角，即即定定出出横横断断面面的的方方向向。 3、横断面的测量方法横断面的测量方法 （1）手水准测横断面）手水准测横断面 测量时，以方向架定向，选择方向上变坡点立尺或花杆，皮测量时，以方向架定向，选择方向上变坡点立尺或花杆，皮尺量距，手水准测高差。表尺量距，手水准测高差。表3-11是手水准测量记录格式，按是手水准测量记录格式，按线路里程增加方向的左、右侧分别记录测量成果：线路里程增加方向的左、右侧分别记录测量成果
74、：分母是相分母是相邻测点间的平距，分子是相邻两点间高差。邻测点间的平距，分子是相邻两点间高差。在绘制横断面图在绘制横断面图时，再统一换算成各测点到中桩的距离和与中桩的高程差。时，再统一换算成各测点到中桩的距离和与中桩的高程差。左左侧侧中中桩桩号号右右侧侧DK4+111表表3-横断面测量记录格式横断面测量记录格式（2）水准仪测横断面）水准仪测横断面适用于：适用于：地势平坦、通视良好，横断面精度要求较高。地势平坦、通视良好，横断面精度要求较高。横断面仪器：横断面仪器：用方向架用方向架(或其他仪器或其他仪器)，皮尺，皮尺(或钢尺或钢尺)量距。量距。测测量量方方法法：与与中中桩桩水水准准测测量量相相同
75、同，即即后后视视转转点点取取得得仪仪器器高高程程后后，将将断断面面上上的的坡坡度度变变化化点点(测测点点)作作为为中中间间点点观观测测。若若仪仪器器安安置置适适当，置一次镜可观测一个或几个横断面，如当，置一次镜可观测一个或几个横断面，如图图3-16所示。所示。如如果果地地面面横横向向坡坡度度较较大大，为为了了减减少少置置镜镜数数，可可以以采采取取以以两两台台水水准仪分别沿线路左右侧测量的方法。准仪分别沿线路左右侧测量的方法。图图3-16（3）经纬仪测横断面经纬仪测横断面（4）光电测距仪测横断面光电测距仪测横断面将将经经纬纬仪仪或或光光电电测测距距仪仪安安置置在在中中线线桩桩上上，定定出出横横断
76、断面面方方向向后后，即即可可较较快快地地测测出出各各测测点点的的距距离离和和高高差差。这这些些方方法法既既能能保证精度，效率又高，可适用于各种地形。保证精度，效率又高，可适用于各种地形。注意：记录表格中的注意：记录表格中的距离是仪器到立尺或反射镜点的距离距离是仪器到立尺或反射镜点的距离4、横断面测量检测精度与横断面图的绘制、横断面测量检测精度与横断面图的绘制（1）测规对线路横断面测量检测限差规定：）测规对线路横断面测量检测限差规定：高程：高程： （）（）m明显地物点的距离：明显地物点的距离： （）m式中式中h检查点至线路中桩的高差（检查点至线路中桩的高差（m）；）；L检查点至线路中桩的水平距离
77、检查点至线路中桩的水平距离(m)。（2）横断面图）横断面图绘制绘制： 坐标：坐标：纵坐标（高程），横坐标纵坐标（高程），横坐标(水平距离水平距离)，绘在厘米格纸上绘在厘米格纸上比例尺：比例尺：纵横一致，纵横一致，1：200（图图3-17）。）。 横断面图最好现场横断面图最好现场绘制，以便及时检查。绘制，以便及时检查。绘制根据：绘制根据：测点到中桩距离（从中桩开始，分左右两侧）测点到中桩距离（从中桩开始，分左右两侧） 测点的高程（或各点相对与中桩的高差）测点的高程（或各点相对与中桩的高差）图图3-172-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设(1) (1) 偏
78、角法偏角法偏角法是以圆曲线起点偏角法是以圆曲线起点ZYZY或终点或终点YZYZ至曲线任一待定点至曲线任一待定点P Pi i的弦的弦线与切线线与切线T T之间的弦切角（这里称为偏角）之间的弦切角（这里称为偏角） 和弦长和弦长c ci i来确来确定点定点P Pi i的位置。的位置。2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设(1) (1) 偏角法偏角法偏角法测设步骤:在ZY点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘的读数配到00000 ；转动照准部到度盘读数为1，从ZY点量取弦长 C1，定出1点；转动照准部到度盘读数为i ，从第i1点量取弦长 Ci，与
79、此方向交出第i点；2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法切线支距法是以圆曲线的起点ZY或终点YZ为坐标原点，以切线为x轴，过原点的半径方向为y轴，建立直角坐标。按曲线上各点坐标x、y设置曲线。xy2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法例例2 2 例例1 1若采用切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩若采用切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩坐标。坐标。2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设00000000144
80、44+24053355+22092306+20084633+16045722+14010811+12000000000（m）（m）圆心角（） 各桩至ZY或YZ的曲线长度（li） 桩 号切线支距法计算表切线支距法计算表2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设（2 2）切线支距法）切线支距法测设步骤测设步骤从从ZYZY（或（或YZYZ）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取 P Pi i的的横坐标横坐标x xi i ，得垂足，得垂足N Ni i 。在各垂足在各垂足N Ni i上用方向架定出垂直方向，量取纵坐标上用方向架定出垂直方向，
81、量取纵坐标y yi i，即，即可定出可定出P Pi i点。点。曲线上各点设置完毕后，应量取相邻各桩之间的距离，与曲线上各点设置完毕后，应量取相邻各桩之间的距离，与相应的桩号之差作比较，且考虑弧弦差的影响，若较差均在相应的桩号之差作比较，且考虑弧弦差的影响，若较差均在限差之内，则曲线测设合格；否则应查明原因，予以纠正。限差之内，则曲线测设合格；否则应查明原因，予以纠正。 2-4 2-4 圆曲线测设圆曲线测设v三、圆曲线的详细测设三、圆曲线的详细测设偏角法偏角法不仅可以在不仅可以在ZYZY和和YZYZ点上测设曲线，而且可在点上测设曲线，而且可在QZQZ点上点上测设，也可在曲线任一点上测设。它是一种
82、灵活性大，测设测设，也可在曲线任一点上测设。它是一种灵活性大，测设精度较高，适用性较强的常用方法。但这种方法存在着测点精度较高，适用性较强的常用方法。但这种方法存在着测点误差累积的缺点，所以宜从曲线两端向中点或自中点向两端误差累积的缺点，所以宜从曲线两端向中点或自中点向两端测设曲线。测设曲线。切线支距法切线支距法适用于平坦开阔的地区，具有操作简单，测设适用于平坦开阔的地区，具有操作简单，测设方便，测点误差不累积的优点，但测设的点位精度偏低。方便，测点误差不累积的优点，但测设的点位精度偏低。2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设一、缓和曲线一、缓和曲线1 1缓和曲线的概
83、念缓和曲线的概念缓和曲线缓和曲线 : :为了使路线的平面线形更加符合汽车的为了使路线的平面线形更加符合汽车的行驶轨迹、离心力逐渐变化，确保行车的安全和舒行驶轨迹、离心力逐渐变化，确保行车的安全和舒适，需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由适，需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线半径的过渡性曲线，此曲无穷大逐渐变化到圆曲线半径的过渡性曲线，此曲线称为缓和曲线。线称为缓和曲线。 目前我国公路设计中，以回旋线作为缓和曲线。2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v一、缓和曲线一、缓和曲线2 2回旋线型缓和曲线公式回旋线型缓和曲线公式(1) (1)
84、基本公式基本公式r-回旋线上某点的 曲率半径（m）；l-回旋线上某点到原点的曲线长（m）;c-常数r2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v一、缓和曲线一、缓和曲线2 2回旋线型缓和曲线公式回旋线型缓和曲线公式(2) (2) 切线角公式切线角公式dl即为缓和曲线全长所对的中心角即切线角，亦称缓和曲线角。积分得：2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v一、缓和曲线一、缓和曲线2 2回旋线型缓和曲线公式回旋线型缓和曲线公式(3) (3) 缓和曲线的参数方程缓和曲线的参数方程dlxydydx2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲
85、线测设v一、缓和曲线一、缓和曲线2 2回旋线型缓和曲线公式回旋线型缓和曲线公式(3) (3) 缓和曲线的参数方程缓和曲线的参数方程xyx0y02-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v二、带有缓和曲线的平曲线主点测设二、带有缓和曲线的平曲线主点测设1 1内移值内移值p p与切线增值与切线增值q q的计算的计算xy2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v二、带有缓和曲线的平曲线主点测设二、带有缓和曲线的平曲线主点测设2 2平曲线测设元素平曲线测设元素2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v二、带有缓和曲线的平曲线主点测设
86、二、带有缓和曲线的平曲线主点测设3 3平曲线主点测设平曲线主点测设2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v二、带有缓和曲线的平曲线主点测设二、带有缓和曲线的平曲线主点测设4.4.主点测设过程：主点测设过程：(1) (1) 在在JDJD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘的读数配到方向，将水平度盘的读数配到0000000000，在此方向量，在此方向量取取T TH H，定出，定出ZHZH点；点；(2) (2) 从从JDJD沿切线方向量取沿切线方向量取T TH HX XO O，然后再从此点沿切线垂直，然后再从此
87、点沿切线垂直方向量取方向量取Y YO O , , 定出定出HYHY点；点；(3)(3)倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为，量取，量取T TH H，定出，定出HZHZ点；点；(4)(4)从从JDJD沿切线方向量取沿切线方向量取T TH HX XHYHY，然后再从此点沿切线垂直，然后再从此点沿切线垂直方向量取方向量取Y YHYHY , , 定出定出YHYH点；点；(5)(5)继续转动照准部到度盘读数为（继续转动照准部到度盘读数为（180180）/2/2，量取，量取E EH H，定出，定出QZQZ点。点。2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测
88、设v三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1 1切线支距法切线支距法(1)(1)计算曲线上各点的坐标计算曲线上各点的坐标（1）缓和曲线范围内y2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1 1切线支距法切线支距法(1)(1)计算曲线上各点的坐标计算曲线上各点的坐标缓和曲线范围内圆曲线范围内l2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1 1切线支距法切线支距法(2)(2)测设方法测设方法
89、在算出缓和曲线和圆曲线上各点的坐标后，即可按圆曲线切线支距法的测设方法进行设置。 l2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设1 1切线支距法切线支距法(2)(2)测设方法测设方法圆曲线上各点亦可以缓圆点HY或圆缓点YH为坐标原点用切线支距法进行测设。 Td2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设v三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设2 2偏角法偏角法(1)(1)偏角法计算偏角法计算2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设
90、三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设2 2偏角法偏角法(2)(2)测设过程测设过程缓和曲线范围：缓和曲线范围：在在ZHZH点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JDJD，将水，将水平度盘的读数配到平度盘的读数配到0000000000；转动照准部到度盘读数为转动照准部到度盘读数为11，从，从ZHZH点量取分段弦长点量取分段弦长C C，定，定出出1 1点；点；转动照准部到度盘读数为转动照准部到度盘读数为 ii，从第，从第i i1 1点量取分段弦长点量取分段弦长C C，与此方向交出第，与此方向交出第i i点；点；另一半缓和曲线在另
91、一半缓和曲线在HZHZ点上按同样方法测设。点上按同样方法测设。2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设2 2偏角法偏角法(2)(2)测设过程测设过程圆曲线范围：圆曲线范围：在在HYHY点安置经纬仪（对中、整平），后视点安置经纬仪（对中、整平），后视ZHZH点，配置水平点，配置水平度盘读数为度盘读数为b b0 0( (当路线右转时，将水平度盘的读数改配为当路线右转时，将水平度盘的读数改配为360-b360-b0 0 ) ) 。 转动照准部使水平度盘读数为转动照准部使水平度盘读数为0000000000，此时望远镜，此时望远镜照准的方向为照准的方向为HYHY的切线方向，倒转望远镜；的切线方向，倒转望远镜；按照圆曲线偏角法进行测设。按照圆曲线偏角法进行测设。2-5 2-5 带有缓和曲线的平曲线测设带有缓和曲线的平曲线测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设三、带有缓和曲线的平曲线的详细测设v3 3极坐标法极坐标法极坐标测设的基本原理是以控制导线为根据，以角度和距离交会定点。如图所示，在导线点Ti置仪，后视Ti-1（或Ti+1），待放点为P。图a）为采用夹角J的放样法，图b）为采用方位角A的放样法。只要算出夹角J或方位角A和置仪点到待放点P的距离D，就可在实地放出P点。
