測(cè)量課件之鐵路工程測(cè)量.ppt

第十九章 鐵路工程測(cè)量 19-1概述 一、 鐵路工程的一般知識(shí) (一) 線路 1 路基:軌道的基礎(chǔ)，包括路基本體、排水設(shè)備和防護(hù)加固建筑物等。 2 軌道:包括鋼軌、軌枕、道床、連接零件、防爬設(shè)備、附屬設(shè)備和道岔等,(二) 橋梁 橋梁是鐵路線路跨越河流、渠道、山谷或公路鐵路交通線時(shí)的主要建筑。 1 橋梁的種類 按橋梁的結(jié)構(gòu)類型分為：梁式橋；拱橋；剛架橋；斜拉橋。 2 橋梁結(jié)構(gòu) 橋梁結(jié)構(gòu)分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)是橋臺(tái)以上各部分的總稱，也叫橋跨結(jié)構(gòu)，一般包括梁、拱、橋面和支座等；下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)和它們的基礎(chǔ)。此外，橋頭錐體防護(hù)建筑也屬于橋梁范圍。 3 橋梁基礎(chǔ),(三) 涵洞 涵洞是當(dāng)線路跨過(guò)較小的溪流或水渠時(shí)，設(shè)置在路基下的過(guò)水構(gòu)筑物。 (四) 隧道 隧道是在山區(qū)修建鐵路時(shí)從山體中鑿出的一個(gè)地下通道，使線路能比較直順而平緩地通過(guò)。隧道一般由以下幾部分組成：(1) 洞身；(2) 襯砌；(3) 洞門。,二、 鐵路建設(shè)的基本程序 鐵路建設(shè)的基本程序可劃分為三個(gè)大的階段：第一階段為前期工作，以可行性研究為核心，確定建設(shè)規(guī)模和概算；第二階段為設(shè)計(jì)施工的基本建設(shè)階段，是測(cè)量工作的主要集中階段，包括初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)；第三階段為驗(yàn)收通車與投資效果反饋的投產(chǎn)階段。,三、 鐵路工程建設(shè)中的測(cè)量工作 勘測(cè)設(shè)計(jì)階段是測(cè)量工作最集中的時(shí)期，有草測(cè)、初測(cè)和定測(cè)等不同階段的工作。草測(cè)時(shí)要進(jìn)行視距導(dǎo)線和小比例尺的地形測(cè)繪。初測(cè)在初步設(shè)計(jì)階段以前進(jìn)行，包括插大旗、導(dǎo)線測(cè)量、高程測(cè)量和地形測(cè)量。初測(cè)目前較多采用航測(cè)方法測(cè)繪地形圖，有時(shí)也采用地面攝影測(cè)量方法。定測(cè)在施工設(shè)計(jì)前進(jìn)行，包括交點(diǎn)放線、中線測(cè)設(shè)(直線和曲線測(cè)設(shè))、縱斷面測(cè)量和橫斷面測(cè)量等?？睖y(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量任務(wù)由設(shè)計(jì)部門負(fù)責(zé)。 施工階段的首項(xiàng)工作是進(jìn)行交樁和復(fù)測(cè)。路基施工前要進(jìn)行路基邊樁的放樣。在施工過(guò)程中要隨時(shí)進(jìn)行中線和高程方面的檢測(cè)。對(duì)于大型橋隧工程，施工前需作施工控制網(wǎng)。施工階段的測(cè)量主要由承擔(dān)工程的工程局負(fù)責(zé)。 驗(yàn)收階段的測(cè)量任務(wù)是進(jìn)行貫通全線的竣工測(cè)量，輔助驗(yàn)收部門檢查施工質(zhì)量，提交施工成果圖紙資料等。 運(yùn)營(yíng)階段經(jīng)常需要進(jìn)行線路的維修和改擴(kuò)建，也需要一系列的測(cè)量，包括既有線路的詳細(xì)測(cè)量和施工放樣等，與新建鐵路設(shè)計(jì)施工階段測(cè)量任務(wù)一樣，只是其集中程度不同。,19-2 鐵路初測(cè)中的測(cè)量工作 一、 鐵路初測(cè)中的大旗組 插大旗具有雙重任務(wù)：一方面要選定線路的基本走向，另一方面又要選出導(dǎo)線點(diǎn)的位置。 二、 鐵路初測(cè)中的導(dǎo)線測(cè)量 (一) 布設(shè)導(dǎo)線的基本要求 初測(cè)導(dǎo)線是測(cè)繪線路帶狀地形圖和定測(cè)放線的基礎(chǔ)。導(dǎo)線布設(shè)應(yīng)首先滿足這兩項(xiàng)基本要求，同時(shí)還要便于導(dǎo)線本身的測(cè)角和量邊。 (二) 導(dǎo)線測(cè)量方法 水平角測(cè)量主要應(yīng)用J2和J6經(jīng)緯儀，測(cè)量一個(gè)測(cè)回。 邊長(zhǎng)測(cè)量應(yīng)用光電測(cè)距儀往返測(cè)量各一測(cè)回，每測(cè)回讀數(shù)兩次。,(三) 導(dǎo)線的檢核 鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)程規(guī)定在導(dǎo)線的起訖點(diǎn)以及導(dǎo)線中間，與國(guó)家平面控制點(diǎn)或同等精度的其他平面控制點(diǎn)不遠(yuǎn)于30 km時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)。聯(lián)測(cè)可采用后方交會(huì)、前方交會(huì)或側(cè)方交會(huì)等方法。線路測(cè)量的平面坐標(biāo)很難完全采用國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)，因?yàn)椴捎媒y(tǒng)一坐標(biāo)的投影，使導(dǎo)線長(zhǎng)度產(chǎn)生變形，而采用實(shí)際長(zhǎng)度更切合工程設(shè)計(jì)的使用。聯(lián)測(cè)計(jì)算導(dǎo)線總閉合差時(shí)須進(jìn)行投影換算。計(jì)算導(dǎo)線總閉合差時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線測(cè)量成果改化到大地水準(zhǔn)面和高斯平面上去。最后用經(jīng)過(guò)改化的坐標(biāo)增量來(lái)計(jì)算導(dǎo)線的閉合差。 當(dāng)附合導(dǎo)線兩端點(diǎn)的已知控制點(diǎn)不在同一投影帶時(shí)，應(yīng)先將鄰帶的控制點(diǎn)換算到同一帶，然后再進(jìn)行計(jì)算。 (四) 導(dǎo)線點(diǎn)的展繪,三、 鐵路初測(cè)中的水準(zhǔn)測(cè)量 在鐵路初測(cè)階段所進(jìn)行的水準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)有兩類：一是沿線建立高程控制點(diǎn)，為地形測(cè)量和以后定測(cè)、施工測(cè)量、竣工測(cè)量等服務(wù)；二是測(cè)定導(dǎo)線點(diǎn)的高程。初測(cè)中的水準(zhǔn)測(cè)量按五等（等外水準(zhǔn)）的要求進(jìn)行。 水準(zhǔn)測(cè)量在鐵路測(cè)量中習(xí)慣上稱做“抄平”。根據(jù)工作目的和精度的不同，水準(zhǔn)測(cè)量又分為水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量（通稱基平，即水準(zhǔn)基點(diǎn)的抄平）和中樁高程測(cè)量（通稱中平，即中線樁的抄平）。 (一) 基平 基平的任務(wù)是在沿線附近建立水準(zhǔn)點(diǎn)并測(cè)定其高程。水準(zhǔn)路線應(yīng)起始并閉合于國(guó)家水準(zhǔn)控制點(diǎn)上，線路較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。 (二) 中平 中平在初測(cè)中的任務(wù)是測(cè)定導(dǎo)線點(diǎn)的高程。中樁高程測(cè)量采用單程水準(zhǔn)路線，附合于水準(zhǔn)基點(diǎn)。在地形起伏較大的地段，可采用三角高程測(cè)量。,四、 鐵路初測(cè)中的地形測(cè)量 鐵路初測(cè)中的地形測(cè)量是測(cè)量沿線帶狀地形圖，作為線路設(shè)計(jì)和方案比較的依據(jù)。比例尺一般為12000，地形簡(jiǎn)單的地區(qū)可用15000，地形復(fù)雜的地區(qū)使用11000。測(cè)量寬度，在平坦地區(qū)為每側(cè)200300 m，丘陵地區(qū)為150200 m。測(cè)量方法同一般地形測(cè)量的碎部測(cè)量。,19-3 鐵路定線測(cè)量 定線測(cè)量的任務(wù)是把圖紙上設(shè)計(jì)好的線路中心線(即紙上定線)或在野外實(shí)地選定的線路中心線(即現(xiàn)地定線)的位置在地面上標(biāo)定出來(lái)，也就是要把確定線路各直線段的控制點(diǎn)和交點(diǎn)測(cè)設(shè)到地面。 一、 穿線法放線 穿線法放線就是先根據(jù)控制導(dǎo)線測(cè)設(shè)出線路直線上必要的轉(zhuǎn)點(diǎn)，然后用經(jīng)緯儀檢查這些標(biāo)定點(diǎn)是否在一條直線上，并延長(zhǎng)相鄰兩直線得到直線的交點(diǎn)，從而達(dá)到定線的目的。 (一) 放線的步驟 (1) 室內(nèi)選點(diǎn)。(2) 計(jì)算標(biāo)定要素。(3) 現(xiàn)場(chǎng)放線。(4) 穿線。(5) 確定交點(diǎn)。,(二) 穿線法放線的特點(diǎn) (1) 每一條直線是根據(jù)初測(cè)的導(dǎo)線獨(dú)立放出的，一條直線的誤差不會(huì)影響到下一條直線，測(cè)量誤差不會(huì)積累，精度比較均勻。 (2) 適用于地形起伏較大、直線端點(diǎn)通視不良的地段。 (3) 要求設(shè)計(jì)路線與初測(cè)導(dǎo)線相距較近，如很遠(yuǎn)，將影響放線精度和效率。 (4) 步驟多，工序較復(fù)雜，工效較低。,二、 撥角法放線 撥角法放線是根據(jù)紙上定線先計(jì)算出各交點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角和相鄰交點(diǎn)間的距離，然后在野外按照標(biāo)定要素依次測(cè)設(shè)各交點(diǎn)。圖中C1、C2、為初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)，A、B、C為紙上定線的各直線交點(diǎn)。其測(cè)設(shè)的步驟為: (1) 計(jì)算標(biāo)定要素、等。 (2) 現(xiàn)場(chǎng)放線。首先根據(jù)標(biāo)定要素定出線路交點(diǎn)A；然后在A點(diǎn)設(shè)站，根據(jù)標(biāo)定要素得到交點(diǎn)B，同時(shí)測(cè)設(shè)直線上的中線樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁等；接下來(lái)將儀器搬到B點(diǎn)，根據(jù)標(biāo)定要素得到交點(diǎn)C點(diǎn)，如此繼續(xù)下去。 (3) 連續(xù)測(cè)設(shè)35 km后與初測(cè)導(dǎo)線附合一次，進(jìn)行檢查。,三、 中線測(cè)設(shè) 中線測(cè)設(shè)的任務(wù)是把線路中線的位置在地面上詳細(xì)標(biāo)定出來(lái)。在地面上標(biāo)定線路是用一系列木樁釘在中心線上，這些樁稱為中線樁(簡(jiǎn)稱中樁)。中樁除了標(biāo)定線路的平面位置外，還標(biāo)記著線路的里程。所謂里程是指從線路起點(diǎn)到該樁點(diǎn)的距離，通常用3+492.17這種形式表示該點(diǎn)里程為3492.17m。 直線段的中樁測(cè)設(shè)方法是，將測(cè)距儀設(shè)在直線段起始控制點(diǎn)，瞄準(zhǔn)直線另一端的控制點(diǎn)，然后在二者中間每隔一定距離標(biāo)定中樁位置。,19-4 曲線測(cè)設(shè) 在線路轉(zhuǎn)向處(兩條直線相交處)應(yīng)設(shè)置平面曲線。線路的平面曲線有圓曲線、緩和曲線和回頭曲線等。圓曲線又分為單曲線和復(fù)曲線兩種。在變坡點(diǎn)處，必須用曲線連接不同坡度，此種曲線稱為豎曲線。 一、 圓曲線的測(cè)設(shè) 圓曲線測(cè)設(shè)分兩步，首先測(cè)設(shè)曲線的主點(diǎn)，即直圓點(diǎn)(ZY)、曲線中點(diǎn)(QZ)和圓直點(diǎn)(YZ)。然后進(jìn)行曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)，即在曲線上每相距10m或20m測(cè)設(shè)一個(gè)曲線樁。,(一) 圓曲線主點(diǎn)標(biāo)定要素及其計(jì)算 圓曲線的半徑R、線路轉(zhuǎn)向角、切線長(zhǎng)T、曲線長(zhǎng)L、外矢距E及切曲差q等稱為圓曲線的標(biāo)定要素。 (二) 圓曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算 (三) 主點(diǎn)測(cè)設(shè) 測(cè)設(shè)主點(diǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)向點(diǎn)JD安置經(jīng)緯儀，順次瞄準(zhǔn)兩切線方向，沿切線方向丈量切線長(zhǎng)T，標(biāo)定曲線的起點(diǎn)ZY和終點(diǎn)YZ。然后再照準(zhǔn)ZY點(diǎn)，測(cè)設(shè)(180-)/2角，得分角線方向JD桻QZ，沿此方向丈量外矢距，即得曲線中點(diǎn)QZ。,19-5線路縱橫斷面圖的測(cè)繪 一、 線路縱斷面的測(cè)繪 線路縱斷面測(cè)繪的任務(wù)是沿著地面上已經(jīng)定出的線路測(cè)出所有中線樁的高程，并根據(jù)測(cè)得的高程和各樁的里程繪制線路的縱斷面圖，為線路縱斷面設(shè)計(jì)服務(wù)，以確定線路的坡度、路基的標(biāo)高和填挖高度以及沿線橋梁隧道的位置等。 線路縱斷面測(cè)量從初測(cè)建立的水準(zhǔn)基點(diǎn)起，用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)量。線路縱斷面圖以線路的里程為橫坐標(biāo)，中樁的高程為縱坐標(biāo)。橫坐標(biāo)的比例尺一般為110000或15000，高程比例尺為11000或1500。按線路前進(jìn)方向自左向右繪制。,二、 線路橫斷面圖的測(cè)繪 橫斷面方向在直線地段與線路方向垂直；在曲線地段與各點(diǎn)的切線方向垂直。 (1) 經(jīng)緯儀測(cè)量橫斷面。將儀器置于中線上，讀取中線樁兩側(cè)地形變化點(diǎn)的視距和豎直角，計(jì)算出各點(diǎn)相對(duì)于中線樁的水平距離和高差。 (2) 水準(zhǔn)儀測(cè)量橫斷面。先用方向架定出橫斷面方向，用皮尺丈量橫斷面上的各特征點(diǎn)至中線樁的距離，再測(cè)出其高差。 橫斷面圖一般是繪制在毫米方格紙上。為了便于計(jì)算面積和設(shè)計(jì)路基斷面，其水平距離和高程采用同一比例尺，通常是1200。,19-6 線路施工測(cè)量 一、 線路施工的復(fù)測(cè) (一) 復(fù)測(cè)步驟 首先，檢查相鄰兩轉(zhuǎn)向點(diǎn)間的中線樁是否在同一直線上；第二，復(fù)測(cè)轉(zhuǎn)向角，丈量切線長(zhǎng)；第三，復(fù)測(cè)曲線樁；最后，復(fù)測(cè)固定樁間距，丈量線路實(shí)際長(zhǎng)度。 (二) 復(fù)測(cè)精度要求 (三) 中線固定樁的保護(hù),二、 路基的施工放樣 路基施工放樣就是在線路中線樁兩側(cè)垂直線路的方向上，用邊樁或邊坡樣板等，標(biāo)出路堤的坡腳位置和路塹的坡頂位置。 (一) 直接丈量法 根據(jù)橫斷面設(shè)計(jì)圖中的尺寸，直接在工地上量出路肩、坡腳、排水溝等各特征點(diǎn)至中線樁的距離，定出邊樁位置。 (二) 逐漸接近法 通過(guò)計(jì)算來(lái)放邊樁，是目前工地上最常用的方法，尤其適合于地形復(fù)雜的地區(qū)。 (三) 平行線法 三、 竣工測(cè)量 竣工測(cè)量的任務(wù)是最后確定線路中線位置，供鋪軌之用，并檢查路基施工質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。竣工測(cè)量包括中線測(cè)量、中平測(cè)量和橫斷面測(cè)量。,19-7橋梁測(cè)量 一、 橋梁勘測(cè) (一) 橋梁勘測(cè)的目的和任務(wù) 橋梁勘測(cè)的目的是為選擇橋址和設(shè)計(jì)工作提供地形和水文資料。橋梁勘測(cè)的主要任務(wù)包括：(1) 橋渡線跨河長(zhǎng)度測(cè)量；(2) 橋址縱斷面測(cè)量；(3) 地面地形測(cè)量；(4) 水下地形測(cè)量；(5) 水文斷面和流速測(cè)量；(6) 洪水位和水面比降測(cè)量等。 (二) 水下地形測(cè)量 水下地形測(cè)量中平面測(cè)量的方法主要有斷面法和交會(huì)法。 斷面法適用于流速較慢的河流。 交會(huì)法則適用于水流較急的河流。 水下地形測(cè)量中高程測(cè)量分兩步，首先測(cè)量水面高程，然后測(cè)量水深。常用的水深測(cè)量工具有測(cè)深桿、測(cè)深錘或回聲測(cè)深儀等。,(三) 水文斷面和流速測(cè)量 水文斷面應(yīng)設(shè)在河道順直、河灘較窄、河床穩(wěn)定且靠近橋軸線的位置，斷面與水流方向垂直。測(cè)量流速的儀器有浮標(biāo)和流速儀等。 (四) 洪水位和水面比降測(cè)量 水面比降也稱水面坡度，等于同一瞬間兩處水面高程之差與兩處的距離之比。沿水流方向的比降稱縱比降，垂直于水流方向的比降稱橫比降。水面比降隨水位變化而變化，水位低時(shí)比降小，水位高則比降大。測(cè)量水面比降要在不同的水位進(jìn)行。,二、 橋梁施工測(cè)量 (一) 橋軸線及控制樁的測(cè)設(shè) 測(cè)設(shè)時(shí)，首先在線路中線上，依橋位樁號(hào)準(zhǔn)確地標(biāo)出橋臺(tái)和橋墩的中心樁、，在河道兩岸測(cè)設(shè)橋位控制樁F1、F2、F3、F4。然后分別在、點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀，測(cè)設(shè)橋臺(tái)和橋墩的中心線，并在兩側(cè)各設(shè)兩個(gè)以上控制樁，如1、2、3、4等等。如果、等橋臺(tái)、橋墩中心不能安置儀器，則可在兩岸先布設(shè)控制點(diǎn)，然后用交會(huì)法定出各軸線。,(二) 基礎(chǔ)施工測(cè)量 根據(jù)橋臺(tái)和橋墩的中心線，標(biāo)出基坑的開挖邊界線?；由峡诘?