測量學(xué)19鐵路工程測量課件

1、測量學(xué)19鐵路工程測量第十九章第十九章 鐵路工程測量鐵路工程測量19-119-1概述概述一、一、 鐵路工程的一般知識鐵路工程的一般知識( (一一) ) 線路線路 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)備和道岔等測量學(xué)19鐵路工程測量( (二二) ) 橋梁橋梁 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

2、等；下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺和它們的基礎(chǔ)。此外，橋頭錐體防護建筑也屬于橋梁范圍。 3 橋梁基礎(chǔ) 測量學(xué)19鐵路工程測量 ( (三三) ) 涵洞涵洞 涵洞是當(dāng)線路跨過較小的溪流或水渠時，設(shè)置在路基下的過水構(gòu)筑物。( (四四) ) 隧道隧道 隧道是在山區(qū)修建鐵路時從山體中鑿出的一個地下通道，使線路能比較直順而平緩地通過。隧道一般由以下幾部分組成：(1) 洞身；(2) 襯砌；(3) 洞門。測量學(xué)19鐵路工程測量二、二、 鐵路建設(shè)的基本程序鐵路建設(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)計施工的基本建設(shè)階段，是測量工作的

3、主要集中階段，包括初步設(shè)計和施工設(shè)計；第三階段為驗收通車與投資效果反饋的投產(chǎn)階段。測量學(xué)19鐵路工程測量三、三、 鐵路工程建設(shè)中的測量工作鐵路工程建設(shè)中的測量工作 勘測設(shè)計階段是測量工作最集中的時期，有草測、初測和定測等不同階段的工作。草測時要進行視距導(dǎo)線和小比例尺的地形測繪。初測在初步設(shè)計階段以前進行，包括插大旗、導(dǎo)線測量、高程測量和地形測量。初測目前較多采用航測方法測繪地形圖，有時也采用地面攝影測量方法。定測在施工設(shè)計前進行，包括交點放線、中線測設(shè)(直線和曲線測設(shè))、縱斷面測量和橫斷面測量等?？睖y設(shè)計階段的測量任務(wù)由設(shè)計部門負責(zé)。 施工階段的首項工作是進行交樁和復(fù)測。路基施工前要進行路基邊

4、樁的放樣。在施工過程中要隨時進行中線和高程方面的檢測。對于大型橋隧工程，施工前需作施工控制網(wǎng)。施工階段的測量主要由承擔(dān)工程的工程局負責(zé)。驗收階段的測量任務(wù)是進行貫通全線的竣工測量，輔助驗收部門檢查施工質(zhì)量，提交施工成果圖紙資料等。 運營階段經(jīng)常需要進行線路的維修和改擴建，也需要一系列的測量，包括既有線路的詳細測量和施工放樣等，與新建鐵路設(shè)計施工階段測量任務(wù)一樣，只是其集中程度不同。測量學(xué)19鐵路工程測量19-2 19-2 鐵路初測中的測量工作鐵路初測中的測量工作一、一、 鐵路初測中的大旗組鐵路初測中的大旗組 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)線點的位置。二、二、

5、 鐵路初測中的導(dǎo)線測量鐵路初測中的導(dǎo)線測量 (一) 布設(shè)導(dǎo)線的基本要求 初測導(dǎo)線是測繪線路帶狀地形圖和定測放線的基礎(chǔ)。導(dǎo)線布設(shè)應(yīng)首先滿足這兩項基本要求，同時還要便于導(dǎo)線本身的測角和量邊。 (二) 導(dǎo)線測量方法 水平角測量主要應(yīng)用J2和J6經(jīng)緯儀，測量一個測回。邊長測量應(yīng)用光電測距儀往返測量各一測回，每測回讀數(shù)兩次。 測量學(xué)19鐵路工程測量 (三) 導(dǎo)線的檢核 鐵路測量技術(shù)規(guī)程規(guī)定在導(dǎo)線的起訖點以及導(dǎo)線中間，與國家平面控制點或同等精度的其他平面控制點不遠于30 km時應(yīng)聯(lián)測。聯(lián)測可采用后方交會、前方交會或側(cè)方交會等方法。線路測量的平面坐標(biāo)很難完全采用國家統(tǒng)一坐標(biāo)，因為采用統(tǒng)一坐標(biāo)的投影，使導(dǎo)線長

6、度產(chǎn)生變形，而采用實際長度更切合工程設(shè)計的使用。聯(lián)測計算導(dǎo)線總閉合差時須進行投影換算。計算導(dǎo)線總閉合差時應(yīng)將導(dǎo)線測量成果改化到大地水準面和高斯平面上去。最后用經(jīng)過改化的坐標(biāo)增量來計算導(dǎo)線的閉合差。當(dāng)附合導(dǎo)線兩端點的已知控制點不在同一投影帶時，應(yīng)先將鄰帶的控制點換算到同一帶，然后再進行計算。 (四) 導(dǎo)線點的展繪測量學(xué)19鐵路工程測量三、鐵路初測中的水準測量三、鐵路初測中的水準測量 在鐵路初測階段所進行的水準測量任務(wù)有兩類：一是沿線建立高程控制點，為地形測量和以后定測、施工測量、竣工測量等服務(wù)；二是測定導(dǎo)線點的高程。初測中的水準測量按五等（等外水準）的要求進行。 水準測量在鐵路測量中習(xí)慣上稱做“

7、抄平”。根據(jù)工作目的和精度的不同，水準測量又分為水準點高程測量（通稱基平，即水準基點的抄平）和中樁高程測量（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點并測定其高程。水準路線應(yīng)起始并閉合于國家水準控制點上，線路較長時應(yīng)與國家水準點聯(lián)測。 (二) 中平 中平在初測中的任務(wù)是測定導(dǎo)線點的高程。中樁高程測量采用單程水準路線，附合于水準基點。在地形起伏較大的地段，可采用三角高程測量。測量學(xué)19鐵路工程測量四、鐵路初測中的地形測量四、鐵路初測中的地形測量 鐵路初測中的地形測量是測量沿線帶狀地形圖，作為線路設(shè)計和方案比較的依據(jù)。比例尺一般為12000，地形簡單的地區(qū)可用15

8、000，地形復(fù)雜的地區(qū)使用11000。測量寬度，在平坦地區(qū)為每側(cè)200300 m，丘陵地區(qū)為150200m。測量方法同一般地形測量的碎部測量。測量學(xué)19鐵路工程測量19-3 19-3 鐵路定線測量鐵路定線測量 定線測量的任務(wù)是把圖紙上設(shè)計好的線路中心線(即紙上定線)或在野外實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，也就是要把確定線路各直線段的控制點和交點測設(shè)到地面。一、穿線法放線一、穿線法放線 穿線法放線就是先根據(jù)控制導(dǎo)線測設(shè)出線路直線上必要的轉(zhuǎn)點，然后用經(jīng)緯儀檢查這些標(biāo)定點是否在一條直線上，并延長相鄰兩直線得到直線的交點，從而達到定線的目的。 (一) 放線的步驟 (1) 室內(nèi)

9、選點。(2) 計算標(biāo)定要素。(3) 現(xiàn)場放線。(4) 穿線。(5) 確定交點。 測量學(xué)19鐵路工程測量 ( (二二) ) 穿線法放線的特點穿線法放線的特點 (1) 每一條直線是根據(jù)初測的導(dǎo)線獨立放出的，一條直線的誤差不會影響到下一條直線，測量誤差不會積累，精度比較均勻。 (2) 適用于地形起伏較大、直線端點通視不良的地段。 (3) 要求設(shè)計路線與初測導(dǎo)線相距較近，如很遠，將影響放線精度和效率。 (4) 步驟多，工序較復(fù)雜，工效較低。測量學(xué)19鐵路工程測量二、二、 撥角法放線撥角法放線 撥角法放線是根據(jù)紙上定線先計算出各交點的轉(zhuǎn)向角和相鄰交點間的距離，然后在野外按照標(biāo)定要素依次測設(shè)各交點。圖中C

10、1、C2、為初測導(dǎo)線點，A、B、C為紙上定線的各直線交點。其測設(shè)的步驟為: (1) 計算標(biāo)定要素、等。 (2) 現(xiàn)場放線。首先根據(jù)標(biāo)定要素定出線路交點A；然后在A點設(shè)站，根據(jù)標(biāo)定要素得到交點B，同時測設(shè)直線上的中線樁、轉(zhuǎn)點樁等；接下來將儀器搬到B點，根據(jù)標(biāo)定要素得到交點C點，如此繼續(xù)下去。 (3) 連續(xù)測設(shè)35 km后與初測導(dǎo)線附合一次，進行檢查。測量學(xué)19鐵路工程測量三、三、 中線測設(shè)中線測設(shè) 中線測設(shè)的任務(wù)是把線路中線的位置在地面上詳細標(biāo)定出來。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

11、到該樁點的距離，通常用3+492.17這種形式表示該點里程為3492.17m。 直線段的中樁測設(shè)方法是，將測距儀設(shè)在直線段起始控制點，瞄準直線另一端的控制點，然后在二者中間每隔一定距離標(biāo)定中樁位置。測量學(xué)19鐵路工程測量19-4 19-4 曲線測設(shè)曲線測設(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。在變坡點處，必須用曲線連接不同坡度，此種曲線稱為豎曲線。一、一、 圓曲線的測設(shè)圓曲線的測設(shè) 圓曲線測設(shè)分兩步，首先測設(shè)曲線的主點，即直圓點(ZY)、曲線中點(QZ)和圓直點(YZ)。然后進行曲線的詳細測設(shè)，即在曲線上每

12、相距10m或20m測設(shè)一個曲線樁。 測量學(xué)19鐵路工程測量 (一) 圓曲線主點標(biāo)定要素及其計算 圓曲線的半徑R、線路轉(zhuǎn)向角、切線長T、曲線長L、外矢距E及切曲差q等稱為圓曲線的標(biāo)定要素。 (二) 圓曲線主點里程的計算 (三) 主點測設(shè) 測設(shè)主點時，在轉(zhuǎn)向點JD安置經(jīng)緯儀，順次瞄準兩切線方向，沿切線方向丈量切線長T，標(biāo)定曲線的起點ZY和終點YZ。然后再照準ZY點，測設(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QZ。測量學(xué)19鐵路工程測量測量學(xué)19鐵路工程測量19-519-5線路縱橫斷面圖的測繪線路縱橫斷面圖的測繪一、一、 線路縱斷面的測繪線路縱斷面的測繪 線路縱

13、斷面測繪的任務(wù)是沿著地面上已經(jīng)定出的線路測出所有中線樁的高程，并根據(jù)測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。 線路縱斷面測量從初測建立的水準基點起，用水準測量方法測量。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。按線路前進方向自左向右繪制。測量學(xué)19鐵路工程測量二、二、 線路橫斷面圖的測繪線路橫斷面圖的測繪 橫斷面方向在直線地段與線路方向垂直；在曲線地段與各點的切線方向垂直。 (1) 經(jīng)緯儀測量橫斷面。將儀器置于中線上

14、，讀取中線樁兩側(cè)地形變化點的視距和豎直角，計算出各點相對于中線樁的水平距離和高差。 (2) 水準儀測量橫斷面。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至中線樁的距離，再測出其高差。 橫斷面圖一般是繪制在毫米方格紙上。為了便于計算面積和設(shè)計路基斷面，其水平距離和高程采用同一比例尺，通常是1200。測量學(xué)19鐵路工程測量19-6 19-6 線路施工測量線路施工測量一、一、 線路施工的復(fù)測線路施工的復(fù)測 (一) 復(fù)測步驟 首先，檢查相鄰兩轉(zhuǎn)向點間的中線樁是否在同一直線上；第二，復(fù)測轉(zhuǎn)向角，丈量切線長；第三，復(fù)測曲線樁；最后，復(fù)測固定樁間距，丈量線路實際長度。 (二) 復(fù)測精度要求 (三

15、) 中線固定樁的保護測量學(xué)19鐵路工程測量二、二、 路基的施工放樣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、排水溝等各特征點至中線樁的距離，定出邊樁位置。 (二) 逐漸接近法 通過計算來放邊樁，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、竣工測量三、竣工測量 竣工測量的任務(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)計要求。竣工測量包括中線測量、中平測量和橫斷面測量。測量學(xué)19鐵路工程測量19-

16、719-7橋梁測量橋梁測量一、一、 橋梁勘測橋梁勘測(一) 橋梁勘測的目的和任務(wù) 橋梁勘測的目的是為選擇橋址和設(shè)計工作提供地形和水文資料。橋梁勘測的主要任務(wù)包括：(1) 橋渡線跨河長度測量；(2) 橋址縱斷面測量；(3) 地面地形測量；(4) 水下地形測量；(5) 水文斷面和流速測量；(6) 洪水位和水面比降測量等。 (二) 水下地形測量 水下地形測量中平面測量的方法主要有斷面法和交會法。 斷面法適用于流速較慢的河流。 交會法則適用于水流較急的河流。 水下地形測量中高程測量分兩步，首先測量水面高程，然后測量水深。常用的水深測量工具有測深桿、測深錘或回聲測深儀等。 測量學(xué)19鐵路工程測量 (三)

17、 水文斷面和流速測量 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，水位低時比降小，水位高則比降大。測量水面比降要在不同的水位進行。測量學(xué)19鐵路工程測量二、二、 橋梁施工測量橋梁施工測量 (一) 橋軸線及控制樁的測設(shè) 測設(shè)時，首先在線路中線上，依橋位樁號準確地標(biāo)出橋臺和橋墩的中心樁、，在河道兩岸測設(shè)橋位控制樁F1、F2、F3、F4。然后分別在、點上安置經(jīng)緯儀，測設(shè)橋臺和橋墩的中心線，并在兩側(cè)各設(shè)兩個以上控制樁，如1、2、3、4等等。如果、等橋臺、橋墩中心不能安置儀器，則可在兩岸先布設(shè)控制點，然后用交會法定出各軸線。 測量學(xué)19鐵路工程測量 (二) 基礎(chǔ)施工測量 根據(jù)橋臺和橋墩的中心線，標(biāo)出基坑的開挖邊界線?；由峡诘某叽?，應(yīng)依坑深、坡度、土質(zhì)情況和施工方法而定。當(dāng)基