第八章地形圖應(yīng)用PPT課件

1、平面圖1:20008-1 概述第1頁/共100頁1、圖號、圖名和鄰接圖表 ； 2、比例尺、圖幅范圍、坐標系統(tǒng)、 高程系統(tǒng)； 3、測圖年月和測圖單位 ； 4、圖的新舊。 一般原則: 先圖外后圖內(nèi) 、先地物后地貌、 先注記后符號、先主要后次要。二、讀圖方法8-1 概述第2頁/共100頁8-1 概述第3頁/共100頁城市地形圖1:10008-1 概述第4頁/共100頁 返回8-1 概述第5頁/共100頁一、確定點的平面坐標1:1000 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800oMpAYYMmAXXAA00如圖： 求A點坐標式中：

2、 ， 該點所在方格西南角坐標；M 比例尺分母0 x0y8-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第6頁/共100頁 考慮圖紙伸縮（l 格網(wǎng)理論長度10cm）MpApqlYYMmAmnlXXAA00例mymx120050000cmpAcmmA64 則:mymxAA12605408-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第7頁/共100頁1、圖解法（直接量測）dMD 22)()(ABABAByyxxD二、確定兩點間的水平距離二、確定兩點間的水平距離2、量測坐標計算（解析法）例：圖上量得dab=169.7mm,則AB的實地距離：mDAB7 .169mymxmymxBBAA1380,6601260,540mDAB705.169例：圖

3、上量得則算得 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800o1:10008-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第8頁/共100頁三、確定直線的坐標方位角三、確定直線的坐標方位角1、直接量測2、量測坐標計算)()(arctanABABABxxyy 例：圖上量得 45ABmymxmymxBBAA1380,6601260,540 45AB例：圖上量得則算得 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800o1:10008-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第9頁/共100頁第10頁/共100頁

4、例 已知Hm=53m=53m，h=1mh=1m量得 mF=d1=1m， mn=4mm。ddhHHmF1ABABABABDHHDhi= 53.75m則：式中：ABABDhA，B兩點間的高差A(yù)，B兩點間的實際 水平距離AB8-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第11頁/共100頁六、在圖上設(shè)計等坡線等坡線坡度相等的方向路線。例 設(shè)i=3.3,h=1m,求圖中AB之間的等坡線。解由得使園規(guī)兩腳尖的距離為圖上30m，在圖上從A點出發(fā)與等高線交點至B點。dhi mihd30033. 01 返回8-2地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容第12頁/共100頁用途：房地產(chǎn)計量 ，國土規(guī)劃，土石方計量 測量方法： 利用地形圖量測（圖解法）

5、 實地測量數(shù)據(jù)（實測法）計算方法： 有規(guī)則的幾何圖形 不規(guī)則的任意圖形 精度要求： 根據(jù)目的和用途的不同而定。8-3面積量算第13頁/共100頁一、幾何圖形法23A1A2A3145A=A1+A2+A3常用幾合圖形： 三角形 長方形 梯 形 正方形 扇 形 圓 形 8-3面積量算第14頁/共100頁第15頁/共100頁第16頁/共100頁niiiiyyxP111)(21 任意n邊形：niiiixxyp11121iiniiiyyxxp11121niiiiiyxyxp11121110110,yyyyxxxxnnnni=1或i=n時，公式出現(xiàn) 或00, yx11,nnyx8-3面積量算第17頁/共10

6、0頁三 、不規(guī)則圖形面積量算方法8-3面積量算第18頁/共100頁8-3面積量算第19頁/共100頁8-3面積量算第20頁/共100頁第21頁/共100頁第22頁/共100頁第23頁/共100頁1：100AB剖面圖1:1000ABHD平面圖1：10008-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第24頁/共100頁1、根據(jù)限制坡度求出相鄰等高線之間的最小平距dmin2、以A為圓心，以dmin為半徑，找出與相鄰等高線的交點3、依次做法，直到終點，依次連接各點I = h / ddmin= h / IH -等高距I -設(shè)計坡度8-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第25頁/共100頁1、連接分水山脊線。2、利用面積量算方法，

7、確定出匯水面積。3、據(jù)匯水面、最大降雨量計算最大流水量Q。4、據(jù)Q設(shè)計橋涵斷面。公路橋涵匯水范圍8-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第26頁/共100頁第27頁/共100頁注：交點右為H、 左為h。50m以上挖、以下填。8-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第28頁/共100頁4）計算填、挖土方量：挖挖挖AAV75. 1)9 . 05 . 16 . 20 . 2(41挖挖挖AAV54. 0)003 . 05 . 19 . 0(51填填填A(yù)AV13. 0)4 . 000(318-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第29頁/共100頁H08-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第30頁/共100頁1）在地形圖上繪制方格網(wǎng)LL；2）計算場

8、地的設(shè)計高程H；3）繪制設(shè)計等高線，求各方格頂點的 設(shè)計高程Hi； 4）確定填、挖邊界；5）計算挖、填高度h=H-Hi；6）計算填、挖方量。方法步驟：8-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第31頁/共100頁2021-11-1732場地平整土石方工程量的計算 場地平整通常是挖高填低。計算場地的挖方量和填方量，首先要確定場地的設(shè)計標高，由設(shè)計標高和天然地面的標高之差，可以得到場地的施工標高（挖填高度），由此可計算場地的挖方和填方的工程量。第32頁/共100頁 對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平

9、面。 第33頁/共100頁 場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。 第34頁/共100頁 (一).方格網(wǎng)法 計算步驟 劃分方格網(wǎng) 在方格網(wǎng)上標注填挖高度 計算方格網(wǎng)的零點位置 計算方格網(wǎng)中各方格的土方量 計算邊坡土方量 計算土方總量 第35頁/共100頁2021-11-1736 （1）、確定場地設(shè)計標高應(yīng)考慮的因素（原則）： a.盡量利用地形，以減少挖填方量； b.符合生產(chǎn)工業(yè)和運輸要求； c.場地內(nèi)的挖填方

10、量應(yīng)該相互平衡，以降低土方的運輸費用； d.考慮與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)及排水要求（0.2）。第36頁/共100頁2021-11-1737（2）、小型場地平整的方量計算小型場地平整且對場地標高無特殊要求時，一般可以根據(jù)平整前后土方量相等的原則求得設(shè)計標高，但是，這僅意味著把場地推平，不能保證總土方量最小。 場地設(shè)計標高是進行場地平整和土方量計算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計的依據(jù)，合理地確定設(shè)計標高，對減少土石方量、加速工程速度都有重要的經(jīng)濟意義。見下頁圖。第37頁/共100頁 圖片：第38頁/共100頁2021-11-1739A. 初步確定場地設(shè)計標高(第1步)將場地劃分為邊長為a（5m、10m、20

11、m或30m）的若干方格，將方格網(wǎng)角點的原地形標高標在圖上。原地形圖的標高可以用等高線內(nèi)插法求得或在實地測量得到。第39頁/共100頁 按照挖填土石方量相等的原則，場地設(shè)計標高可按下式計算：)432(4143210ZZZZnH+=第40頁/共100頁 B. 調(diào)整場地設(shè)計標高(第2步) 根據(jù)以上理論公式計算出的設(shè)計標高仍為一個理論值，還需要考慮以下的各種因素對它進行調(diào)整(三方面)： 第41頁/共100頁 (a). 由于土具有可松性，即一定體積的土方開挖后體積會變大，為此，需相應(yīng)的提高設(shè)計標高，以達到土方量的實際平衡。（見下頁圖）。 設(shè)h為土的可松性引起設(shè)計標高的增加值，則設(shè)計標高調(diào)整后的總挖方體積

12、V/ w應(yīng)為 ： 總填方體積為： hFVVwww=-/ /s/)-(KswwwTKhFVVV=第42頁/共100頁 圖片：第43頁/共100頁 此時，填方區(qū)的標高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣，提高h，即 ： 所以考慮土的可松性以后，場地的設(shè)計標高應(yīng)調(diào)整為：TTswwTTTFVKhFVFVVh-)-(-/=hHH+=0/0第44頁/共100頁 (b). 借土或棄土的影響，根據(jù)經(jīng)濟比較的結(jié)果，將部分挖土就近棄于場外，或部分填方就近取于場外而引起挖土土方量的變化，需增、減設(shè)計標高，最后確定為： 式中 Q假定按初步場地設(shè)計標高H0平整后多余（）或不足（）的土方量。2/0/0anQHH=第45頁/共100頁. (c

13、).考慮泄水坡度對設(shè)計標高的影響 場地的泄水坡度有兩種情況，單坡和雙坡，設(shè)計時都需計算出場地內(nèi)各方格角點實際施工時所采用的設(shè)計標高。在實際設(shè)計中，一般不考慮可松性、借土或棄土的影響，直接在初步確定出的場地的理論設(shè)計標高基礎(chǔ)上進行計算。第46頁/共100頁 單向泄水、雙向泄水示意圖：第47頁/共100頁 .單向泄水時（見下頁圖）， ，場地各點設(shè)計標高的求法： HnH0 LI此時，H0為一條線。 .雙向泄水時（見下頁圖），場地各點設(shè)計標高的求法： HnH0LxixLyiy此時，H0為一個點。第48頁/共100頁 確定最后設(shè)計高度(標于方格網(wǎng)圖上) 將場地的天然地面標高和設(shè)計標高分別標注在方格角點左

14、下方和右下方。場地天然標高與設(shè)計標高之差即為各角點的施工高度，挖（）填（），將施工高度標注于角點的右上方。將點號標注于角點的左上方（見下頁圖）。然后分別計算每一個方格的挖填方量，并算出場地邊坡的土方量，最后將挖方區(qū)、填方區(qū)的方量分別匯總。第49頁/共100頁標示方法示例： 角點標號 施工高度 7 0.36（挖） 地面標高 設(shè)計標高 70.7 70.34第50頁/共100頁確定最后設(shè)計高度(標于方格網(wǎng)圖上)第51頁/共100頁C.C.計算場地各個角點的施工高度計算場地各個角點的施工高度(第3步) 施工高度為角點設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設(shè)計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角

15、點的施工高度按下式計算： 式中 hi角點施工高度即填挖高度(以“+”為挖，“-”為填)； i 方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，n)。 設(shè)實iiiHHh-=第52頁/共100頁D. D. 計算計算“零點零點”位置，確定零線位置，確定零線(第4步) 方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”( (圖圖1.4)1.4)。第53頁/共100頁零點位置按下式計算： 式中 x1、x2角點至零點的距離，m； h1、h2相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)； a方格網(wǎng)的邊長，m。 2111hhahx+=2122hhahx+=第54頁/共100頁 確定零點的辦

16、法也可以用圖解法，如圖如圖1.51.5所示。方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。 第55頁/共100頁 E. 方格網(wǎng)法計算方格土方工程量(第5步) 關(guān)于土方體積的計算，下頁表中列出了一些計算公式。但是我們一般不用這些公式。方格網(wǎng)法中常用四角棱柱體法、三角棱柱體法：第56頁/共100頁 圖片第57頁/共100頁 (a).四角棱柱體法的體積計算方法（見下頁圖） 當方格四角點全挖或全填時，體積公式為：)(443212hhhhaV+=第58頁/共100頁 (a).四角棱柱體法的體積計算方法（

17、見下頁圖） 當方格部分挖、填時： 式中 某方格中挖、填施工高度的總和，取絕對值 某方格四個角點施工高度總和，取絕對值22)(4hhaV填填=22)(4hhaV挖挖=挖填h、hh第59頁/共100頁第60頁/共100頁 (b).三角棱柱體的體積計算方法 計算時先把方格網(wǎng)順地形等高線將各個方格劃分成三角形（下圖）。每個三角形的三個角點的施工高度用h1、h2、h3表示。第61頁/共100頁 (b).三角棱柱體的體積計算方法 當三角形三個角點全挖或全填時： )(63212hhhaV+=第62頁/共100頁 當三角形的三個角點有挖有填時，零線將三角形分成兩部分，一個是底面為三角形的錐體，另一個是底面為四

18、邊形的楔體（下頁圖），計算公式為：)(63231332hhhhhaV+=錐-)(62133231332hhhhhhhhaV+=楔第63頁/共100頁 當三角形的三個角點有挖有填時示意圖第64頁/共100頁 分析：四方棱柱體的計算公式是根據(jù)平距中斷面的近似公式推導(dǎo)而來的，當方格中地形不平時，誤差較大，但計算簡單，適合于手工計算；三角棱柱體的計算公式是根據(jù)立體幾何體積計算公式推導(dǎo)來的，當三角形順著等高線進行劃分時精確度較高，但計算繁雜，適合于機算。兩種方法計算結(jié)果最大誤差可達30 。 用方格網(wǎng)法計算土方量時，不包括邊坡土方量。第65頁/共100頁第66頁/共100頁（3）、最佳設(shè)計平面的確定當進行

19、大型場區(qū)豎向設(shè)計規(guī)劃時，要把天然地面改造成我們所要求的設(shè)計平面，就應(yīng)當滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝方面的要求，并盡量使挖填平衡和總的土方量最小。第67頁/共100頁 當?shù)匦屋^復(fù)雜時，場區(qū)一般需設(shè)計成多平面，此時，可根據(jù)工藝要求和地形，預(yù)先把場區(qū)劃分成幾個平面，分別計算出各最佳平面的各個參數(shù)。然后適當修正各設(shè)計平面交界處的標高，使場區(qū)平面的變化緩和且連續(xù)。第68頁/共100頁 因此，確定單平面的最佳設(shè)計平面是豎向規(guī)劃的基礎(chǔ)。 應(yīng)用最小二乘法原理，可以求得最佳設(shè)計平面參數(shù)（原點標高、地面坡度）。她是把場區(qū)豎向規(guī)劃中的設(shè)計平面看成一個三維問題，由解析幾何和線性代數(shù)的矩陣來解出它的最佳設(shè)計平面參數(shù)。第69頁

20、/共100頁（二）、邊坡土方量的計算 具體計算方法：根據(jù)規(guī)定的邊坡系數(shù)（mB/H），把挖方區(qū)和填方區(qū)的邊坡畫出來，然后把這些邊坡劃分成若干幾何形體，如三角棱柱體、三角棱錐體，再分別計算它們的體積。（下頁圖）。第70頁/共100頁 邊坡土方示意圖：第71頁/共100頁（二）、邊坡土方量的計算(上頁圖）。 第一種，三角棱錐體（如圖中的邊坡）邊坡體積為： 式中 邊坡的端面積 l1邊坡 的長度 h2角點的挖土高度 m邊坡系數(shù)，m寬/高11131lAV =22)(22221mhmhhA=第72頁/共100頁 第二種，三角棱柱體（如圖中的邊坡）邊坡體積一般為： 當所計算的三角棱柱體的兩個端面積相差較大時，

21、計算公式用： 42142lAAV+=)4(620144AAAlV+=第73頁/共100頁（三）、斷面法L112 234345566-+-+1 1-設(shè)計高程線地面高程線228-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第74頁/共100頁1、繪出相互平行的斷面方向線；2、按一定比例尺繪出各斷面圖，并將設(shè)計高程線展繪在斷面圖上；3、確定每一斷面圖上的填挖方面積(設(shè)計高程線與斷面圖所包圍的面積:AWi為挖方面積；ATi為填方面積；i表示斷面編號）；4、最后計算出相鄰兩斷面圖間的土方量填方量：AT=1/2(ATi+ATi+1)L挖方量：Aw=1/2(Awi+Awi+1)L方法步驟：8-4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用第75頁/

22、共100頁 斷面法: 沿場地取若干個相互平行的斷面（精度要求不高時，用地形圖定出；精度要求高時，實地測量定出），將所取的每個斷面（包括邊坡斷面）劃分為若干個三角形和梯形（下頁圖）。則某一斷面中各小塊的面積為：+=;2;22212111dhhfdhf第76頁/共100頁 斷面法示意圖：第77頁/共100頁（三）、斷面法 假設(shè)d1d2dnd（為一固定值），則: 設(shè)各斷面面積分別為：F1、F2、Fn ，相鄰兩斷面間的距離依次為：l1、l2、ln，則所求土方量為： 用斷面法計算土方量時，邊坡土方量已包括在內(nèi)。)(4321hhhhdFi+=nnnlFFlFFlFFV2221 -232121+=第78頁/

23、共100頁【例8.1】: 某場地方格網(wǎng)及角點原地面標高（見下頁圖），方格邊長40m。設(shè)計要求場地泄水坡度沿長度方向為0.2（ix），沿寬度方向為0.3（iy），泄水方向順地形。試求： （1）.按挖填平衡原則，確定場地的平整設(shè)計標高。 （2）.繪出零線，計算總的挖方量和土方量。第79頁/共100頁 見指導(dǎo)書P14圖110第80頁/共100頁 解 ：（1）. 按挖填平衡原則，確定場地的平整初步設(shè)計標高。 首先按 （45.843.044.142.2）2（45.244.044.842.844.242.9）4（44.643.7）44.0（m）641)432(4143210ZZZZnH+=第81頁/共10

24、0頁 場地設(shè)計標高需要按設(shè)計要求的泄水坡度進行調(diào)整。泄水方向應(yīng)盡量符合原地面的坡度走向，這樣可以使場地平整施工的土方量較小，因此，沿場地的長度方向取ix0.2（向右），沿場地的寬度方向取iy0.3（向下）。調(diào)整標高時，不考慮可松性和借土棄土影響，以場地中心的設(shè)計標高仍為H0，其他角點的設(shè)計標高按下式進行調(diào)整： HnH0LxixLyiy第82頁/共100頁 H11440.2600.34044.24（m） H12440.2200.34044.16（m） H13440.2200.34044.08（m） H14440.2600.34044.0（m） H21440.26044.12（m） 其余角點的設(shè)計

25、標高見下頁圖111下頁。第83頁/共100頁 圖片第84頁/共100頁 （2）.現(xiàn)在按下式計算各角點的施工高度： hijH天然H設(shè)計 h1145.844.241.56(m) h14（m）其余的見圖上。 用零線劃分挖填區(qū)。它應(yīng)該從施工高度為正、負的相鄰兩角點通過，見下頁圖，零線的具體位置一般沒有必要詳細確定。下面計算土方量： 挖方區(qū)： 方格11為： （1.561.040.680.56）1536（m3）4402)(443212hhhhaV+=第85頁/共100頁 指P15圖111第86頁/共100頁 同理 V21648（m3） V挖12 527.84 （m3） 同理 V挖

26、22138.35（m3） 所以 V總挖1536648527.84138.35 2850.19（m3） 同理計算填方區(qū)的方量： V總填968153623.84282.252810.19（m3）22)(4hhaV挖挖=第87頁/共100頁【例例8.28.2】: : 某建筑場地方格網(wǎng)如圖如圖1.71.7所示所示，方格邊長為20m20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量。 第88頁/共100頁【解】 (1) 根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標高和自然標高，計算結(jié)果列于圖圖1.81.8中。 由公式得： h1=251.50-251.40=0.10 h

27、2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34 h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06第89頁/共100頁第90頁/共100頁(2) 計算零點位置。從圖圖1.81.8中可知，15、26、6

28、7、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此方格邊上有零點存在。 由公式求得： 15線 x1=4.55(m) 26線 x1=13.10(m) 67線 x1=7.69(m) 711線 x1=8.89(m) 1112線 x1=15.38(m) 第91頁/共100頁 將各零點標于圖上，并將相鄰的零點連接起來，即得零線位置，如如圖圖1. .8。 (3) 計算方格土方量。方格、底面為正方形，土方量為： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面為兩個梯形，土方量為： V(+)=20/8(4.5