公路中線測(cè)量實(shí)用教案

1、8-2路線(lxin)交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè) 一、交點(diǎn)的測(cè)設(shè) 公路路線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為交點(diǎn)，用JD表示。對(duì)于一般低等級(jí)的公路，通常采用(ciyng)一次定測(cè)的方法直接放線，在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定交點(diǎn)位置。對(duì)于高等級(jí)的公路或地形復(fù)雜的地段，需在帶狀地形圖上進(jìn)行紙上定線，然后把紙上定好的路線放到路面上，一般采用(ciyng)穿線交點(diǎn)法和撥角放線法標(biāo)定交點(diǎn)位置。 第1頁(yè)/共40頁(yè)第一頁(yè)，共41頁(yè)。 二、轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè) 在相鄰交點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)或不通視的情況下，需在其連線上測(cè)設(shè)一些供放線、交點(diǎn)、測(cè)角、量距時(shí)照準(zhǔn)之用的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，其測(cè)設(shè)方法如下。如圖8-10所示，JD1、JD2為相鄰不通視的交點(diǎn)，ZD為初定轉(zhuǎn)點(diǎn)，現(xiàn)欲在不移

2、動(dòng)交點(diǎn)的條件下精確(jngqu)定出轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD，具體方法是這樣的：將經(jīng)緯儀安置于ZD，后視JD1，用正倒鏡分中法得JD2，用視距法測(cè)定前后交點(diǎn)與ZD的視距分別為D1、D2。如果JD2與JD2的偏差為f，則ZD應(yīng)橫移的距離e可用下式計(jì)算：第2頁(yè)/共40頁(yè)第二頁(yè)，共41頁(yè)。 按計(jì)算值e移動(dòng)ZD定出ZD，然后將儀器(yq)移至ZD，檢查ZD是否位于兩交點(diǎn)之連線上，如果偏差在容許范圍內(nèi)，則ZD可作為JD5與JD6間的轉(zhuǎn)點(diǎn)。 fDDDe211第3頁(yè)/共40頁(yè)第三頁(yè)，共41頁(yè)。8-3路線(lxin)轉(zhuǎn)角的測(cè)定和里程樁的設(shè)置 一、路線轉(zhuǎn)角的測(cè)定 1 路線右角的觀測(cè) 按路線的前進(jìn)方向，以路線為界，在路線右側(cè)的水

3、平角稱為右角，如圖8-11中所示的12。在中線測(cè)量中，一般是采用測(cè)回法測(cè)定。上、下兩個(gè)(lin )半測(cè)回所測(cè)角值的不符值視公路等級(jí)而定：高速公路、一級(jí)公路為20；二級(jí)及二級(jí)以下的公路為60。如在容許范圍內(nèi)，可取兩個(gè)(lin )半測(cè)回的平均值作為最后結(jié)果。 第4頁(yè)/共40頁(yè)第四頁(yè)，共41頁(yè)。 2轉(zhuǎn)角(zhunjio)的計(jì)算 當(dāng)右角測(cè)定以后，根據(jù)值計(jì)算路線交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角(zhunjio)。當(dāng)180時(shí)為右轉(zhuǎn)角(zhunjio)（路線向右轉(zhuǎn)）。當(dāng)180時(shí)為左轉(zhuǎn)角(zhunjio)（路線向左轉(zhuǎn)），左轉(zhuǎn)角(zhunjio)和右轉(zhuǎn)角(zhunjio)按下式計(jì)算： 右=180 180 左=180 180 第5頁(yè)

4、/共40頁(yè)第五頁(yè)，共41頁(yè)。 3分角線方向的標(biāo)定 由于測(cè)設(shè)平曲線的需要，測(cè)角組同時(shí)要在路線設(shè)置曲線的一側(cè)把分角線的方向標(biāo)定出來(lái)，在右角測(cè)定(cdng)后，如圖所示，測(cè)定(cdng)后，儀器處于盤右，瞄準(zhǔn)前視ZD的狀態(tài)，設(shè)此時(shí)水平盤的讀數(shù)為，則分角線方向值（即瞄準(zhǔn)分角線方向時(shí)水平度盤讀數(shù)）應(yīng)為： 2第6頁(yè)/共40頁(yè)第六頁(yè)，共41頁(yè)。 4測(cè)定后視方向的視距 在中線測(cè)量中，為防止丈量距離時(shí)的錯(cuò)誤，要求測(cè)角組還要用視距測(cè)量的方法（或測(cè)距儀、全站儀）測(cè)定兩交點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)）間的距離，作為(zuwi)中樁組量距時(shí)校核用。 5磁方位角的觀測(cè)與推算 為了保證測(cè)角的精度，測(cè)角組還需進(jìn)行路線角度閉合差的校核，當(dāng)路線導(dǎo)線

5、與高級(jí)控制點(diǎn)連接時(shí)，可按附合導(dǎo)線的計(jì)算方法計(jì)算角度閉合差，如在限差內(nèi)，則可進(jìn)行閉合差的調(diào)整。當(dāng)路線無(wú)法與高級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)每天作業(yè)開(kāi)始與收工時(shí)，測(cè)磁方位角至少一次，以便與推算的磁方位角核對(duì)（按式8-4）其誤差不得超過(guò)2，超過(guò)限差，要查明原因及時(shí)糾正，若符合要求，則可繼續(xù)測(cè)下去。 Ai=A0+右左 式中： A0起始導(dǎo)線邊的磁方位角； 右計(jì)算導(dǎo)線邊以前所有右轉(zhuǎn)角之和； 左計(jì)算導(dǎo)線邊以前所有左轉(zhuǎn)角之和； 第7頁(yè)/共40頁(yè)第七頁(yè)，共41頁(yè)。二、里程(lchng)樁的設(shè)置 為了確定路線中線的位置(wi zhi)和路線的長(zhǎng)度，滿足縱、橫斷面測(cè)量的需要以及為以后路線施工放樣打下基礎(chǔ)，必須由路線的起

6、點(diǎn)開(kāi)始每隔一段距離釘設(shè)木樁標(biāo)志，稱為里程樁。里程樁亦稱中樁，樁點(diǎn)表示路線中線的具體位置(wi zhi)。 里程樁分為整樁和加樁兩種。 1 整樁 在直線上和曲線上，其樁距按規(guī)定的要求而設(shè)。它的里程樁號(hào)均為整數(shù)，且為要求樁距的整倍數(shù)。 當(dāng)量距每至百米及千米時(shí)，要釘設(shè)百米樁及公里樁。 2加樁 加樁又分為地形加樁、地物加樁、曲線加樁、地質(zhì)加樁、斷鏈加樁和行政區(qū)域加樁等。第8頁(yè)/共40頁(yè)第八頁(yè)，共41頁(yè)。樁位標(biāo)志(biozh)示意圖 第9頁(yè)/共40頁(yè)第九頁(yè)，共41頁(yè)。8-4 圓曲線(qxin)測(cè)設(shè) 圓曲線又稱單曲線，是由一定半徑的圓弧構(gòu)成，它是路線彎道中最基本的平曲線形式。 一、圓曲線的主點(diǎn)測(cè)設(shè) 設(shè)在交

7、點(diǎn)JD處相鄰兩直線(zhxin)邊與半徑為R的圓曲線相切，其切點(diǎn)ZY和YZ稱為曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)；分角線與曲線相交的交點(diǎn)QZ稱為曲線中點(diǎn)，如圖所示，它們統(tǒng)稱為圓曲線主點(diǎn)，其位置是根據(jù)曲線要素確定的。 第10頁(yè)/共40頁(yè)第十頁(yè)，共41頁(yè)。第11頁(yè)/共40頁(yè)第十一頁(yè)，共41頁(yè)。 1圓曲線要素 單圓曲線有下列六個(gè)要素： a-偏角（又稱轉(zhuǎn)折角）是用經(jīng)緯儀在交點(diǎn)處測(cè)得； R-圓曲線半徑，是根據(jù)工程要求結(jié)合地形條件選定的。 a與R確定曲線形狀的基本要素，根據(jù)它們可計(jì)算( j sun)以下四個(gè)要素，由圖可以看出： 切線長(zhǎng) 曲線長(zhǎng)2tgRT180RL第12頁(yè)/共40頁(yè)第十二頁(yè)，共41頁(yè)。 外矩 切曲差 D=2T

8、-L 2.主點(diǎn)里計(jì)算 交點(diǎn)JD的里程已由中線丈量時(shí)獲得。由于中線并不經(jīng)過(guò)交點(diǎn)，故曲線中點(diǎn)QZ和終點(diǎn)YZ的里程，必須由起點(diǎn)ZY的里程沿曲線長(zhǎng)度推算，其算式如下： 起點(diǎn)ZY樁號(hào)=交點(diǎn)JD樁號(hào)切線(qixin)長(zhǎng) 終點(diǎn)YZ樁號(hào)=起點(diǎn)ZY樁號(hào)+曲線長(zhǎng) 中點(diǎn)QZ樁號(hào)=終點(diǎn)YZ樁號(hào)曲線長(zhǎng) 交點(diǎn)JD樁號(hào)=中點(diǎn)QZ樁號(hào)+切曲差（校核）) 12(secRE第13頁(yè)/共40頁(yè)第十三頁(yè)，共41頁(yè)。 3主點(diǎn)測(cè)設(shè) 從交點(diǎn)沿后視方向，量取切線長(zhǎng)T，可得曲線起點(diǎn)ZY。沿前視方向量取切線長(zhǎng)T，可得曲線終點(diǎn)YZ。最后沿分角線方向量最取外距E，即得曲線中點(diǎn)QZ。主點(diǎn)上控制樁，在測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行校核，并保證(bozhng)一定的精度。

9、 第14頁(yè)/共40頁(yè)第十四頁(yè)，共41頁(yè)。 例1 1：設(shè)某交點(diǎn)JDJD里程(lchng)(lchng)為K2+968.43K2+968.43，圓曲線半徑R=200mR=200m，測(cè)得其偏角為34341212，計(jì)算各要素和各主點(diǎn)樁號(hào)。 1. 1.計(jì)算各曲線要素。 T=200T=200tg17tg1706=61.53 (m)06=61.53 (m) 119.38 (m)119.38 (m) E=200(sec17E=200(sec1706-1)=9.25(m)06-1)=9.25(m) D=2D=261.53-119.38=3.68 (m)61.53-119.38=3.68 (m) 第15頁(yè)/共40

10、頁(yè)第十五頁(yè)，共41頁(yè)。 2計(jì)算(j sun)各主點(diǎn)的樁號(hào)。 JD K2+968.43 ）T 61.53 ZY K2+906.90 +)L 119.38 YZ K3+026.28 )L/2 59.69 QZ K2+966.59 +)D/2 1.84 JD K2+968.43 （計(jì)算(j sun)無(wú)誤）第16頁(yè)/共40頁(yè)第十六頁(yè)，共41頁(yè)。二、圓曲線(qxin)(qxin)的詳細(xì)測(cè)設(shè) 圓曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)方法很多，可根據(jù)地形情況。工程要求，測(cè)設(shè)精度等靈活(ln hu)采用。下面介紹切線支距法和偏角法。 1切線支距法 這種方法是以曲線起點(diǎn)YZ或終點(diǎn)ZY為坐標(biāo)原點(diǎn)，以切線為X軸，以過(guò)原點(diǎn)的半徑為Y軸，根據(jù)

11、曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)（X，Y）進(jìn)行測(cè)設(shè)，故又稱直角坐標(biāo)法。 如圖所示，設(shè)P1、P2為曲線上的待測(cè)點(diǎn)，為它們的樁距（弧長(zhǎng)），其所對(duì)的圓心角為，由圖可以看出 ：第17頁(yè)/共40頁(yè)第十七頁(yè)，共41頁(yè)。180,)cos1 (sinRlRyRx式中第18頁(yè)/共40頁(yè)第十八頁(yè)，共41頁(yè)。 測(cè)設(shè)時(shí)，為了避免支距y過(guò)大，一般由曲線兩端向中間設(shè)置，其步驟如下：首先沿切線方向，由ZY或YZ開(kāi)始用卷尺量取x值，得到垂足(chu z)點(diǎn)；在各垂足(chu z)點(diǎn)作垂線方向，量取y值，即可定出曲線點(diǎn)P。垂線方向可用方向架或經(jīng)緯儀定出，當(dāng)y值小于1m時(shí)，可目估確定。在測(cè)設(shè)時(shí)，可量所定各點(diǎn)向弦長(zhǎng)進(jìn)行校核。 第19頁(yè)/共40頁(yè)第

12、十九頁(yè)，共41頁(yè)。 2偏角法 是以曲線起點(diǎn)ZY或終點(diǎn)YZ至曲線任一點(diǎn)Pi的弦線與切線T之間的弦切角（這里稱為偏角）i和弦長(zhǎng)ci來(lái)確定(qudng)Pi點(diǎn)的位置。 如圖所示，根據(jù)幾何原理，偏角i等于相應(yīng)弧長(zhǎng)所對(duì)的圓心角i的一半，即i= 。 2i第20頁(yè)/共40頁(yè)第二十頁(yè)，共41頁(yè)。偏角法：第21頁(yè)/共40頁(yè)第二十一頁(yè)，共41頁(yè)。8-5 虛交 虛交是指路線的交點(diǎn)（JD）處不能設(shè)樁，更無(wú)法安置儀器（如交點(diǎn)落于河中、深谷下，峭壁上或建筑物上等），此時(shí)測(cè)角、量距無(wú)法直接按前述方法進(jìn)行。有是交點(diǎn)雖設(shè)樁和安置儀器，但因轉(zhuǎn)角較大，交點(diǎn)遠(yuǎn)離(yun l)曲線，也可做虛交處理。 第22頁(yè)/共40頁(yè)第二十二頁(yè)，共4

13、1頁(yè)。虛交圖第23頁(yè)/共40頁(yè)第二十三頁(yè)，共41頁(yè)。 如圖8-18可知：在由輔助(fzh)點(diǎn)A、B和虛交點(diǎn)JD構(gòu)成的三角形中，應(yīng)用邊角關(guān)系及正弦定理可得：=A+B 根據(jù)轉(zhuǎn)角和選定的半徑R，即可算得切線長(zhǎng)T和曲線長(zhǎng)L，再由a、b、T，計(jì)算輔助(fzh)點(diǎn)A、B至曲線ZY點(diǎn)和YZ點(diǎn)的距離t1和 t2:： t1=Ta 、 t2=Tbsinsin)180sin(sinBBABABasinsin)180sin(sinAAABABb第24頁(yè)/共40頁(yè)第二十四頁(yè)，共41頁(yè)。 如果計(jì)算出的t1、 t2出現(xiàn)負(fù)值，說(shuō)明曲線的ZY點(diǎn)、YZ點(diǎn)位于輔助點(diǎn)與虛交點(diǎn)(jiodin)之間。根據(jù)t1、 t2即可定出曲線的ZY點(diǎn)

14、和YZ點(diǎn)。A點(diǎn)的里程量出后，曲線主點(diǎn)的里程亦可算出。 曲中點(diǎn)QZ的測(cè)設(shè)，可采用以下方法： 如上圖所示，設(shè)MN為QZ點(diǎn)的切線，則： T=Rtan 測(cè)設(shè)時(shí)由ZY和YZ點(diǎn)分別沿切線量出T得M點(diǎn)和N點(diǎn)，再由M點(diǎn)或N點(diǎn)沿MN或NM方向量出T即得QZ點(diǎn)。 曲線主點(diǎn)定出后，即可用切線支距法或偏角法進(jìn)行曲線詳細(xì)測(cè)設(shè)。 4第25頁(yè)/共40頁(yè)第二十五頁(yè)，共41頁(yè)。 例：如圖8-18，測(cè)得A=1518，B=1822，AB=54.68m，選定半徑R=300m，A點(diǎn)的里程樁號(hào)為K9+048.53。試計(jì)算測(cè)設(shè)主點(diǎn)的數(shù)據(jù)(shj)及主點(diǎn)的里程樁號(hào)。 解：由A=1518=15.3，B=1822=18.367得： =A+B=1

15、518+1822=3340=33.667 根據(jù)=3340，R=300m，計(jì)算T和L： 第26頁(yè)/共40頁(yè)第二十六頁(yè)，共41頁(yè)。 T= =300tan =90.77m L=R =30033.667 =176.28m 2tanR2667.33180180sinsinBABa 667.33sin367.18sin68.54m08.31sinsinaABb 667.33sin3 .15sin68.54m03.26第27頁(yè)/共40頁(yè)第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。 因此(ync)：t1=T-a=90.77-31.08=59.69m t2=T-b=90.77-26.03=64.74m 為測(cè)設(shè)QZ點(diǎn)，計(jì)算T如下： T

16、=Rtan =300tan =44.39m24667.33第28頁(yè)/共40頁(yè)第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。 計(jì)算主點(diǎn)里程(lchng)如下： A點(diǎn) K9+048.53 ）t1 59.69 ZY K8+988.84 +)L 176.28 YZ K9+165.12 )L/2 88.14 QZ K9+076.98第29頁(yè)/共40頁(yè)第二十九頁(yè)，共41頁(yè)。8-6 緩和(hunh)曲線的測(cè)設(shè) 車輛在曲線上行駛，會(huì)產(chǎn)生(chnshng)離心力。由于離心力的作用，車輛將向曲線外側(cè)傾倒，影響車輛的安全行駛和順適。為了減少離心力的影響，路面必須在曲線外側(cè)加高，稱為超高。在直線上超高為0，在圓曲線上超高為h，這就需要在直線

17、與圓曲線之間插入一段曲率半徑由無(wú)窮大逐漸變化至圓曲線半徑R的曲線，使超高由零逐漸增加到h，同時(shí)實(shí)現(xiàn)曲率半徑的過(guò)渡，這段曲線稱為緩和曲線。 緩和曲線可采用回旋線（亦稱為輻射螺旋線），三次拋物線、雙紐線等線型。目前我國(guó)公路系統(tǒng)中，均采用回旋線作為緩和曲線。第30頁(yè)/共40頁(yè)第三十頁(yè)，共41頁(yè)。一、圓曲線(qxin)(qxin)帶有緩和曲線(qxin)(qxin)的主點(diǎn)測(cè)設(shè) 1內(nèi)移值p與切線增值q 如圖所示，在直線與圓曲線之間插入緩和曲線時(shí)，必須將原有的圓曲線向內(nèi)移動(dòng)距離p，才能使緩和曲線的起點(diǎn)位于直線方向上，這時(shí)切線增長(zhǎng)q。公路上一般采用圓心不動(dòng)的平行移動(dòng)方法，即未設(shè)緩和曲線時(shí)的圓曲線為FG，其半

18、徑(bnjng)為（R+P）；插入兩段緩和曲線AC和BD后，圓曲線向內(nèi)移，其保留部分為CMD，半徑(bnjng)為R，所對(duì)的圓心角為（20）。由圖可知： 第31頁(yè)/共40頁(yè)第三十一頁(yè)，共41頁(yè)。緩和(hunh)曲線圖：第32頁(yè)/共40頁(yè)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)。 p= q= )cos1 (00 Ry0sin0Rx 將上式中cos0、sin0展開(kāi)為級(jí)數(shù)(j sh)，略去高次項(xiàng)，可得：p= q= Rls242232402Rllss第33頁(yè)/共40頁(yè)第三十三頁(yè)，共41頁(yè)。2曲線(qxin)測(cè)設(shè)元素 當(dāng)測(cè)得轉(zhuǎn)角，圓曲線半徑(bnjng)R和緩和曲線s確定后，即可按下列公式計(jì)算曲線測(cè)設(shè)元素。 切線(qixin)長(zhǎng) TH=（R+P）tg +q曲線長(zhǎng) LH= R （ = 2sl 2180)20lsR2180第34頁(yè)/共40頁(yè)第三十四頁(yè)，共41頁(yè)。其中圓曲線長(zhǎng)Ly=R（ 外距 EH=（R+p）sec -R 切曲差 DH=2TH-LH 3主點(diǎn)測(cè)設(shè)根據(jù)交點(diǎn)的里程(lchng)和曲線測(cè)設(shè)元素，計(jì)算主點(diǎn)里程(lchng) 直緩點(diǎn) ZH=JDTH 緩圓點(diǎn) HY=ZH+s180)202第35頁(yè)/共40頁(yè)第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。 圓緩點(diǎn) YH