線路工程測(cè)設(shè)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第1頁(yè)/共77頁(yè)110100水漢110120100110 12000圖 8-1 地形圖第2頁(yè)/共77頁(yè)第3頁(yè)/共77頁(yè)第4頁(yè)/共77頁(yè))1 (0RHssmRHsmmH)21 (220Ryssmg2202Rysmmy第5頁(yè)/共77頁(yè))1 (0RHssmAB平均高程面A點(diǎn)高程面B點(diǎn)高程面大地水準(zhǔn)面HmS0SR第6頁(yè)/共77頁(yè)22222121RyRHyyRyRHxxmmsmmsssyx ,yx,第7頁(yè)/共77頁(yè)yxyynnyyyymmxx1110211112)()(yxyyynnnyyyyymmmxx11121021112112)()(第8頁(yè)/共77頁(yè)表122 高斯、克呂格坐標(biāo)換帶表（六度帶

2、）第9頁(yè)/共77頁(yè)續(xù)上表第10頁(yè)/共77頁(yè)第11頁(yè)/共77頁(yè)第12頁(yè)/共77頁(yè)第13頁(yè)/共77頁(yè)豎 直 角距離測(cè)回?cái)?shù)測(cè)回?cái)?shù)最大角值（）測(cè)回間較差（）指標(biāo)差互差（）邊長(zhǎng)范圍（m）往返各一測(cè)回往返各測(cè)兩測(cè)回2088200500第14頁(yè)/共77頁(yè)第15頁(yè)/共77頁(yè)第16頁(yè)/共77頁(yè)第17頁(yè)/共77頁(yè)第18頁(yè)/共77頁(yè)第19頁(yè)/共77頁(yè)第20頁(yè)/共77頁(yè)12150266 63043232 71. 022yxsf第21頁(yè)/共77頁(yè)01357132 JDJD24257132 DJDJ82013571242571 f0903 n0928 f0002180051130471. 03DJ 3DJ 3DJ 3DJ

3、 2DJ 4DJ 第22頁(yè)/共77頁(yè)圖 126第23頁(yè)/共77頁(yè)第24頁(yè)/共77頁(yè)第25頁(yè)/共77頁(yè)第26頁(yè)/共77頁(yè)1 . 02000s第27頁(yè)/共77頁(yè)第28頁(yè)/共77頁(yè)圖 1210第29頁(yè)/共77頁(yè)第30頁(yè)/共77頁(yè)第31頁(yè)/共77頁(yè)讀數(shù)。為了削減由于測(cè)站l前視距離長(zhǎng)而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，可將測(cè)站4的后視距離適當(dāng)加長(zhǎng)。另外，溝底中樁水準(zhǔn)測(cè)量因?yàn)槭侵疁?zhǔn)路線，故應(yīng)另行記錄。當(dāng)跨越的深谷較寬時(shí)，亦可采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量方法。第32頁(yè)/共77頁(yè)第33頁(yè)/共77頁(yè)第34頁(yè)/共77頁(yè)第35頁(yè)/共77頁(yè)一般應(yīng)在百米樁和線路縱、橫向地形明顯變化處及曲線控制樁處測(cè)繪橫斷面。在大橋橋頭、隧道洞口、擋土墻重點(diǎn)工程地

4、段及地質(zhì)不良地段，橫斷面應(yīng)適當(dāng)加密。 橫斷面測(cè)繪寬度，根據(jù)地面坡度、路基中心填挖高度、設(shè)計(jì)邊坡及工程上的需要來(lái)決定。應(yīng)滿足路基、取土坑、棄土堆及排水溝設(shè)計(jì)的需要和施工放樣的要求。（二） 橫斷面方向的測(cè)定線路橫斷面方向，在直線上應(yīng)垂直線路中線；在曲線地段，則應(yīng)與測(cè)點(diǎn)處的切線相垂直。 確定直線地段橫斷面的方向，可以用經(jīng)緯儀或方向架直接測(cè)定。若用方向架（圖1213）測(cè)定，可將方向架立于中線測(cè)點(diǎn)上，用一個(gè)方向瞄準(zhǔn)中線上遠(yuǎn)方定向標(biāo)桿，則方向架瞄準(zhǔn)的另一個(gè)方向就是橫斷面的方向。 曲線上的橫斷面方向，若用方向架，則如圖1214所示，將力向架立于待測(cè)斷面B上，使其一個(gè)方向照準(zhǔn)曲線上的A點(diǎn)，在另一力向上可標(biāo)定出

5、1點(diǎn)；再用方向架照準(zhǔn)與A等距的C點(diǎn)，同法可標(biāo)定出2點(diǎn)，使B1B2，則l2的中點(diǎn)N與B的連線即為橫斷面的方向。若用經(jīng)緯儀標(biāo)定方向，則應(yīng)撥角90（為后視點(diǎn)偏角）。第36頁(yè)/共77頁(yè)第37頁(yè)/共77頁(yè)1 . 0200100lh1 . 0100l式中 h檢查點(diǎn)至線路中樁 的高差（m）。 l檢查點(diǎn)至線路中樁 的水平距離（m）。 （五） 橫斷面圖的繪制 橫斷面圖一般繪在毫米方格紙上，為便于路基斷面設(shè)計(jì)和面積計(jì)算，其水平距離和高程采用相同比例尺，一般為1:300，如圖1217。 橫斷面圖最好采取現(xiàn)場(chǎng)邊測(cè)邊繪的方法，這樣既可省去記錄，又可實(shí)地核對(duì)檢查，避免錯(cuò)誤。若用全站儀測(cè)量、自動(dòng)記錄，則可在室內(nèi)通過(guò)計(jì)算繪制

6、橫斷面圖，大大提高工效。圖 1217第38頁(yè)/共77頁(yè)圖1218一、圓曲線要素計(jì)算與主點(diǎn)測(cè)設(shè)為了測(cè)設(shè)圓曲線的主點(diǎn)，要先計(jì)算出圓曲線的要素。（一）圓曲線的主點(diǎn)如圖1218所示：JD交點(diǎn)，即兩直線相交的點(diǎn)；ZY直圓點(diǎn)，按線路前進(jìn)方向由直線進(jìn)入曲線的分界點(diǎn)；QZ曲中點(diǎn)，為圓曲線的中點(diǎn)；YZ圓直點(diǎn)，按線路前進(jìn)方向由圓曲線進(jìn)入直線的分界點(diǎn)。ZY、QZ、YZ三點(diǎn)稱為圓曲線的主點(diǎn)。第39頁(yè)/共77頁(yè)左右RRERLRT2sec 180 2tan 0外矢距曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)圖1218第40頁(yè)/共77頁(yè)第41頁(yè)/共77頁(yè)圖1219 2弦長(zhǎng)計(jì)算鐵路曲線半徑一般很大，20 m的圓弧長(zhǎng)與相應(yīng)的弦長(zhǎng)相差很小，如R = 450

7、m時(shí)，弦弧差為2 mm，兩者的差值在距離丈量的容許誤差范圍內(nèi)，因而通常情況下，可將20 m的弧長(zhǎng)當(dāng)作弦長(zhǎng)看待；只有當(dāng)R 400 m時(shí)，測(cè)設(shè)中才考慮弦弧差的影響。第42頁(yè)/共77頁(yè)180RK18022RK11131232nn第43頁(yè)/共77頁(yè)第44頁(yè)/共77頁(yè)第45頁(yè)/共77頁(yè)第46頁(yè)/共77頁(yè)iiiiiRcaRLasin2 2180圖 12-22iic , 測(cè)設(shè)時(shí)，將測(cè)距儀安置于ZY點(diǎn)上，以JD為后視00000方向，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)偏角，持鏡者沿長(zhǎng)弦視線方向移動(dòng)，司鏡人員用測(cè)距儀的跟蹤測(cè)量法跟蹤，當(dāng)顯示數(shù)字與弦長(zhǎng)接近時(shí)，反光鏡停下，正式測(cè)出斜距和豎直角，然后算出水平距離；當(dāng)平距與弦長(zhǎng)相差1 m左右時(shí)

8、，用2m的鋼卷尺直接量距并釘下木板樁，再將反光鏡安于木樁上來(lái)校核距離，與弦長(zhǎng)相差1 cm之內(nèi)即可。長(zhǎng)弦偏角法不僅可以跨越地面上的障礙，而且精度高、速度快，是一種能適用于各種地形的測(cè)設(shè)方法。第47頁(yè)/共77頁(yè)180)cos1 (sinRLaRyRxiiiiii第48頁(yè)/共77頁(yè)圖 1224第49頁(yè)/共77頁(yè)圖 12-25第50頁(yè)/共77頁(yè)Cl 1 或lCRl 0RCl 圖 12-26第51頁(yè)/共77頁(yè)Cl 5113749254224033663345640ClClClyClCllx032025640RllylRllxRlyRllx64020023000第52頁(yè)/共77頁(yè)圖1227 圖1228第5

9、3頁(yè)/共77頁(yè)2secpOO0000RlRlRlpRllmRlRl24268824240218063118022034020230000000第54頁(yè)/共77頁(yè)圖12290/dld0Rlpl 0Rldlld020002RllRlldldll0ll 0180200Rl0000tanxy00000tanxy36000Rl第55頁(yè)/共77頁(yè) -2 2sec)( 180180)2(2 2tan)( 000LTqRpRERlRlLpRmT切曲差外矢距曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)第56頁(yè)/共77頁(yè)ZH33+424.67-l0 60HY33+484.67+L/2-l0 94.82QZ33+579.49+L/2-l0 94.

10、82YH33+674.31+l0 60HZ33+734.31ZH33+424.67+2T 315.1233+739.79-q 5.47HZ33+734.32 (校核)第57頁(yè)/共77頁(yè))2212( 2 )2112( 3 1802)2012( 1806 )1412( 6 )(sin 020203故又見(jiàn)式很小bRllRllRllyly002b圖 12-30第58頁(yè)/共77頁(yè)026Rllii2222121:nnlll11312,3,2Nlllllln012123122,3,2Nn0211N0i05480118050066018063000 Rl551654801 2201 N第59頁(yè)/共77頁(yè)圖 1

11、2-31 圖12-32第60頁(yè)/共77頁(yè)（一）坐標(biāo)計(jì)算公式如圖 1233，它是以 ZH（或 HZ）為坐標(biāo)原點(diǎn)，以切線為 x 軸，垂直切線方向?yàn)?y 軸。1 緩和曲線部分 RllylRllx032025640（1226）2 圓曲線部分pRymRxiiii)cos1 ( sin（1227）式中00180Rilii實(shí)際應(yīng)用時(shí)，切線支距亦可由鐵路曲線測(cè)設(shè)用表第三冊(cè)第九表中查取，其格式如表1214。（二）測(cè)設(shè)方法與切線支距法測(cè)設(shè)圓曲線的方法相同（124四）圖 12-33第61頁(yè)/共77頁(yè)由式（1226）及式（1227）可以按式（1228）計(jì)算出曲線上任一點(diǎn)的弦長(zhǎng) c 及偏角，將測(cè)距儀安置于 ZH（或 H

12、Z）點(diǎn)，即可進(jìn)行曲線測(cè)設(shè)。其中iiiiiixyyxcarctan22偏角弦長(zhǎng) （1228）式中iiyx ,為曲線上任一點(diǎn) i 的坐標(biāo)。偏角法有校核，適用于山區(qū)，但其缺點(diǎn)是誤差積累，故測(cè)設(shè)時(shí)要注意經(jīng)常檢核。支距法，其方法簡(jiǎn)單，誤差不積累，其缺點(diǎn)是安置儀器次數(shù)多，曲線點(diǎn)相互獨(dú)立，故測(cè)設(shè)中的錯(cuò)誤不易發(fā)現(xiàn)，它僅適用于平坦地區(qū)及支距 y 較小的曲線。長(zhǎng)弦偏角法測(cè)設(shè)精度高、速度快、任何地區(qū)均可適用。第62頁(yè)/共77頁(yè)一、偏角法遇障礙時(shí)曲線的測(cè)設(shè)（一）圓曲線測(cè)設(shè)遇障礙如圖 1234，在圓曲線 A 安置經(jīng)緯儀測(cè)設(shè)完 1、2、3 點(diǎn)，當(dāng)測(cè)設(shè) 4 點(diǎn)時(shí)不通視，需要把儀器安置于 3 點(diǎn)上（該點(diǎn)樁已釘小釘） 。為了利

13、用原先已算好的偏角資料，以 00000后視A 點(diǎn)， 倒鏡后直接撥偏角4， 用鋼尺量出弦長(zhǎng) 34 與視線相交定出 4 點(diǎn)， 同法可定出 5、 6、 各點(diǎn)。由以上測(cè)設(shè)方法得出結(jié)論：經(jīng)緯儀置于曲線上任一點(diǎn)，繼續(xù)向前測(cè)設(shè)曲線點(diǎn)時(shí)，首先將度盤讀數(shù)撥到所對(duì)后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)的偏角值，照準(zhǔn)后視點(diǎn)，倒鏡后，打開照準(zhǔn)部撥所測(cè)點(diǎn)的偏角值即可。另一種測(cè)設(shè)方法加圖 1235，以 3 點(diǎn)為測(cè)站，以（3603）后視 A 點(diǎn)，倒鏡后，當(dāng)度盤讀數(shù)為 00000時(shí)，其視線方向?yàn)?3 點(diǎn)的切線方向，再撥偏角43即可得到 4 點(diǎn)的方向，量弦長(zhǎng) 34 與視線方向相交，即可得到 4 點(diǎn)；同法可定出 5、6等點(diǎn)。由此可以得出結(jié)論：經(jīng)緯儀置于曲線

14、上任一點(diǎn)，繼續(xù)向前測(cè)設(shè)時(shí)，于度盤上安置測(cè)站至后視點(diǎn)間的偏角值，并照準(zhǔn)后視點(diǎn)；倒鏡后，松開照準(zhǔn)部，撥測(cè)站至測(cè)設(shè)點(diǎn)間的偏角值，即可得到測(cè)設(shè)點(diǎn)的方向。上述二種方法，可按照測(cè)設(shè)者的習(xí)慣來(lái)選用，其關(guān)鍵是正確計(jì)算后視點(diǎn)方向的度盤安置讀數(shù)。圖 1235圖 12-34第63頁(yè)/共77頁(yè)因視線受阻，儀器安置于 ZH（或 HZ）點(diǎn)不能一次將緩和曲線上各分段點(diǎn)測(cè)設(shè)完，可將經(jīng)緯儀安置于任一已測(cè)設(shè)的分段點(diǎn)上，繼續(xù)向前測(cè)設(shè)。如圖 1336，B，T 為緩和曲線上已測(cè)設(shè)的分段點(diǎn)（已打樁釘釘） ，置鏡于 T 點(diǎn)，后視 B 點(diǎn)并使度盤安置為后視偏角B，倒鏡，松開照準(zhǔn)部，反撥前視點(diǎn) F 的前視偏角F，在此視線上量距即可得 F 點(diǎn)。

15、后視點(diǎn)和前視點(diǎn)得偏角，可按下式計(jì)算：)2)(-()2)(-(11TFTFTBBTFB前視點(diǎn)偏角后視點(diǎn)偏角（1228）式中1為緩和曲線第一分段點(diǎn)得偏角，18060211Rll；B、T、F 分別為后視點(diǎn)、置鏡點(diǎn)、前視點(diǎn)的分段點(diǎn)編號(hào)；l1 = 10 cm 圖 1236第64頁(yè)/共77頁(yè)導(dǎo)證：如圖 1236設(shè)l1為第 1 分段點(diǎn)的曲線長(zhǎng)（一般為 10 cm） ，則B 點(diǎn)距 ZH 點(diǎn)的曲線長(zhǎng)1lBlB；T 點(diǎn)距 ZH 點(diǎn)的曲線長(zhǎng)1lTlT；F 點(diǎn)距 ZH 點(diǎn)的曲線長(zhǎng)1lFlF；T為測(cè)站 T 點(diǎn)的切線角 TTFF而 022RllTT （見(jiàn) 125五）TFTFTFxxyytan TF角甚小，TFTFtan；

16、又TFTFllxx 022RllllyyTTFTFF020303266RllllRllRllTTFTF)2(61220TTFFllllRl （y 得轉(zhuǎn)換見(jiàn)式（1214） ）)2)(610TFFFllllRl)2)(6021TFTFRll)2)(1TFTF同理可證)2)(12TBBT第65頁(yè)/共77頁(yè)（一） 交點(diǎn)不能到達(dá)時(shí)的測(cè)設(shè)方法當(dāng)交點(diǎn)位于河流、深溝、建造物中，或由于線路轉(zhuǎn)角過(guò)大使切線太長(zhǎng)，交點(diǎn)不便測(cè)設(shè)，這時(shí)可用副交點(diǎn)法或?qū)Ь€法來(lái)測(cè)設(shè)副交點(diǎn)，以代替交點(diǎn)。1. 副交點(diǎn)法如圖 1237，交點(diǎn) JD10（C）位于河流中不能測(cè)設(shè)，因而轉(zhuǎn)向角也就無(wú)法直接測(cè)定。此時(shí)可在直線 I 的適當(dāng)位置選擇一點(diǎn) A 打

17、樁釘釘，該點(diǎn)稱為副交點(diǎn) JD101；同法，可在直線 II 選一點(diǎn) B 與 A 通視，且便于量距，稱為副交點(diǎn) JD102。測(cè)量1，1，并丈量 AB 的距離。為保證精度，角度應(yīng)用 J2或 J6級(jí)經(jīng)緯儀觀測(cè)二個(gè)測(cè)回；距離應(yīng)往返丈量，在限差內(nèi)時(shí)取平均值。由于轉(zhuǎn)向角21；AC，BC 的距離按正弦定理推得。根據(jù) R，l0即可計(jì)算曲線綜合要素 T、L、E0、q，并由此來(lái)測(cè)設(shè)主點(diǎn) ZH、HZ，QZ。其方法為：（1）置鏡于 A，后視直線 I 上任一轉(zhuǎn)點(diǎn)樁，在該方向上由 A 量?。═AC）長(zhǎng)度，即得 ZH 點(diǎn)；用同樣得方法，置鏡于 B 點(diǎn)，可測(cè)設(shè)處出 HZ 點(diǎn)。（2）因?yàn)?CME0，2/ )180(，在CAM中，

18、根據(jù) AC、CM 及，用余弦定理可求出 AM 的長(zhǎng)度，并由正弦定理求得)CAM(。置鏡于 A，后視 ZH，根據(jù)及 AM 可定出 QZ（M）點(diǎn)。QZ 應(yīng)用測(cè)回法分中定點(diǎn)，距離應(yīng)往返丈量，在限差內(nèi)時(shí)取平均值。圖 1237第66頁(yè)/共77頁(yè)當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜，二切線上的副交點(diǎn)不通視或者相距較遠(yuǎn)時(shí)，可以用導(dǎo)線將二個(gè)副交點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，如圖 1238。實(shí)地測(cè)出導(dǎo)線各轉(zhuǎn)折及連接角 A、B 和導(dǎo)線邊長(zhǎng)、以 A 為坐標(biāo)原點(diǎn)，AC（切線）為 x 軸，則00000 AC；轉(zhuǎn)向角ACCB，即直線 CB的方位角為曲線的轉(zhuǎn)向角。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，可以求得 AC 及BC 得邊長(zhǎng)，即：tanBBCyxxACsinByBC 曲線

19、綜合要素計(jì)算和主點(diǎn)測(cè)設(shè)方法同副交點(diǎn)法。圖 1238第67頁(yè)/共77頁(yè)1. 在 HY（或 YH）上安置經(jīng)緯儀測(cè)設(shè)如圖 1239，主點(diǎn) ZH（或 YH）位于水中不能測(cè)設(shè)，這時(shí)首先利用切線支距法由 JD 沿切線方向量出（Tx0）打樁釘釘，再由此樁于切線垂直方向量出 y0打樁釘釘，得到 HY（或 YH） ，然后將經(jīng)緯儀安置在 HY 上，后視 JD 轉(zhuǎn)角得到切線方向，即可測(cè)設(shè)曲線。其中000arctan180 xTy2. 利用極坐標(biāo)法在曲線上設(shè)置控制點(diǎn)如圖 1240，當(dāng)緩和曲線上有障礙時(shí)，可由切線上的 A 點(diǎn)用極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)曲線點(diǎn) B。由 B點(diǎn)里程可以得到 B 上得切線坐標(biāo)BByx ，從而可以得到距離 D

20、AB和A角。)(arctanABBAxxyABAByDsin/將經(jīng)緯儀置于 A 點(diǎn)，后視 JD，撥A角，沿視線方向量出 DAB ，即得 B 點(diǎn)。圖 1239圖 1240第68頁(yè)/共77頁(yè)前面介紹的幾種遇到障礙物時(shí)曲線的測(cè)設(shè)方法，基本上都是在線路上設(shè)站來(lái)進(jìn)行的，導(dǎo)致測(cè)站多，工作進(jìn)度慢。若中線上也有障礙時(shí)，則測(cè)設(shè)起來(lái)更加困難。若用光電測(cè)距儀（或全站儀）配合袖珍計(jì)算機(jī)（如 PC1500 或 PCE500） ，則可在任意點(diǎn)設(shè)站利用坐標(biāo)法測(cè)設(shè)曲線，這種方法靈活、效率高，應(yīng)予推廣使用。（一） 測(cè)設(shè)原理它是根據(jù)坐標(biāo)反算求得角度和距離，再利用極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)設(shè)。如圖 1241，當(dāng)儀器在中線上設(shè)站測(cè)設(shè)曲線不便時(shí)，可預(yù)先在與曲線通視良好的地方選一測(cè)站點(diǎn)p，釘樁打小釘，先將一起安置于 ZH（0）點(diǎn)，以 JD為后視零方向，以 ZH 為坐標(biāo)原點(diǎn)，量出水平角及到坐標(biāo) p 點(diǎn)的平距。D0 p，則p0即可求得測(cè)站 p 的坐標(biāo) xp，yp然后將測(cè)距儀安置于 p 點(diǎn)，根據(jù) 1 點(diǎn)里程即可知道 x1，y1，則 arctan 01111121211ppppppppxxyyayyxxD水平角方位角平距（1230）同法，可求得 i、m點(diǎn)的測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)。測(cè)設(shè)時(shí)，以 p為測(cè)