長(zhǎng)安大學(xué)《測(cè)量學(xué)》第12章路線(xiàn)縱、橫斷面測(cè)量

1、第十二章 路線(xiàn)縱、橫斷面測(cè)量長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院12-1 12-1 概述概述 路線(xiàn)縱斷面測(cè)量：又稱(chēng)中線(xiàn)高程測(cè)量，它的任務(wù)是又稱(chēng)中線(xiàn)高程測(cè)量，它的任務(wù)是在道路中線(xiàn)測(cè)定之后，測(cè)定中線(xiàn)各里程樁的地面高在道路中線(xiàn)測(cè)定之后，測(cè)定中線(xiàn)各里程樁的地面高程，供路線(xiàn)縱斷面圖點(diǎn)繪地面線(xiàn)和設(shè)計(jì)縱坡之用。程，供路線(xiàn)縱斷面圖點(diǎn)繪地面線(xiàn)和設(shè)計(jì)縱坡之用。 路線(xiàn)縱斷面高程測(cè)量采用路線(xiàn)縱斷面高程測(cè)量采用水準(zhǔn)測(cè)量?？v斷面測(cè)量可分為?？v斷面測(cè)量可分為基平測(cè)量和和中平測(cè)量。 橫斷面測(cè)量是測(cè)定路中線(xiàn)各里程樁兩側(cè)垂直于中線(xiàn)是測(cè)定路中線(xiàn)各里程樁兩側(cè)垂直于中線(xiàn)方向的地面高程，供路線(xiàn)橫斷面圖點(diǎn)繪地面線(xiàn)、路基方向的地面高程，供路線(xiàn)橫斷面圖點(diǎn)繪地面線(xiàn)

2、、路基設(shè)計(jì)、土石方數(shù)量計(jì)算以及施工邊樁放樣等使用。設(shè)計(jì)、土石方數(shù)量計(jì)算以及施工邊樁放樣等使用。 12-2 12-2 基平測(cè)量基平測(cè)量 基平測(cè)量工作主要是沿線(xiàn)設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)定其高程，建工作主要是沿線(xiàn)設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)定其高程，建立路線(xiàn)高程控制測(cè)量，作為中平測(cè)量、施工放樣及竣工驗(yàn)立路線(xiàn)高程控制測(cè)量，作為中平測(cè)量、施工放樣及竣工驗(yàn)收的依據(jù)。收的依據(jù)。 一、路線(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置一、路線(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置 路線(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)是用水準(zhǔn)測(cè)量方法建立的路線(xiàn)高程測(cè)控制點(diǎn)。是用水準(zhǔn)測(cè)量方法建立的路線(xiàn)高程測(cè)控制點(diǎn)。 水準(zhǔn)點(diǎn)根據(jù)需要和用途不同，道路沿線(xiàn)可布設(shè)根據(jù)需要和用途不同，道路沿線(xiàn)可布設(shè)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)。 水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的

3、密度：間距宜為水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的密度：間距宜為1km-1.5km1km-1.5km；山嶺重；山嶺重丘區(qū)可根據(jù)需要適當(dāng)加密為丘區(qū)可根據(jù)需要適當(dāng)加密為1km1km左右；大橋、隧道洞口左右；大橋、隧道洞口及其它大型構(gòu)造物兩端應(yīng)按要求增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。及其它大型構(gòu)造物兩端應(yīng)按要求增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。 二、基平測(cè)量的方法二、基平測(cè)量的方法12-2 12-2 基平測(cè)量基平測(cè)量我國(guó)公路水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)：高速、一級(jí)公路為四等，二、三、四級(jí)公路為五等。公路有關(guān)構(gòu)造物的水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。12-2 12-2 基平測(cè)量基平測(cè)量二、基平測(cè)量的方法二、基平測(cè)量的方法 水準(zhǔn)點(diǎn)的高程測(cè)定，應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)選定水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)點(diǎn)的高程測(cè)

4、定，應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)選定水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺類(lèi)型，通常采用一臺(tái)水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)點(diǎn)間作往返觀測(cè)，水準(zhǔn)尺類(lèi)型，通常采用一臺(tái)水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)點(diǎn)間作往返觀測(cè)，也可用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀作單程觀測(cè)。也可用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀作單程觀測(cè)。 基平測(cè)量時(shí)，采用一臺(tái)水準(zhǔn)儀往返觀測(cè)或兩臺(tái)水準(zhǔn)儀單程基平測(cè)量時(shí)，采用一臺(tái)水準(zhǔn)儀往返觀測(cè)或兩臺(tái)水準(zhǔn)儀單程觀測(cè)所得閉合差應(yīng)符合水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求，且不得超過(guò)觀測(cè)所得閉合差應(yīng)符合水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求，且不得超過(guò)容許值。容許值。 當(dāng)測(cè)段閉合差在規(guī)定容許閉合差（限差）之內(nèi)，取其高差當(dāng)測(cè)段閉合差在規(guī)定容許閉合差（限差）之內(nèi)，取其高差平均值作為兩水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差。超出限差則必須重測(cè)。平均值作為兩水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差。超出限差

5、則必須重測(cè)。12-2 12-2 基平測(cè)量基平測(cè)量三、跨河水準(zhǔn)測(cè)量三、跨河水準(zhǔn)測(cè)量跨河水準(zhǔn)測(cè)量：是指水準(zhǔn)路線(xiàn)跨越江河（或湖塘、沼澤、寬是指水準(zhǔn)路線(xiàn)跨越江河（或湖塘、沼澤、寬溝、洼地、山谷等），視線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定的水準(zhǔn)測(cè)量。溝、洼地、山谷等），視線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定的水準(zhǔn)測(cè)量。 1 1測(cè)站與觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)測(cè)站與觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 兩岸測(cè)站至水邊的距離應(yīng)盡可能相等；兩岸測(cè)站至水邊的距離應(yīng)盡可能相等； 兩岸儀器的水平視線(xiàn)距水面的高度應(yīng)相等，視線(xiàn)高度應(yīng)不兩岸儀器的水平視線(xiàn)距水面的高度應(yīng)相等，視線(xiàn)高度應(yīng)不小于小于2m2m。 跨河視線(xiàn)跨河視線(xiàn)I I1 1B B、I I2 2A A應(yīng)力求相等應(yīng)力求相等; ; 岸上視線(xiàn)岸上視線(xiàn)

6、I I1 1A A、I I2 2B B長(zhǎng)度不得短于長(zhǎng)度不得短于10m10m， 且彼此相等。且彼此相等。 12-2 12-2 基平測(cè)量基平測(cè)量三、跨河水準(zhǔn)測(cè)量三、跨河水準(zhǔn)測(cè)量2 2觀測(cè)程序及注意事項(xiàng)觀測(cè)程序及注意事項(xiàng)(1)(1)采用一臺(tái)儀器施測(cè)時(shí)，先在安置儀器，照準(zhǔn)采用一臺(tái)儀器施測(cè)時(shí)，先在安置儀器，照準(zhǔn)A A點(diǎn)近尺，讀點(diǎn)近尺，讀數(shù)數(shù)a a1 1；再照準(zhǔn)遠(yuǎn)尺；再照準(zhǔn)遠(yuǎn)尺B B，讀數(shù)，讀數(shù)a a1 1 ，則，則h h1 1=a=a1 1- - b b1 1 ，此為前半測(cè)回，此為前半測(cè)回（2 2）照準(zhǔn)遠(yuǎn)尺）照準(zhǔn)遠(yuǎn)尺A A，得讀數(shù)，得讀數(shù)a a2 2 ；再照準(zhǔn)近尺；再照準(zhǔn)近尺B B，得，得b b2 2

7、，則，則h h2 2=a=a2 2- - b b2 2 ，此即后半測(cè)回。取兩個(gè)半測(cè)回的平均值，即，此即后半測(cè)回。取兩個(gè)半測(cè)回的平均值，即組成一個(gè)測(cè)回。組成一個(gè)測(cè)回。 12-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量 中平測(cè)量中平測(cè)量主要是利用基平測(cè)量布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)及高程，引測(cè)主要是利用基平測(cè)量布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)及高程，引測(cè)出各中樁的地面高程，作為繪制路線(xiàn)斷面地面線(xiàn)的依據(jù)。出各中樁的地面高程，作為繪制路線(xiàn)斷面地面線(xiàn)的依據(jù)。一、中平測(cè)量的方法一、中平測(cè)量的方法中平測(cè)量一般是以?xún)上噜徦疁?zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)中平測(cè)量一般是以?xún)上噜徦疁?zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，逐個(gè)測(cè)定中樁的地面高程，直至閉合于下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。始

8、，逐個(gè)測(cè)定中樁的地面高程，直至閉合于下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。 12-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量 中平測(cè)量主要是利用基平測(cè)量布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)及高程，引主要是利用基平測(cè)量布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)及高程，引測(cè)出各中樁的地面高程，作為繪制路線(xiàn)斷面地面線(xiàn)的依測(cè)出各中樁的地面高程，作為繪制路線(xiàn)斷面地面線(xiàn)的依據(jù)。據(jù)。一、中平測(cè)量的方法一、中平測(cè)量的方法測(cè)站1測(cè)站2測(cè)站3中視最遠(yuǎn)距離150 ；中視距離讀到位基平測(cè)量獲得0+000524.7820.606BM2523.062.32K1+240515.140517.3861.5212.246ZD2515.651.01+180515.461.20+160515.840.82+14051

9、6.140.52+120516.160.50+100513.499516.6611.0063.162ZD1512.48513.612.030.90+060+080513.890.62+040512.611.90+020512.891.62K0+000BM1高程為高程為基平所基平所測(cè)測(cè)基平測(cè)得基平測(cè)得BM2高程高程為為524.824512.314514.5052.191BM1前視前視中視中視后視后視備注備注高程（高程（m）視線(xiàn)高程（視線(xiàn)高程（m）水準(zhǔn)尺讀數(shù)（水準(zhǔn)尺讀數(shù)（m）測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)12-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量2.24612-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量一、中平測(cè)量的方法一、中平測(cè)量的方

10、法 中平測(cè)量只作單程測(cè)量。一測(cè)段觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng)計(jì)算測(cè)中平測(cè)量只作單程測(cè)量。一測(cè)段觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng)計(jì)算測(cè)段高差。它與基平所測(cè)測(cè)段兩端水準(zhǔn)點(diǎn)高差之差，稱(chēng)為段高差。它與基平所測(cè)測(cè)段兩端水準(zhǔn)點(diǎn)高差之差，稱(chēng)為測(cè)段高差閉合差測(cè)段高差閉合差。 中樁高程測(cè)量的精度要求，其容許誤差：高速公路、一中樁高程測(cè)量的精度要求，其容許誤差：高速公路、一級(jí)二級(jí)公路為級(jí)二級(jí)公路為 mm mm； 三級(jí)、四級(jí)公路為三級(jí)、四級(jí)公路為 mm mm 。 每一測(cè)站的計(jì)算按下列公式進(jìn)行每一測(cè)站的計(jì)算按下列公式進(jìn)行：視線(xiàn)高程視線(xiàn)高程= =后視點(diǎn)高程后視點(diǎn)高程+ +后視讀數(shù)后視讀數(shù)中樁高程中樁高程= =視線(xiàn)高程中視讀數(shù)視線(xiàn)高程中視讀數(shù)轉(zhuǎn)點(diǎn)高程轉(zhuǎn)

11、點(diǎn)高程= =視線(xiàn)高程前視讀數(shù)視線(xiàn)高程前視讀數(shù) L30L5012-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量二、跨溝谷測(cè)量二、跨溝谷測(cè)量當(dāng)路線(xiàn)經(jīng)過(guò)溝谷時(shí)，為了減少測(cè)站數(shù)，提高施測(cè)速度和保證當(dāng)路線(xiàn)經(jīng)過(guò)溝谷時(shí)，為了減少測(cè)站數(shù)，提高施測(cè)速度和保證測(cè)量精度，一般可采用測(cè)量精度，一般可采用溝內(nèi)溝外分開(kāi)溝內(nèi)溝外分開(kāi)的方法進(jìn)行測(cè)量。的方法進(jìn)行測(cè)量。 12-3 12-3 中平測(cè)量中平測(cè)量三、縱斷面的繪制三、縱斷面的繪制12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量一般分為橫斷面測(cè)量一般分為橫斷面方向的測(cè)定橫斷面方向的測(cè)定、橫斷面測(cè)橫斷面測(cè)量量及及橫斷面圖的繪制橫斷面圖的繪制等工作。等工作。一、橫斷面方向的測(cè)定一、橫斷面

12、方向的測(cè)定橫斷面方向應(yīng)與路線(xiàn)中線(xiàn)垂直，曲線(xiàn)路段與測(cè)點(diǎn)的切線(xiàn)垂直。橫斷面方向應(yīng)與路線(xiàn)中線(xiàn)垂直，曲線(xiàn)路段與測(cè)點(diǎn)的切線(xiàn)垂直。一般可采用一般可采用方向架方向架、方向盤(pán)方向盤(pán)定向，精度要求高的橫斷面定向定向，精度要求高的橫斷面定向可用可用經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀、全站儀全站儀定向。定向。1 1直線(xiàn)段橫斷面方向的測(cè)定直線(xiàn)段橫斷面方向的測(cè)定直線(xiàn)段橫斷面方向與路線(xiàn)中線(xiàn)垂直，一般采用方向架測(cè)定。12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量一、橫斷面方向的測(cè)定一、橫斷面方向的測(cè)定2 2圓曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定圓曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定 圓曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)的橫斷面方向即是該點(diǎn)指向圓心的半徑圓曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)的橫斷面方向即是該點(diǎn)指向圓心的半徑

13、方向。方向。 圓曲線(xiàn)上橫斷面方向確定時(shí)采用圓曲線(xiàn)上橫斷面方向確定時(shí)采用“等角等角”原理，即同一圓原理，即同一圓弧上的弦切角相等?；∩系南仪薪窍嗟取?測(cè)定時(shí)一般采用求心方向架。測(cè)定時(shí)一般采用求心方向架。 12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量一、橫斷面方向的測(cè)定一、橫斷面方向的測(cè)定3 3緩和曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定緩和曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定緩和曲線(xiàn)上任一點(diǎn)的橫斷面方向，就是該點(diǎn)切線(xiàn)的垂直方向。緩和曲線(xiàn)上任一點(diǎn)的橫斷面方向，就是該點(diǎn)切線(xiàn)的垂直方向。（1 1）方向架：）方向架：L為P點(diǎn)到ZH點(diǎn)的弧長(zhǎng)。 2336032RlltdZHHYRdcabQtdPZHPJDRHY212-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷

14、面測(cè)量一、橫斷面方向的測(cè)定一、橫斷面方向的測(cè)定3 3緩和曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定緩和曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定（2 2）方向盤(pán)或經(jīng)緯儀：）方向盤(pán)或經(jīng)緯儀：測(cè)定橫斷面方向的原理為測(cè)定橫斷面方向的原理為“倍角”關(guān)關(guān)系，即緩和曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)與起點(diǎn)的弦同該點(diǎn)切線(xiàn)的夾角，系，即緩和曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)與起點(diǎn)的弦同該點(diǎn)切線(xiàn)的夾角，等于緩和曲線(xiàn)起點(diǎn)與任意一點(diǎn)的弦同起點(diǎn)切線(xiàn)夾角的兩倍，等于緩和曲線(xiàn)起點(diǎn)與任意一點(diǎn)的弦同起點(diǎn)切線(xiàn)夾角的兩倍，即：即：122311322ZHHYRdcabQtdPZHPJDRHY212-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量一、橫斷面方向的測(cè)定一、橫斷面方向的測(cè)定3 3緩和曲線(xiàn)橫斷面方向的測(cè)定緩和曲線(xiàn)橫斷

15、面方向的測(cè)定(3) (3) 全站儀：全站儀：先用公式先用公式 計(jì)算出計(jì)算出P P點(diǎn)的緩和曲線(xiàn)角，再用點(diǎn)的緩和曲線(xiàn)角，再用路線(xiàn)方位角路線(xiàn)方位角 及及 計(jì)算出計(jì)算出P P點(diǎn)的切線(xiàn)方位角點(diǎn)的切線(xiàn)方位角 ，則，則P P點(diǎn)的點(diǎn)的橫斷面方向方位角為橫斷面方向方位角為 。利用利用P P點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo) 、 ，可求出可求出P P點(diǎn)橫斷面上一點(diǎn)點(diǎn)橫斷面上一點(diǎn)M M的坐標(biāo)，用坐標(biāo)法實(shí)的坐標(biāo)，用坐標(biāo)法實(shí)地放出地放出M M點(diǎn)，點(diǎn)，PMPM方向方向即為即為P P點(diǎn)的橫斷面方向。點(diǎn)的橫斷面方向。 ZHM(xy)P(x,y)mPJDi+1i+1i,SRLl22iip90m),(yxPmip12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)

16、量二、橫斷面的測(cè)量方法二、橫斷面的測(cè)量方法1 1花桿皮尺法花桿皮尺法 12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量二、橫斷面的測(cè)量方法二、橫斷面的測(cè)量方法2 2水準(zhǔn)儀法水準(zhǔn)儀法在平坦地區(qū)可使用水準(zhǔn)儀測(cè)量橫斷面。施測(cè)時(shí)選一適當(dāng)位置在平坦地區(qū)可使用水準(zhǔn)儀測(cè)量橫斷面。施測(cè)時(shí)選一適當(dāng)位置安置水準(zhǔn)儀，后視中樁水準(zhǔn)尺讀取后視讀數(shù)，前視橫斷面方安置水準(zhǔn)儀，后視中樁水準(zhǔn)尺讀取后視讀數(shù)，前視橫斷面方向上各變坡點(diǎn)上水準(zhǔn)尺得各前視讀數(shù)，后視讀數(shù)分別減去各向上各變坡點(diǎn)上水準(zhǔn)尺得各前視讀數(shù)，后視讀數(shù)分別減去各前視讀數(shù)即得各變坡點(diǎn)與中樁地面高差。用鋼尺或皮尺分別前視讀數(shù)即得各變坡點(diǎn)與中樁地面高差。用鋼尺或皮尺分別量取各變坡點(diǎn)

17、至中樁的水平距離。量取各變坡點(diǎn)至中樁的水平距離。 12-4 12-4 橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量二、橫斷面的測(cè)量方法二、橫斷面的測(cè)量方法3 3經(jīng)緯儀法經(jīng)緯儀法在地形復(fù)雜、山坡較陡的地段宜采用經(jīng)緯儀施測(cè)。將經(jīng)緯儀在地形復(fù)雜、山坡較陡的地段宜采用經(jīng)緯儀施測(cè)。將經(jīng)緯儀安置在中樁上，用視距法測(cè)出橫斷面方向各變坡點(diǎn)至中樁安置在中樁上，用視距法測(cè)出橫斷面方向各變坡點(diǎn)至中樁的水平距離和高差。的水平距離和高差。4 4全站儀法全站儀法在測(cè)站安置全站儀，路線(xiàn)中樁上安置棱鏡，按全站儀斜距測(cè)在測(cè)站安置全站儀，路線(xiàn)中樁上安置棱鏡，按全站儀斜距測(cè)量鍵測(cè)量中樁至測(cè)站斜距，然后移動(dòng)棱鏡于中樁橫斷面地量鍵測(cè)量中樁至測(cè)站斜距，然后移動(dòng)棱鏡于中樁橫斷面地形變化點(diǎn)，利用全站儀的對(duì)邊測(cè)量功能，可直接測(cè)得地形形變化點(diǎn)，利用全站儀的對(duì)邊測(cè)量功能，可直接測(cè)得地形變化點(diǎn)至中樁的斜距、平距及高差。變化點(diǎn)至中樁的斜距、平距及高差。三、橫斷面的繪制三、橫斷面的繪制繪圖時(shí)，先將中樁