第10章 道路中線測(cè)量

1、第十章第十章 道路中線測(cè)量道路中線測(cè)量n第一節(jié) 交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)n第二節(jié) 測(cè)角組的工作內(nèi)容n第三節(jié) 里程樁的設(shè)置n第四節(jié) 圓曲線的測(cè)設(shè)n第五節(jié) 虛交n第六節(jié) 緩和曲線的測(cè)設(shè)n第七節(jié) 復(fù)曲線的測(cè)設(shè)（自學(xué)）n第八節(jié) 回頭曲線的測(cè)設(shè)（自學(xué)）n第九節(jié) 道路中線逐樁坐標(biāo)計(jì)算（自學(xué)）n概述 n道路工程一般由路基、路面、橋涵、隧道及各種附屬設(shè)施等構(gòu)成。興建公路之前，為了選擇一條既經(jīng)濟(jì)又合理的路線，必須對(duì)沿線進(jìn)行勘測(cè)。n一般地講，路線以平、直最為理想。但實(shí)際上，由于受到地物、地貌、水文、地質(zhì)及其它等因素的限制，路線的平面線型必然有轉(zhuǎn)折，即路線前進(jìn)的方向發(fā)生改變。為保證行車舒適、安全，并使路線具有合理的線型，在

2、直線轉(zhuǎn)向處必須用曲線連接起來，這種曲線稱為平曲線。平曲線包括圓曲線和緩和曲線兩種。n圓曲線是具有一定半徑的圓的一部分，即一段圓弧，它分為單曲線、復(fù)曲線和回頭曲線等。n緩和曲線是直線和圓曲線之間加設(shè)的一段曲線，其曲率半徑由無窮大逐漸變化為圓曲率半徑。n道路中線由直線和平曲線兩部分組成。道路中線測(cè)量是通過直線和平曲線的測(cè)設(shè)，將道路中心線的平面位置用木樁具體地標(biāo)定在現(xiàn)場(chǎng)，并測(cè)定路線的實(shí)際里程。n道路中線測(cè)量是公路工程測(cè)量中關(guān)鍵性的工作，它是測(cè)繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎(chǔ)，是公路設(shè)計(jì)、施工和后續(xù)工作的依據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè) 一、交點(diǎn)的測(cè)設(shè)一、交點(diǎn)的測(cè)設(shè)n對(duì)于一般低等級(jí)的公

3、路，通常采用一次定測(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，一般采用穿線交點(diǎn)法、撥角放線法和坐標(biāo)放樣法標(biāo)定交點(diǎn)位置。 n要進(jìn)行道路中線測(cè)量，必須先進(jìn)行定線測(cè)量，即在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)。n交點(diǎn)是指路線改變方向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，通常以JD表示，它是路線測(cè)量的控制點(diǎn)。n轉(zhuǎn)點(diǎn)是指當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)距離較長(zhǎng)或互不通視時(shí)，需要在其連線或延長(zhǎng)線上定出的一點(diǎn)或整點(diǎn)，以供交點(diǎn)、測(cè)角、量距或延長(zhǎng)直線瞄準(zhǔn)之用，通常用ZD表示。 （一）穿線交點(diǎn)法（一）穿線交點(diǎn)法 穿線交點(diǎn)法是利用測(cè)圖導(dǎo)線點(diǎn)與圖上定線之間的角度和距離關(guān)系，將中線的直線段測(cè)設(shè)與

4、地上，然后將相鄰直線延長(zhǎng)相交，定出交點(diǎn)。即具體步驟如下：1、放點(diǎn)、放點(diǎn) 在地面上測(cè)設(shè)路線中線的直線部分，只需定出直線上若干個(gè)點(diǎn)，就可確定這一直線的位置。圖中JD3、JD4、JD5為路線中線，D8D13為初測(cè)導(dǎo)線，16為選點(diǎn)中線放樣臨時(shí)，其中支距點(diǎn)為（1、2、4、6）。測(cè)設(shè)步驟：臨時(shí)點(diǎn)為支距點(diǎn)時(shí)，可用支距法放點(diǎn)，用經(jīng)緯儀和方向架定出垂線方向，再用皮尺量出支距l(xiāng)定出點(diǎn)位。臨時(shí)點(diǎn)為任意點(diǎn)時(shí)，則用極坐標(biāo)法，將經(jīng)緯儀安置在相應(yīng)的導(dǎo)線點(diǎn)上，撥角定出臨時(shí)方向，再用皮尺量距l(xiāng)定出點(diǎn)位。 2、穿線、穿線 由于圖解數(shù)據(jù)和測(cè)量誤差的影響，在圖上同一直線上的各點(diǎn)放到地面后，一般均不能準(zhǔn)確位于同一直線上。這時(shí)可根據(jù)實(shí)地

5、情況采用目估或經(jīng)緯儀法穿線，通過比較和選擇定出一條盡可能多地穿過或靠近臨時(shí)點(diǎn)的直線AB，這種確定直線位置的工作稱為穿線。AB1234 3、交點(diǎn)、交點(diǎn) (二二)撥角放線法撥角放線法極坐標(biāo)法極坐標(biāo)法 根據(jù)紙上定線的交點(diǎn)坐標(biāo)，首先反算直線長(zhǎng)度和坐標(biāo)方位角，以及轉(zhuǎn)角，利用這些數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)交點(diǎn)。 在利用導(dǎo)線點(diǎn)或已測(cè)設(shè)的JD，計(jì)算測(cè)設(shè)元素（，S）撥角，量邊，定出JD 位置。這種方法有累積誤差，故每隔一段距離應(yīng)與測(cè)圖導(dǎo)這種方法有累積誤差，故每隔一段距離應(yīng)與測(cè)圖導(dǎo)線聯(lián)測(cè)校核調(diào)整。線聯(lián)測(cè)校核調(diào)整。 (三三)坐標(biāo)放樣法坐標(biāo)放樣法 二、轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)二、轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)（一）在交點(diǎn)間設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)（一）在交點(diǎn)間設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)（1）ZD為粗

6、略定出的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置。將經(jīng)緯儀置于ZD，用正倒鏡分中法延長(zhǎng)直線JD5ZD于JD6。若JD6與JD6重合或量取的偏差在路線容許移動(dòng)的范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)點(diǎn)位置即為ZD，這時(shí)應(yīng)將JD6移至JD6，并在樁頂上釘上小釘表示交點(diǎn)位置。fbaae將ZD沿偏差的相反方向橫移至ZD。將儀器移至ZD，延長(zhǎng)直線JD5ZD看是否通過JD6或偏差小于容許值，否則應(yīng)再次設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)，直至符合要求為止。（2）當(dāng)偏差超過容許范圍或JD6不許移動(dòng)時(shí)，則須重新設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)。設(shè)e為ZD應(yīng)橫向移動(dòng)的距離，儀器在ZD用視距測(cè)量方法測(cè)出距離a、b，則 （二）在兩交點(diǎn)延長(zhǎng)線上設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)（二）在兩交點(diǎn)延長(zhǎng)線上設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD為延長(zhǎng)線上粗略定出的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置。將經(jīng)緯儀置于Z

7、D，用正倒鏡分中法定出JD9。若JD9與JD9重合或量取的偏差在路線容許移動(dòng)的范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)點(diǎn)位置即為ZD。若偏差f超出容許范圍或JD9為死點(diǎn)，不許移動(dòng)，則應(yīng)調(diào)整ZD的位置。將ZD沿偏差f相反方向橫移e至ZD。fbaaen將道路中線的交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)定完成后，即定線測(cè)量完成，就可進(jìn)行標(biāo)定直線與修正點(diǎn)位，測(cè)角與轉(zhuǎn)角計(jì)算，平曲線要素計(jì)算，釘設(shè)平曲線中點(diǎn)方位樁，視距測(cè)量，導(dǎo)線磁方位角觀測(cè)并進(jìn)行檢核，路線控制樁位固定等。第二節(jié)第二節(jié) 測(cè)角組的工作內(nèi)容測(cè)角組的工作內(nèi)容 一、標(biāo)定直線與修正點(diǎn)位一、標(biāo)定直線與修正點(diǎn)位 對(duì)于相互通視的交點(diǎn)，如果定線測(cè)量無誤，則不需要進(jìn)行點(diǎn)位修正，可以直接引用。但是當(dāng)交點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或地

8、形起伏較大，測(cè)角組應(yīng)加設(shè)若干個(gè)導(dǎo)向樁，供中樁穿線使用。 由于轉(zhuǎn)點(diǎn)實(shí)際上未必嚴(yán)格在一條直線上，因此就存在用經(jīng)緯儀檢查與標(biāo)定直線或修正交點(diǎn)樁位的問題，如發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)改正。二、路線右角的測(cè)定與轉(zhuǎn)角的計(jì)算二、路線右角的測(cè)定與轉(zhuǎn)角的計(jì)算 1 1、 路線右角的觀測(cè)路線右角的觀測(cè)n按路線的前進(jìn)方向，以路線為界，在路線右側(cè)的水平角稱為右角，如圖所示的1、2。在中線測(cè)量中，一般是采用測(cè)回法測(cè)定。上、下兩個(gè)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)半測(cè)回的平均值作為最后結(jié)果。 2 2、轉(zhuǎn)角的計(jì)算、轉(zhuǎn)角的計(jì)算n當(dāng)右角測(cè)定以后，根據(jù)值計(jì)算路線

9、交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角。當(dāng)180時(shí)為右轉(zhuǎn)角（路線向右轉(zhuǎn)）。當(dāng)180時(shí)為左轉(zhuǎn)角（路線向左轉(zhuǎn)），左轉(zhuǎn)角和右轉(zhuǎn)角按下式計(jì)算： 右=180 180 左=180 180 3 3、釘設(shè)平曲線中點(diǎn)方向樁、釘設(shè)平曲線中點(diǎn)方向樁 為了便于設(shè)置曲線中點(diǎn)樁，在測(cè)角的同時(shí)，需將曲線中點(diǎn)方向樁（亦即分角線方向樁）釘設(shè)出來，分角線方向樁離交點(diǎn)的距離應(yīng)盡量大于曲線外距，以利于定向插點(diǎn)。一般轉(zhuǎn)角越大，外距也越大，這樣分角樁就應(yīng)該設(shè)置得遠(yuǎn)一點(diǎn)。 4 4、測(cè)定后視方向的視距、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，作為中樁組量距時(shí)校核用。 5

10、5、導(dǎo)線磁方位角的觀測(cè)與方位角校核、導(dǎo)線磁方位角的觀測(cè)與方位角校核 觀測(cè)磁方位角的目的，是為了校核測(cè)角組的精度和展繪平面導(dǎo)線圖時(shí)檢查展線的精度。路線測(cè)量規(guī)定，每天作業(yè)開始與結(jié)束須觀測(cè)磁方位角，至少各一次，以便于根據(jù)觀測(cè)值推算方位角校核，其誤差不得超過2。若超過規(guī)定，必須查明發(fā)生誤差的原因，并及時(shí)糾正。 6 6、路線控制樁位固定、路線控制樁位固定 為了便于以后施工時(shí)恢復(fù)線路及放樣，對(duì)于中線控制樁志，如路線起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁等重要樁志，均須妥善固定和保護(hù)，以防止丟失和破壞。 樁志固定方法應(yīng)因地制宜地采取埋土堆、壘石堆、設(shè)護(hù)樁（亦稱“栓樁”）等。護(hù)樁方法很多，如距離交會(huì)法、方向交會(huì)法、導(dǎo)線延長(zhǎng)法

11、等。公路工程測(cè)量通常多采用距離交會(huì)法定位。護(hù)樁一般設(shè)三個(gè)，護(hù)樁夾角不宜小于60，以減小交會(huì)誤差。第三節(jié)第三節(jié) 里程樁的設(shè)置里程樁的設(shè)置 n為了確定路線中線的位置和路線的長(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)，必須由路線的起點(diǎn)開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。 n樁的正面寫有樁號(hào)，背面寫有編號(hào)。樁號(hào)表示該樁點(diǎn)至路線起點(diǎn)的里程數(shù)。如某樁點(diǎn)距路線起點(diǎn)的里程為2456.257m，則樁號(hào)記為K2456.257。一、里程樁的類型一、里程樁的類型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

12、為整數(shù)，且為要求樁距的整倍數(shù)。( (每隔每隔20m20m或或50m50m設(shè)一個(gè)設(shè)一個(gè)) )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。 中樁間距表 直線（直線（m）曲線（曲線（m）平原微丘區(qū)平原微丘區(qū)山嶺重丘區(qū)山嶺重丘區(qū)不設(shè)超高的曲線不設(shè)超高的曲線R6060R30R3050252520105二、里程樁的書寫及釘設(shè)二、里程樁的書寫及釘設(shè)1 1、里程樁的書寫、里程樁的書寫樁志一般用紅色油漆或記號(hào)筆書寫，一般寫在樁頂以下樁志一般用紅色油漆或記號(hào)筆書寫，一般寫在樁頂以下5cm5cm范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。路線主要標(biāo)志樁名稱

13、表路線主要標(biāo)志樁名稱表名名 稱稱簡(jiǎn)簡(jiǎn) 稱稱漢語拼音縮寫漢語拼音縮寫英語縮寫英語縮寫交點(diǎn)交點(diǎn)JDIP轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)ZDTP圓曲線起點(diǎn)圓曲線起點(diǎn)直圓點(diǎn)直圓點(diǎn)ZYBC圓曲線中點(diǎn)圓曲線中點(diǎn)曲中點(diǎn)曲中點(diǎn)QZMC圓曲線終點(diǎn)圓曲線終點(diǎn)圓直點(diǎn)圓直點(diǎn)YZEC公切點(diǎn)公切點(diǎn)GQCP第一緩和曲線起點(diǎn)第一緩和曲線起點(diǎn)直緩點(diǎn)直緩點(diǎn)ZHTS第一緩和曲線終點(diǎn)第一緩和曲線終點(diǎn)緩圓點(diǎn)緩圓點(diǎn)HYSC第二緩和曲線起點(diǎn)第二緩和曲線起點(diǎn)圓緩點(diǎn)圓緩點(diǎn)YHCS第二緩和曲線終點(diǎn)第二緩和曲線終點(diǎn)緩直點(diǎn)緩直點(diǎn)HZST 2 2、里程樁的釘設(shè)、里程樁的釘設(shè) 新線樁志打樁，不要露出地面太高，一般以新線樁志打樁，不要露出地面太高，一般以5cm5cm左右能露左右

14、能露出樁號(hào)為宜。釘設(shè)時(shí)將寫有樁號(hào)的一面朝向路線的起點(diǎn)方向。出樁號(hào)為宜。釘設(shè)時(shí)將寫有樁號(hào)的一面朝向路線的起點(diǎn)方向。對(duì)起控制作用的交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁以及一些重要的地物加樁，如對(duì)起控制作用的交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁以及一些重要的地物加樁，如橋位樁、隧道定位樁等樁頂釘一小鐵釘表示點(diǎn)位。橋位樁、隧道定位樁等樁頂釘一小鐵釘表示點(diǎn)位。 改建樁志位于舊路上時(shí)，常采用大帽鋼釘。改建樁志位于舊路上時(shí)，常采用大帽鋼釘。 遇到巖石地段無法釘樁時(shí)，應(yīng)在巖石上鑿刻遇到巖石地段無法釘樁時(shí)，應(yīng)在巖石上鑿刻“”標(biāo)記，標(biāo)記，表示樁位并在其旁邊寫明樁號(hào)、編號(hào)等。表示樁位并在其旁邊寫明樁號(hào)、編號(hào)等。 在潮濕或近期不施工的路線，對(duì)重要樁位可埋設(shè)混凝

15、土樁，在潮濕或近期不施工的路線，對(duì)重要樁位可埋設(shè)混凝土樁，便于長(zhǎng)期保存。便于長(zhǎng)期保存。第四節(jié)第四節(jié) 圓曲線的測(cè)設(shè)圓曲線的測(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)一、圓曲線的主點(diǎn)測(cè)設(shè) 1、圓曲線測(cè)設(shè)元素的計(jì)算 設(shè)在交點(diǎn)JD處相鄰兩直線邊與半徑為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。 LTDRRRERLtgRT212sec2cos2: :切曲差距外曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)n設(shè)交點(diǎn)（JD）的轉(zhuǎn)角為，單位為rad，圓曲線半徑為R，則曲線

16、的測(cè)設(shè)元素按下列公式計(jì)算： 2、主點(diǎn)里程計(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：n起點(diǎn)ZY樁號(hào)=交點(diǎn)JD樁號(hào)切線長(zhǎng)（T）n終點(diǎn)YZ樁號(hào)=起點(diǎn)ZY樁號(hào)+曲線長(zhǎng)（L）n中點(diǎn)QZ樁號(hào)=終點(diǎn)YZ樁號(hào)曲線長(zhǎng)的一半（L/2）n交點(diǎn)JD樁號(hào)=中點(diǎn)QZ樁號(hào)+切曲差的一半（D/2）（校核） 例：例：設(shè)某交點(diǎn)JD里程為K2+968.43，圓曲線半徑R=200m，測(cè)得其偏角為3412，計(jì)算各要素和各主點(diǎn)樁號(hào)。（1）計(jì)算各曲線要素 T=200tg1706=61.53 (m) L=119.38 (m) E=200(se

17、c1706-1)=9.25(m) D=261.53-119.38=3.68 (m)（2）計(jì)算各主點(diǎn)的樁號(hào) JD K2+968.43 T 61.53 ZY K2+906.90 L 119.38 YZ K3+026.28L/2 59.69 QZ K2+966.59D/2 1.84 JD K2+968.43 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，并保證一定的精度。 二、圓曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)二、圓曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè) n圓曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)方法很多，可根據(jù)地形情況。工

18、程要求，測(cè)設(shè)精度等靈活采用。下面介紹切線支距法和偏角法。n 1 1、切線支距法切線支距法 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，以過原點(diǎn)的半徑為Y軸，根據(jù)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)，l為它們的樁距（弧長(zhǎng)），其所對(duì)的圓心角為，由圖可以得出 ：)(,2tan)cos1 (sinradRlxRyRx式中 2、偏角法、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來確定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= /2 。iRRCiRlradRliiiiisin22sin290)(220第五節(jié)第五節(jié) 虛交虛交 虛交是指路線的交點(diǎn)（JD）處不能設(shè)樁，更無法安置儀器（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)離曲線，也可做虛交處理。 常用