第十章線路工程測量

第十章線路工程測量10、1概述線路工程測量是將道路的中心線或管道工程中心線根據(jù)設(shè)計要求標(biāo)定在實地上所需要的測量工作。道路中心線包括直線、圓曲線、帶緩和曲線的圓曲線、復(fù)曲線和回頭曲線。本章主要介紹線路定測中的中線測量，縱橫斷面測量和線路施工測量等內(nèi)容。

10、2中線測量線路中線測量包括線路始點、終點、交點、轉(zhuǎn)點的測設(shè)，線路轉(zhuǎn)折角的測定、中線里程樁的標(biāo)定、曲線的測設(shè)等。一、交點的測設(shè)一般等級公路一次定測。對高等級的道路或地形復(fù)雜地段，則應(yīng)在初測時所測的帶狀地形圖上進(jìn)行二次定線。1、根據(jù)導(dǎo)線點和交點的設(shè)計坐標(biāo)測設(shè)交點

已知導(dǎo)線點和交點的設(shè)計坐標(biāo)，可采用極坐標(biāo)法、角度交會法計算出測設(shè)數(shù)據(jù)。然后測設(shè)交點。如圖10—1所示。根據(jù)導(dǎo)線點D9、D10和JD4設(shè)計坐標(biāo)，在D10點按極坐標(biāo)法計算的測設(shè)數(shù)據(jù)（β、D）測設(shè)JD4。2、穿線交點法測設(shè)交點當(dāng)無法用極坐標(biāo)法直接測設(shè)交點時，可采用穿線交點法。根據(jù)導(dǎo)線點及二次定線后交點坐標(biāo)，計算出測設(shè)交點相鄰兩條線路中線的ABCD四個點的坐標(biāo)，然后在D3、D4導(dǎo)線上安裝儀器用極坐標(biāo)法測設(shè)出ABCD四點見圖10-2二、線路轉(zhuǎn)向角的測定

線路從一個方向轉(zhuǎn)向另一個方向時，偏轉(zhuǎn)后的方向與原方向間的夾角稱為轉(zhuǎn)向角（簡稱為轉(zhuǎn)角），常用表示。轉(zhuǎn)向角有左轉(zhuǎn)向角和右轉(zhuǎn)向角之分。偏轉(zhuǎn)后的方向位于原方向的右側(cè)，成為右轉(zhuǎn)向角，位于原方向左側(cè)的稱為左轉(zhuǎn)向角。線路測量中，不直接測轉(zhuǎn)向角，通常觀測線路前進(jìn)方向的右角然后計算出轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向角可安下式計算：右角的測定，用不低于J6級經(jīng)緯儀觀測一測回，兩半測回角值之差的限差≤±40″

三線路里程樁（中樁）的測設(shè)為了確定線路中線的位置長度，和中線上某些特殊點的相對位置，滿足線路縱橫斷面測量以及為線路施工放樣打下基礎(chǔ)，需要沿中線方向設(shè)置的樁，稱為里程樁，或稱中樁。

里程樁是在中線測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置的，一般采用邊測量中線，邊設(shè)置里程樁。里程樁分整樁和加樁兩種

（一）整樁直線上里程樁間隔為20m，50m設(shè)置一樁，曲線上根據(jù)曲線半徑的不同，每隔20m、10m、5m設(shè)一樁。（二）加樁

1、地形加樁：沿中線地面起伏變化處，橫向坡度變化處設(shè)置的樁。

2、地物加樁：沿中線的人工或天然形成的構(gòu)造物，如線路與鐵路.公路.橋梁.涵洞.渠道.湖泊交叉處土壤.工程地質(zhì)變化處需加設(shè)的樁。

3、曲線加樁：曲線上主點設(shè)置的樁，如曲線的起點，中點，終點等。

4、關(guān)系加樁：線路上的轉(zhuǎn)點樁（中線上傳遞方向的點）和交點樁

里程樁樁號用距線路起點的距離來表示。如某整樁距起點500米，則其樁號為0+500；樁號中‘+‘號前的數(shù)子表示千米數(shù)。交點、轉(zhuǎn)點、及橋涵樁交點、轉(zhuǎn)點樁整樁及加樁

對交點、轉(zhuǎn)點和曲線主點還應(yīng)注明樁名縮寫，我國采用如表10—1

（線路主要標(biāo)志點名稱表）所示的漢語拼音縮寫名稱。斷鏈:線路中線距離測量中，出現(xiàn)樁號與實際里程不符的現(xiàn)象叫斷鏈。斷鏈的主原因是由于計算和丈量發(fā)生錯誤，或由于線路局部改線等造成的。斷鏈有“長鏈”和“短鏈”之分，當(dāng)線路樁號大于地面實際里程時叫短鏈，反之叫長鏈。圖10-4線路總里程=終點樁里程＋長鏈總和－短鏈總和四、圓曲線的測設(shè)(一)、圓曲線主點測設(shè)1、圓曲線主點的計算切線長（10-2）曲線長（10-3）外矢距（10-4）切曲差

（10-5）T、E、L用于主點測設(shè)。T、L、D用于推算主點里程。上式中可以看出T、L、E、D

均為2、主點里程號計算已知交點里程如圖（11-5）則例1：已知交點的樁號為（右偏）米，

求主點測設(shè)元素和主點的樁號。根據(jù)（11-2）（11-3）（11-4）（11-5）式得：主點樁號為：3、主點測設(shè)將經(jīng)緯儀安置在交點JD上，后視相鄰交點或轉(zhuǎn)點，量取切線長T，得曲線起點ZY并打下木樁。自ZY量取至最近一個直線整樁的距離，以資校核。再將望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)前時方向的交點或轉(zhuǎn)點，量取切線長T，得曲線終點YZ位置并打下木樁。最后沿角分線方向量取外矢距E，得曲線終點QZ并打下木樁。4、圓曲線的祥細(xì)測設(shè)主點測設(shè)后，為將圓曲線的形狀和位置詳細(xì)在地面上表示出來，還應(yīng)沿著曲線一定樁距加密曲線樁。一般情況下有如下規(guī)定；

圓曲線詳細(xì)測設(shè)方法有多種現(xiàn)在介紹兩種常見的方法。（1）直角坐標(biāo)法（切線支距法）圖10-6以曲線起點（ZY）和終點（YZ）為坐標(biāo)原點,切線方向為X軸，過原點（ZY或YZ）的半徑方向為Y軸。式中：

236RllsinRxiiii-==j3422421RlRl)cosRyiiii-=-=j（(2)偏角法

以曲線起點ZY（或終點YZ）至曲線上一點Pi的線與切線之間的弦切角Δi（稱之偏角）和相鄰的弦長來測設(shè)點位置的方法。偏角的計算根據(jù)幾何原理，偏角等于相鄰弧長所對圓心角 之半，則曲線上各點的偏角為：（偏角測設(shè)圓曲線一般采用整樁號法）……………式中：所對圓心角和偏角，（n-1）為整弧段長；

曲線上的弦長C:

取前兩項并以由此：弧弦差

五、緩和曲線測設(shè)（一）緩和曲線與直線和圓曲線的銜接緩和曲線是設(shè)置在直線和曲線之間的一種線型，它起到緩和和過渡作用，以使車輛安全、迅速舒適地運(yùn)行。緩和曲線一般采用螺旋線來設(shè)置。即曲線上任一點的曲率半徑

當(dāng)

C與車速有關(guān)，我國公路測量中一般采用為車輛平均車速，以則相應(yīng)的緩和曲線長度為小到一定數(shù)值或圓曲線半徑R大到一定數(shù)值時，則可不必設(shè)置緩和曲線。

（10-12）（一）緩和曲線參數(shù)帶緩和曲線的圓曲線主點共有五個，即直緩點，緩圓點、曲中點QZ、圓緩點YH、緩直點HZ。測設(shè)五個主點的計算元素除與α、

R有關(guān)外，還與內(nèi)移值P，切線增長值緩和曲線長L和緩和曲線角度有關(guān)，故稱之為緩和曲線參數(shù)。其中是實測的，R和是按道路等級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定的，其余三個元素的幾何意義，計算公式及參數(shù)方程為：如圖10—10所示，緩和曲線上任一點i處的切線與過起點切線的交角稱為切線角。切線角與緩和曲線上任一點i的弧長dl所對應(yīng)的中心角相等，在此處取一微弧段所對應(yīng)的中心角為，{顧及公式（10-12）則}積分得（弧度）

當(dāng)時，則緩和曲全長所對應(yīng)中心角（切線角）β0為

2、參數(shù)方程如圖10-10設(shè)ZH點為坐標(biāo)原點，過直緩點ZH的切線為X軸,半徑為Y軸，任意點i的坐標(biāo)為xiyi,則微分弧段在坐標(biāo)軸上的投影為按級數(shù)展開，積分后略去高次項得

將式中當(dāng)l=l0時，即HY點的坐標(biāo)為3、內(nèi)移植P當(dāng)圓曲線加設(shè)兩端緩和曲線后，為使兩端緩和曲線起點(ZH)和終點(HZ)位于切線上，必須將圓曲線向內(nèi)移動一段距離P其公式為則

將cosβ0按級數(shù)展開，并將β0、y0值帶入后，得4、切線增長值q將sinβ0按級數(shù)展開，并將x0、β0值代入，得（三）、緩和曲線主點測設(shè)切線長

曲線長

外矢距切曲差

2、主點里程計算與測設(shè)已知交點里程和曲線元素值，則主點里程計算為：緩圓點直緩點曲中點

緩直點圓緩點

交點

主點ZH、HZ、QZ的測設(shè)方法與圓曲線主點測設(shè)方法相同。HY、YH點是根據(jù)緩和曲線終點坐標(biāo)用切線支距法測設(shè)。（四）、緩和曲線的細(xì)部測設(shè)

1、切線支距法緩和曲線段上的各點坐標(biāo)可按下式計算圓曲線上的各點坐標(biāo)如圖10-12是以緩和曲線起點為坐標(biāo)原點，其坐標(biāo)值為2、偏角法偏角可分為緩和曲線上的偏角和圓曲線上的偏角兩部分進(jìn)行計算。如圖10-13所示若緩和曲線自ZH(或HZ)開始測設(shè)，則曲線上任意點P與ZH點的連線相對于切線的偏角δP的計算方法如下，因δP較小，所以：

當(dāng)l=l0時

由圖10-13得

測設(shè)方法如圖10-13用偏角法測設(shè)緩和曲線段與用偏角法測設(shè)圓曲線一樣。首先撥出偏角與分段弦長（可用弦長代替）相交定出一點，再依次測設(shè)其它點，直到視線通過HY點，檢核合格為止。測設(shè)圓曲線部分時，如圖10-14通常是從HY點上利用個點與HY點的連線相對于HY點切線的偏角進(jìn)行測設(shè)。所以測設(shè)圓曲線部分，首先是設(shè)置過HY點的切線方向。

即根據(jù)ZH與HY連線的延長線方向與b0的角值進(jìn)行設(shè)置。與圓曲線測設(shè)方法相同，可先求出圓曲線上各點的偏角按下式計算將經(jīng)緯儀安置于HY點，后視點且使水平度盤讀數(shù)為b0(路線為右轉(zhuǎn)時，改用3600-b0)，逆時針轉(zhuǎn)動儀器，當(dāng)讀數(shù)為時，視線方向即為點切線方向。倒鏡后即可按偏角法測設(shè)圓曲線。10、3線路縱橫斷面測量一、縱斷面測量與縱斷面的測繪

縱斷面測量可通過路線水準(zhǔn)測量分兩步進(jìn)行，即基平測量：沿線路方向設(shè)置若干個水準(zhǔn)點，建立路線高程控制。中平測量：以水準(zhǔn)點高程為基準(zhǔn)，分段將里程樁地面高程測定。2、中平測量1、基平測量3、縱斷面圖的繪制直線與曲線

地面高程

坡度與距離

填高挖深二、橫斷面測量

橫斷面測量的寬度由道路等級及地形情況而定，一般在中線兩側(cè)各測10∽50米，其限差一般為：高差容許誤差

水平距離相對誤差1、橫斷面方向的測定2、橫斷面測量方法

（1）標(biāo)桿皮尺法（2）水準(zhǔn)儀法3、橫斷面圖的繪制根據(jù)橫斷面測量中所測得個測點間的高差和水平距離，既可繪制橫斷面圖，為測點至中樁間的高差；△1、橫斷面方向的測定2、橫斷面測量方法（1）標(biāo)桿皮尺法如圖10-19在里程樁號5+100處定出橫斷面方向后，用皮尺量距（目估皮尺水平），標(biāo)桿直接讀出相鄰兩點間高差，邊測邊記錄。見表10-6（2）水準(zhǔn)儀法此方法適用地勢較平坦的橫斷面方向高差變化不大時。圖10-20施測時用鋼尺（或皮尺）量距，水準(zhǔn)儀后視中樁標(biāo)尺，以中線上某一樁號如1+100的地面高程121.56米為后視點，一中線兩側(cè)地面坡度變化點為前視，水準(zhǔn)尺讀數(shù)至厘米，水平距離量至分米即可，其橫斷面測量記錄如表10-6中按路線前進(jìn)方向分左側(cè)與右側(cè)由下往上記錄。3、橫斷面圖的繪制根據(jù)橫斷面測量中所測得個測點間的高差和水平距離，既可繪制橫斷面圖

10.4道路施工測量一、恢復(fù)中線施工前應(yīng)對定測階段設(shè)置的原樁點（交點、轉(zhuǎn)點、曲線主點及中樁）進(jìn)行復(fù)核。在恢復(fù)中線過程中（如涵洞、擋土墻等）位置一并定到實地上。二、設(shè)置施工控制樁1、平行線法中樁在施工中將被挖掉。為控制中線位置，通常在中線兩側(cè)的等距離處設(shè)置兩排控制樁，其間距以