纵横断面测量

一、线路纵断面测量任务：测定线路中线上所有桩点（中桩）的地面高程并绘制纵断面图，供纵断面设计使用。测量方法：水准测量三角高程测量均应起闭于水准点，构成附合路线，闭合差的限差为50（mm）。L为附合路线的长度，以公里计。断面测量L（一）基平测量-------控制测量（同四等水准测量）（二）中平测量-------逐个测定中桩的地面高程。水准测量：路线纵断面水准（中平）测量记录水准尺读数测站点号后视中视前视仪器视线高程高程备注1BM10+000+050+100+108+120TP12.1911.621.900.621.030.911.00614.50512.31412.8912.6113.8913.4813.6013.499ZY12TP1+140+160+180+200+221+240TP22.1620.500.520.821.201.011.061.52115.66113.49915.1615.1414.8414.4614.6514.6014.140QZ13TP2+260+280+300+320+335+350TP31.4211.481.551.561.571.771.971.38815.56114.14014.0814.0114.0013.9913.7913.5914.173YZ11、路线纵断面测量：(1)纵断面图的绘制（2）加桩在所有加桩和百米桩处绘制竖线，竖线旁的数字表示该桩到上一百米桩的距离。（3）地面标高依次标注所有中线桩的地面高程。（4）设计坡度竖线表示变坡点的位置，斜线表示坡度的方向，斜线上方的数字表示坡度的千分率（‰），斜线下方的数字表示坡段长度。（5）路肩设计标高即设计的路基肩部标高。根据变坡的路肩标高和设计坡度，计算出所有位于该坡段上的中桩处的路肩设计标高，并标注在该栏内。（6）工程地质特性根据地质调查或钻探结果填写沿线地质情况。（7）线路平面中央直线表示线路的直线段上凸折线表示线路向右转曲线下凸折线表示线路向左转曲线折线中间水平线表示圆曲线两端的斜线表示缓和曲线。曲线起终点的里程只标志百米以下的尾数，即该点到上一百米桩的距离。（8）连续里程指消除了断链以后，从线路起点开始连续计算的里程。用短竖线表示公里标的位置，其下的数字表示公里数，短线左侧的数字表示公里标到上一个相邻百米桩的距离。任务：测定线路中线桩两侧一定范围的地面起伏形状，并绘制横断面图供路基断面设计、路基土石方量计算或路基边坡放样使用。(1)横断面测量的密度和宽度a.密度：所有中线桩均应施测。工程集中地段和地质不良地段应加测。b.宽度：主要以填挖高度为主,能满足横断面设计的需要。2、线路横断面测量直线段:与中线垂直曲线段：曲线的法线方向，即半径方向。常用仪器：经纬仪工具：方向架（木制十字架）图4-8　方向架示意图(2)横断面的方向a.直线段中线桩横断面方向的确定：b.曲线段中线桩横断面方向的确定：实质：测定横断面方向上地面坡度变化点相对于中桩的水平距离和高差。a.水准仪法:地势平坦、通视良好的地段。安置一次仪器可测绘多个横断面。横断面方向：方向架水平距离：皮尺丈量高差：水准仪测定水准仪法(3)横断面测量的方法地形起伏较大，不便于丈量距离的地段。仪器：经纬仪（安置在中桩上）方法：视距测量优点：速度快（常用方法）c.任意点光电测距法仪器：光电测距仪/全站仪（安置在任意点）优点：精度高速度快安置一次仪器可测量多个断面如有袖珍计算机配合计算，将能充分发挥光电测距的优势。b.经纬仪视距法（4）测定横断面上点位a.水准仪皮尺法b.标杆皮尺法2.3520.0距离前视读数20.0（右侧）距离前视读数（左侧）1.8412.711.20.811.099.11.536.80.4412.40.14路线横断面测量记录0+0501.68桩号后视读数采用光电三角高程方法时，中桩高程测量可与中桩测设同时进行也可与水准点高程测量一并进行。D类别距离测回数竖直角半测回或两次间高差较差（mm）最大竖直角（°）测回数半测回较差（″）高程转点往返各一测回30中丝法往返各一测回1260加桩单向一测回40单向两次100单向一测回30任意点光电测距法OTis0liisi安置仪器于点T,将棱镜安置在中线桩O点：照准后将水平度盘设置为0°00′00″，测定T到O的水平距离s0和高差hTO；再将棱镜安置在横观测原理：断面方向上的i点，测定水平角βi、水平距离si、高差hTi，设棱镜高为v，仪器高为i，测站高程为HT，则：断面点高程Hi＝HT+hTi+i–v中桩高程H0＝HT+hT0+i–v两式相减得观测点i相对于中桩的高差：hi=Hi–H0=hTi–hT0而测点i相对于中桩的水平距离li由余弦定理：iiiisssslcos20220注意：当一次测量多个断面时，有些点视线会很长，要防止不同断面的点相互混淆，最好绘制草图予以注明。任意点光电测距法OTis0liisi铁路和一级公路检测时的限差：高程±（m）距离±（m）二级～四级公路的检测限差：高程±（m）距离±（m）h：检测点相对于中桩的高差l：检测点至中桩的水平距离。)1.0200100(lh)1.0100(l)1.010050(lh)1.050(l4．横断面测量的精度要求作用：路基横断面设计、面积计算。比例尺：水平和高程均为1：200绘制顺序：在方格纸上自下而上从左到右。横断面图DK1+050DK1+000DK1+100DK1+200DK1+1505．横断面图绘制任务：测设中桩、边桩等各种桩点，为线路施工提供依据。内容：线路施工复测设置护桩路基边坡放样路基竣工测量§10-6线路施工测量施工开始前，检查恢复定测桩点。目的：恢复定测桩点检查定测质量工作内容：恢复控制桩点线路转向角观测中线测量曲线测设基平测量中平测量（应尽量按定测桩点进行）一、线路施工复测施工复测的精度与定测相同当复测与定测成果的不符值在允许范围内时，应采用定测成果。复测成果与定测成果的不符值超限时，应再作复测，当确认定测资料精度不符合规定时，应改动定测成果。为了施工方便，在施工复测时也要：增设一些水准点适当增加中线桩和横断面的密度平坦地段50m/个起伏较大的地段20m/个（测量精度与定测相同）在施工范围以外的稳固地方另外设置一些桩点，与被保护的控制桩构成一定的关系，一旦控制桩被破坏，可根据这些桩点用简单的方法恢复。护桩应根据控制桩周围的地形、地物条件，按图所示的其中一种形式进行布置。二、护桩设置(a)(b)(c)(d)(e)护桩设置示意图延长线法:JD9护1　护桩点之记示意图61m(电杆旁)59m(路边树旁)82m(大门口西侧3.5米)ZD8-5JD9护2JD9护4°29′JD9DK5+120.38JD9护3JD9护5JD9护631m(石碑旁)0°21′49m(小桥北头)25m(小路拐弯处)ZD9-1护桩的位置应绘制草图并用文字予以详细说明目的：根据路基的设计横断面和中桩位置，在地面上标定出路基填挖边界（即路堤的坡脚线和路堑的坡顶线），以便根据边桩确定路基填筑或开挖的范围。方法:计算法、图解法、试探法。三、路基边桩测设HmbD2如果地面平坦，中桩到边桩的距离为b—路堤顶面或路堑底面（含侧沟和平台）的宽度；m—路基边坡系数；H—路基填挖高度；1．计算法1：mHb/2b/2Db/2DH1：mDb/2D地势比较平坦，横断面测绘精度较高。可以在路基横断面设计图上直接量取中桩到边桩的距离，然后在现场进行放样。2．图解法1：mHb/2b/2Db/2DH1：mDb/2D地面横向坡度起伏较大，两侧边桩到中桩的距离相差较大时使用。(a)路堤边桩测设h2h1b/22D2D2'D21：mHb/2b/2(b)路堑边桩测设D1'D1D2b/22Hh21：mD11h1D2D2'D1'D1D11试探法示意图3.试探法b/2b/2H1：mD2'D1D2D1'h1h2D1D212b/2b/2D2'D2D1D1'D1h1h2H1：mD221图4-19试探法示意图(a)路堤边桩测设(b)路堑边桩测设路堤：先估计边桩大致位置1点处（上坡）测出水平距离D1′，高差h1具体作法：ΔD＝D1′–D1若ΔD0向内移动略小于ΔD若ΔD0向外移动)(211hHmbD路基面到1点的高差为H–h1，在此高差时，中桩到边桩的水平距离应为b/2b/2H1：mD2'D1D2D1'h1h2D1D212b/2b/2D2'D2D1D1'D1h1h2H1：mD221图4-19试探法示意图(a)路堤边桩测设(b)路堑边桩测设当ΔD≤0.1m时，则可认为观测位置就是边桩的位置。下坡一侧由于观测点相对于中桩的高差是负值，上式仍然适用。（移动量略大于ΔD）(a)路堤边桩测设h2h1b/22D2D2'D21：mHb/2b/2(b)路堑边桩测设图4-19试探法示意图D1'D1D2b/22Hh21：mD11h1D2D2'D1'D1D11路堑：如图，先估计边桩大致位置1点处（上坡），测出：水平距离D1′、高差h1路基面到1点的高差为H+h1，在此高差时，中桩到边桩的水平距离应为ΔD＝D1′–D1若ΔD0向内移动略大于ΔD若ΔD0向外移动下坡一侧仍然适用。（移动量略小于ΔD）注意：H—路基填挖高度的绝对值h1—观测点相对于中桩的高差，应考虑正负号。)(211hHmbD四、竖曲线的测设1、概述在设计路线纵坡的变更处，考虑行车的视距要求和行车的平稳，在竖直面内用圆曲线连接起来，这种曲线程为竖曲线。我国铁路、公路设置的竖曲线一般为圆曲线和抛物线型。按坡度变化情况，竖曲线有以下形式：凸形竖曲线(+)(-)ii12凹形竖曲线(+)3i2、竖曲线测设元素计算TxyABCEDFRαα2i1i2O由于i较小，所以180)(arctanarctan2121iiiiRxyRTEiiRLiiRTii22)()(21222121同理：理由如下：TxyABCEDFRαα2i1i2O如图所示：由于α很小，可认为Y方向与半径方向一致，也可认为它是切线上与曲线上的高程差。则（R+y）2=R2+x2故2Ry=x2-y2又y2与x2相比，其值甚微，可略去不计。故有2Ry=x2y=x2/2Rymax≈E，故E=T2/2R3、例题设i1=-1.114%,i2=+0.154%,为凹形竖曲线，变坡点的桩号为1+670，高程为48.60m，欲设置R=5000m的竖曲线，求各测设元素、起点、终点的桩号和高程、曲线上每10m间距里程桩的标高改正数和设计高程。解：按公式求得T=31.70m，L=63.40m，E=0.10m起点桩号=1+670-31.70=1+638.30终点桩号=1+638.30+63.40=1+701.70起点坡道高程=48.60+31.70×1.114%=48.95m终点坡道高程=48.60+31.70×0.154%=48.65m根据R=5000m和相应的桩距xi，即可求得竖曲线上各桩的标高改正数yi，计算结果见下表：桩号xiyi坡道高程竖曲线高程备注1+638.31+6501+6601+6701+6801+6901+701.711.721.731.721.711.70.010.05E=0.100.050.0148.9548.8248.7148.6048.6248.6348.6548.9548.8348.7648.7048.6748.6448.65竖曲线起点i1=-1.114%变坡点i2=+0.154%竖曲线终点TxyABCEDFRαα2i1i2O4、竖曲线测设按照一定的距离，先标定每一个桩的平面位置，根据每一个桩的坡道高程和该桩的竖曲线高程标定工作标高。任务：确定路基施工完成后线路中线的位置检查路基施工是否符合设计要求内容：中线测设高程测量横断面测量五、路基竣工测量根据护桩恢复中线控制桩并进行固桩进行中线贯通测量桥涵隧道：从桥隧的中线向两端贯通。中线里程应全线贯通，消灭断链。直线段每50米、曲线段每20米测设一桩。在平交道中心、变坡点、桥涵中心、铁路的道岔中