第3讲-线路测量

土木建筑工程学院道路桥梁教研室讲题：中线测量概述与转、交点测设第10章线路测量土木建筑工程学院道路桥梁教研室教学目标重点：圆曲线的测设，线路纵断面测量、横断面测量难点：复曲线测设，缓和曲线的测设（1）了解复曲线测设，缓和曲线的测设，线路土方计算。（2）熟悉交点和转点的测设，转角测定和里程桩的设置。（3）掌握圆曲线的测设，线路纵断面测量、横断面测量。土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.1中线测量概述公路、铁路、渠道、输电线路、输油管道、输气管道等均属于线型工程，它们的中线通称线路。在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。线路测量与施工建设阶段及竣工阶段所进行的测量工作，统称为线路工程测量。土木建筑工程学院道路桥梁教研室线路工程测量的主要内容：1）中线测量(包括曲线测设）2）纵、横断面测量3）带状地形图测绘4）线路土石方计算和施工测量除渠道、管道不设曲线外，各种线路测量的程序和方法大致相同。线路测量一般情况下分初测和定测。土木建筑工程学院道路桥梁教研室勘测设计测量(routereconnaissanceanddesignsurvey)初测(preliminarysurvey)定测(locationsurvey)。1、初测内容:控制测量(controlsurvey)、测带状地形图(topographicalmapofazone)、收集沿线地质水文资料、作纸上定线或现场定线，编制比较方案，为初步设计提供依据。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、定测内容：在选定设计方案的线路上进行线路中线测量(centerlinesurvey)、测纵断面图(profile)、横断面图(cross-sectionprofile)及桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查，为施工图设计提供资料。土木建筑工程学院道路桥梁教研室将图纸上线路测设到实地上的工作，称为中线测量。它是依据初测导线点把线路的中心线(中线)标定在地上，并测出其里程。主要内容：测设中线各交点(JD)和转点(ZD)、测距和钉设中桩、测量线路转角α)，道路工程还需测设曲线。本章主要论述中线测量和纵、横断面测量。中线测量(centerlinesurvey)土木建筑工程学院道路桥梁教研室中线测量的概念通过直线和曲线的测设，将道路中心线的平面位置测设到地面上，并测出其里程。即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.2交点、转点的测设10.2.1交点JD(intersectingpoint)的测设（一）定义：路线的转折点，即两个方向直线的交点，用JD来表示。（二）方法：1．等级较低公路：现场标定中桩。2．高等级公路：测地形图——图上定线——实地放线。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（三）实地放线的方法分类1、放点穿线法：放直线点——穿线——定交点（1）放点可采用支距法（垂直于导线边的距离）、极坐标法。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）穿线定出一条尽可能多的穿过或靠近直线上点（如P1、P2、P3点）的直线AB。ABP1P2P3P4土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）定交点将直线延长，得交点JD。正倒镜分中法：在B点架仪，盘左瞄准A，倒镜定a1，b1点；盘右瞄准A点，倒镜定a2，b2点；取a1、a2点中点a，b1、b2点的中点b。同理定出CD方向上c、d两点。（骑马桩）将线段ab、cd相交得交点JD。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、拨角放线法——极坐标法利用导线点或已测设的JD，计算测设元素（β，S）——拨角，量边，定出JD位置。缺点：放线误差容易累积。土木建筑工程学院道路桥梁教研室如果线路中线是用解析法设计的，线路各交点均有设计坐标，则可根据布设的导线点坐标反算出导线点与线路交点的距离与方向，然后在实地把它们标定出来。全站型电子速测仪具有精度高、测程长、速度快的优点，上述方法中若使用全站仪可大大提高放线效率。3、解析法土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.2.2转点ZD(turningpoint)的测设1、定义：当相邻两交点互不通视时，需要在其连线测设一些供放线、交点、测角、量距时照准之用的点，称为转点。2、分为：在两交点间测设转点。在两交点延长线上测设转点。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）在两交点间测设转点：土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）在两交点间测设转点：fbaae方法:在JD5、JD6的大致中间位置ZD’架仪。瞄准JD5，定出JD’6。测量出a、b距离。计算e值，实地量取e，得ZD点。有：在ZD点架仪，检查三点在一直线上。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）在两交点延长线上测设转点：土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）在两交点延长线上测设转点：fbaaeabaef同理，计算出e值，实地量取e，得ZD点。有：最后，在ZD点架仪，检查三点在一直线上。土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.3.1转角(turningangle)测定1、定义：指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原方向的夹角。当偏转后的方向在原方向的右侧，称为右转角αY；反之为左转角αZ。β3αyβ4αzJD3JD4JD２JD５土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、转角的计算当β左180°时，为右转角，有：αy=β左-180°当β左180°时，为左转角，有：αz=180°-β左当β右180°时，为右转角，有：αy=180°-β右当β右180°时，为左转角，有：αz=β右-180°土木建筑工程学院道路桥梁教研室3、分角线方向若角度的2个方向值为a、b，则：分角线方向c=(a+b)/2abc=(a+b)/2分角线方向土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.3.2里程桩(mileagepeg)的设置又称中桩，表示该桩至路线起点的水平距离。分为控制桩、整桩(每隔20m或50m设一个)和加桩。加桩分为:地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线加桩和断链加桩。（如：改K1+100=K1+080，长链20m。）中桩(mileagepeg)图土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.4圆曲线(circlecurve)的测设圆曲线测设的传统方法：主点测设——详细测设10.4.1圆曲线主点(majorpoint)的测设1、曲线元素的计算（已知转角α及半径R）2RtgT切线长180RL曲线长)12(secRE外距LTD2切曲差土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、主点的测设（1）主点里程的计算ZY里程=JD里程-T；YZ里程=ZY里程+LQZ里程=YZ里程-L/2；JD里程=QZ里程+D/2土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）测设步骤：1)JDi架仪，照准JDi-1，量取T，得ZY点；2)照准JDi+1，量取T，得YZ点；3)在分角线方向量取E，得QZ点。土木建筑工程学院道路桥梁教研室二、圆曲线详细测设测设整桩和加桩。1、切线支距法(tangentoff-setmethod)(1)以ZY或YZ为坐标原点，切线为X轴，过原点的半径为Y轴，建立坐标系。(2)计算出各桩点坐标后，再用方向架、钢尺去丈量。xy土木建筑工程学院道路桥梁教研室切线支距法圆曲线坐标计算：里程为各点至原点的弧长其中式中iiiiiiilRlRyRx,180)cos1(sin特点：测点误差不积累。宜以QZ为界，将曲线分两部分进行测设。土木建筑工程学院道路桥梁教研室例题：切线支距法测设圆曲线的计算设某单圆曲线偏角α=34012′00″，R=200m，主点桩号为ZY：K4+906.90，QZ：K4+966.59，YZ：K5+026.28，按每20m一个桩号的整桩号法，计算各桩的切线支距法坐标。解：土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室分为：长弦偏角法、短弦偏角法（1）长弦偏角法1）计算曲线上各桩点至ZY或YZ的弦线长ci及其与切线的偏角Δi。2）再分别架仪于ZY或YZ点，拨角、量边。2、偏角法(methodofdeflectionangle)1iiZYYZ土木建筑工程学院道路桥梁教研室2324sin2218022RllcRcRlRliiiiiiiii展开为或1iiZYYZ长弦偏角法单圆曲线坐标计算：特点：测点误差不积累。宜以QZ为界，将曲线分两部分进行测设。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）短弦偏角法与长弦偏角法相比：1）偏角Δi相同。2）计算曲线上各桩点间弦线长ci3）架仪于ZY或YZ点，拨角、依次在各桩点上在量边，相交后得中桩点。土木建筑工程学院道路桥梁教研室3、还有极坐标法(polarcoordinatemethod)、弦线支距法、弦线偏距法。例题：偏角法详细测设单圆曲线已知圆曲线的R=200m，转角如图，交点JDi里程为K10+110.88m，试按每10m一个整桩号，来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤。土木建筑工程学院道路桥梁教研室例题解答：土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室10.6缓和曲线(spiralcurve)的测设一．概念及基本公式1、概念为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失，需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线，此曲线为缓和曲线。主要有回旋线、三次抛物线及双纽线等。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、回旋缓和曲线(spiralcurve)基本公式土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）缓和曲线的参数方程:3373225336640ssslRlRllylRllx（4）圆曲线终点的坐标:RlyRllxsss64020230（2）缓和曲线角公式：土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室二．主点(majorpoint)的测设1、测设元素的计算（1）内移距p和切线增长q的计算：232240224RllqRlpsss土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）里程的计算ZH=JD-TH；HY=ZH+ls；QZ=ZH+LH/2；HZ=ZH+LH；YH=HZ-ls2、主点的测设土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）测设方法。(见例题)例题：如图，设某公路的交点桩号为K0+518.66，右转角αy=180018'36，圆曲线半径R=100m，缓和曲线长ls=10m，试测设主点桩。解：（一）计算测设元素351521802000Rlsp=0.04m；q=5.00m；土木建筑工程学院道路桥梁教研室mRlymRllxsss17.0600.104020230mqtgpRTH12.212)(mlRLsH96.412180)2(0mRpREH33.12sec)(土木建筑工程学院道路桥梁教研室（二）计算里程ZH=K0+497.54；HY=K0+507.54；QZ=K0+518.52；HZ=K0+539.50；YH=K0+529.50（三）主点测设1．架仪JDi，后视JDi-1，量取TH，得ZH点；后视JDi+1，量取TH，得HZ点；在分角线上量取EH，得QZ点。2．分别在ZH、HZ点架仪，后视JDi方向，量取x0，再在此方向垂直方向上量取y0，得HY和YH点。土木建筑工程学院道路桥梁教研室三、带有缓和曲线的圆曲线详细测设1、切线支距法(tangentoff-setmethod)要注意：点是位于缓和曲线上，还是位于圆曲线上。位于缓和曲线位于圆曲线土木建筑工程学院道路桥梁教研室pRyqRx)cos1(sin（1）当点位于缓和曲线上，有：3373225336640ssslRlRllylRllx（2）当点位于圆曲线上，有：土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、偏角法（整桩距、短弦偏角法）要注意：点是位于缓和曲线，还是位于圆曲线。位于缓和曲线位于圆曲线土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、偏