第10章 道路中线测量.ppt

1、第十章 道路中线测量,第一节 交点和转点的测设 第二节 测角组的工作内容 第三节 里程桩的设置 第四节 圆曲线的测设 第五节 虚交 第六节 缓和曲线的测设 第七节 复曲线的测设（自学） 第八节 回头曲线的测设（自学） 第九节 道路中线逐桩坐标计算（自学）,概述 道路工程一般由路基、路面、桥涵、隧道及各种附属设施等构成。兴建公路之前，为了选择一条既经济又合理的路线，必须对沿线进行勘测。 一般地讲，路线以平、直最为理想。但实际上，由于受到地物、地貌、水文、地质及其它等因素的限制，路线的平面线型必然有转折，即路线前进的方向发生改变。为保证行车舒适、安全，并使路线具有合理的线型，在直线转向处必须用曲线

2、连接起来，这种曲线称为平曲线。平曲线包括圆曲线和缓和曲线两种。 圆曲线是具有一定半径的圆的一部分，即一段圆弧，它分为单曲线、复曲线和回头曲线等。 缓和曲线是直线和圆曲线之间加设的一段曲线，其曲率半径由无穷大逐渐变化为圆曲率半径。,道路中线由直线和平曲线两部分组成。道路中线测量是通过直线和平曲线的测设，将道路中心线的平面位置用木桩具体地标定在现场，并测定路线的实际里程。 道路中线测量是公路工程测量中关键性的工作，它是测绘纵、横断面图和平面图的基础，是公路设计、施工和后续工作的依据。,第一节 交点和转点的测设,一、交点的测设 对于一般低等级的公路，通常采用一次定测的方法直接放线，在现场标定交点位置

3、。对于高等级的公路或地形复杂的地段，需在带状地形图上进行纸上定线，然后把纸上定好的路线放到路面上，一般采用穿线交点法、拨角放线法和坐标放样法标定交点位置。,要进行道路中线测量，必须先进行定线测量，即在现场标定交点和转点。 交点是指路线改变方向的转折点，通常以JD表示，它是路线测量的控制点。 转点是指当相邻两交点距离较长或互不通视时，需要在其连线或延长线上定出的一点或整点，以供交点、测角、量距或延长直线瞄准之用，通常用ZD表示。,（一）穿线交点法 穿线交点法是利用测图导线点与图上定线之间的角度和距离关系，将中线的直线段测设与地上，然后将相邻直线延长相交，定出交点。即放直线点穿线定交点。具体步骤如

4、下：,1、放点 可采用支距法（垂直于导线边的距离）或极坐标法。,在地面上测设路线中线的直线部分，只需定出直线上若干个点，就可确定这一直线的位置。图中JD3、JD4、JD5为路线中线，D8D13为初测导线，16为选点中线放样临时，其中支距点为（1、2、4、6）。,测设步骤： 临时点为支距点时，可用支距法放点，用经纬仪和方向架定出垂线方向，再用皮尺量出支距l定出点位。 临时点为任意点时，则用极坐标法，将经纬仪安置在相应的导线点上，拨角定出临时方向，再用皮尺量距l定出点位。,2、穿线 由于图解数据和测量误差的影响，在图上同一直线上的各点放到地面后，一般均不能准确位于同一直线上。这时可根据实地情况采用

5、目估或经纬仪法穿线，通过比较和选择定出一条尽可能多地穿过或靠近临时点的直线AB，这种确定直线位置的工作称为穿线。,3、交点 将两直线延长，得交点JD。操作步骤如下： 正倒镜分中法： （1）在ZD2点架仪，盘左瞄准ZD1，倒镜定a1，b1点；盘右瞄准ZD1点，倒镜定a2，b2点；取a1、 a2点中点a， b1、b2点的中点b。 （2）同理定出CD 方向上c、d两点。（骑马桩） （3）将线段ab、cd相交得交点JD。,(二)拨角放线法极坐标法 根据纸上定线的交点坐标，首先反算直线长度和坐标方位角，以及转角，利用这些数据在现场测设交点。,在利用导线点或已测设的JD，计算测设元素（，S） 拨角，量边，

6、定出JD 位置。,这种方法有累积误差，故每隔一段距离应与测图导线联测校核调整。,(三)坐标放样法 交点坐标在地形图上确定以后，利用测图导线按全站仪或GPSRTK将交点直接放样在地面上。由于利用测图导线放点，故无误差累积现象。这种方法是目前工程中使用的主要方法。,二、转点的测设 分为： 在两交点间测设转点。 在两交点延长线上测设转点。,（一）在交点间设转点 （1）ZD为粗略定出的转点位置。将经纬仪置于ZD，用正倒镜分中法延长直线JD5ZD于JD6。若JD6与JD6重合或量取的偏差在路线容许移动的范围内，则转点位置即为ZD，这时应将JD6移至JD6，并在桩顶上钉上小钉表示交点位置。,将ZD沿偏差的

7、相反方向横移至ZD。将仪器移至ZD，延长直线JD5ZD看是否通过JD6或偏差小于容许值，否则应再次设置转点，直至符合要求为止。,（2）当偏差超过容许范围或JD6不许移动时，则须重新设置转点。设e为ZD应横向移动的距离，仪器在ZD用视距测量方法测出距离a、b，则,（二）在两交点延长线上设转点,ZD为延长线上粗略定出的转点位置。将经纬仪置于ZD，用正倒镜分中法定出JD9。若JD9与JD9重合或量取的偏差在路线容许移动的范围内，则转点位置即为ZD。若偏差f超出容许范围或JD9为死点，不许移动，则应调整ZD的位置。将ZD沿偏差f相反方向横移e至ZD。,将道路中线的交点和转点设定完成后，即定线测量完成，

8、就可进行标定直线与修正点位，测角与转角计算，平曲线要素计算，钉设平曲线中点方位桩，视距测量，导线磁方位角观测并进行检核，路线控制桩位固定等。,第二节 测角组的工作内容,一、标定直线与修正点位 对于相互通视的交点，如果定线测量无误，则不需要进行点位修正，可以直接引用。但是当交点相距较远或地形起伏较大，测角组应加设若干个导向桩，供中桩穿线使用。 由于转点实际上未必严格在一条直线上，因此就存在用经纬仪检查与标定直线或修正交点桩位的问题，如发现问题，及时改正。,二、路线右角的测定与转角的计算 1、 路线右角的观测 按路线的前进方向，以路线为界，在路线右侧的水平角称为右角，如图所示的1、2。在中线测量中

9、，一般是采用测回法测定。上、下两个半测回所测角值的不符值视公路等级而定：高速公路、一级公路为20；二级及二级以下的公路为60。如在容许范围内，可取两个半测回的平均值作为最后结果。,2、转角的计算 当右角测定以后，根据值计算路线交点处的转角。当180时为右转角（路线向右转）。当180时为左转角（路线向左转），左转角和右转角按下式计算： 右=180 180 左=180 180,3、钉设平曲线中点方向桩,为了便于设置曲线中点桩，在测角的同时，需将曲线中点方向桩（亦即分角线方向桩）钉设出来，分角线方向桩离交点的距离应尽量大于曲线外距，以利于定向插点。一般转角越大，外距也越大，这样分角桩就应该设置得远一

10、点。,4、测定后视方向的视距 在中线测量中，为防止丈量距离时的错误，要求测角组还要用视距测量的方法（或测距仪、全站仪）测定两交点（转点）间的距离，作为中桩组量距时校核用。 5、导线磁方位角的观测与方位角校核 观测磁方位角的目的，是为了校核测角组的精度和展绘平面导线图时检查展线的精度。路线测量规定，每天作业开始与结束须观测磁方位角，至少各一次，以便于根据观测值推算方位角校核，其误差不得超过2。若超过规定，必须查明发生误差的原因，并及时纠正。,6、路线控制桩位固定,为了便于以后施工时恢复线路及放样，对于中线控制桩志，如路线起点桩、终点桩、交点桩等重要桩志，均须妥善固定和保护，以防止丢失和破坏。 桩

11、志固定方法应因地制宜地采取埋土堆、垒石堆、设护桩（亦称“栓桩”）等。护桩方法很多，如距离交会法、方向交会法、导线延长法等。公路工程测量通常多采用距离交会法定位。护桩一般设三个，护桩夹角不宜小于60，以减小交会误差。,第三节 里程桩的设置,为了确定路线中线的位置和路线的长度，满足纵、横断面测量的需要以及为以后路线施工放样打下基础，必须由路线的起点开始每隔一段距离钉设木桩标志，称为里程桩。里程桩亦称中桩，桩点表示路线中线的具体位置。 桩的正面写有桩号，背面写有编号。桩号表示该桩点至路线起点的里程数。如某桩点距路线起点的里程为2456.257m，则桩号记为K2456.257。,一、里程桩的类型 里程

12、桩分为整桩和加桩两种。 1、整桩 在直线上和曲线上，其桩距按规定的要求而设。它的里程桩号均为整数，且为要求桩距的整倍数。(每隔20m或50m设一个) 当量距每至百米及千米时，要钉设百米桩及公里桩。 2、加桩 加桩又分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩、地质加桩、断链加桩和行政区域加桩等。 中桩间距表,二、里程桩的书写及钉设 1、里程桩的书写 桩志一般用红色油漆或记号笔书写，一般写在桩顶以下5cm范围内。 路线主要标志桩名称表,2、里程桩的钉设 新线桩志打桩，不要露出地面太高，一般以5cm左右能露出桩号为宜。钉设时将写有桩号的一面朝向路线的起点方向。对起控制作用的交点桩、转点桩以及一些重要的地物加桩

13、，如桥位桩、隧道定位桩等桩顶钉一小铁钉表示点位。 改建桩志位于旧路上时，常采用大帽钢钉。 遇到岩石地段无法钉桩时，应在岩石上凿刻“”标记，表示桩位并在其旁边写明桩号、编号等。 在潮湿或近期不施工的路线，对重要桩位可埋设混凝土桩，便于长期保存。,第四节 圆曲线的测设,圆曲线又称单曲线，是由一定半径的圆弧构成，它是路线弯道中最基本的平曲线形式。 一、圆曲线的主点测设 1、圆曲线测设元素的计算 设在交点JD处相邻两直线边与半径为R的圆曲线相切，其切点ZY和YZ称为曲线的起点和终点；分角线与曲线相交的交点QZ称为曲线中点，如图所示，它们统称为圆曲线主点，其位置是根据曲线要素确定的。,设交点（JD）的转

14、角为，单位为rad，圆曲线半径为R，则曲线的测设元素按下列公式计算：,2、主点里程计算 交点JD的里程已由中线丈量时获得。由于中线并不经过交点，故曲线中点QZ和终点YZ的里程，必须由起点ZY的里程沿曲线长度推算，其算式如下： 起点ZY桩号=交点JD桩号切线长（T） 终点YZ桩号=起点ZY桩号+曲线长（L） 中点QZ桩号=终点YZ桩号曲线长的一半（L/2） 交点JD桩号=中点QZ桩号+切曲差的一半（D/2）（校核）,例：设某交点JD里程为K2+968.43，圆曲线半径R=200m，测得其偏角为3412，计算各要素和各主点桩号。 （1）计算各曲线要素 T=200tg1706=61.53 (m) L

15、=119.38 (m) E=200(sec1706-1)=9.25(m) D=261.53-119.38=3.68 (m) （2）计算各主点的桩号,JD K2+968.43 T 61.53 ZY K2+906.90 L 119.38 YZ K3+026.28 L/2 59.69 QZ K2+966.59 D/2 1.84 JD K2+968.43,3、主点测设 从交点沿后视方向，量取切线长T，可得曲线起点ZY。沿前视方向量取切线长T，可得曲线终点YZ。最后沿分角线方向量最取外距E，即得曲线中点QZ。主点上控制桩，在测设时应进行校核，并保证一定的精度。,二、圆曲线的详细测设,圆曲线的详细测设方法

16、很多，可根据地形情况。工程要求，测设精度等灵活采用。下面介绍切线支距法和偏角法。 1、切线支距法 这种方法是以曲线起点YZ或终点ZY为坐标原点，以切线为X轴，以过原点的半径为Y轴，根据曲线上各点的坐标（X，Y）进行测设，故又称直角坐标法。,如图所示，设P1、P2为曲线上的待测点，l为它们的桩距（弧长），其所对的圆心角为，由图可以得出 ：,2、偏角法 是以曲线起点ZY或终点YZ至曲线任一点Pi的弦线与切线T之间的弦切角（这里称为偏角）i和弦长Ci来确定Pi点的位置。 如图所示，根据几何原理，偏角i等于相应弧长所对的圆心角i的一半，即i= /2 。,第五节 虚交,虚交是指路线的交点（JD）处不能设桩，更无法安置仪器（如交点落于河中、深谷下，峭壁上或建筑物上等），此时测角、量距无法直接按前述方法进行。有是交点虽设桩和安置仪器，但因转角较大，交点远离曲线，也可做虚交处理。 常用的处理方法有圆外基线法、切基线法和弦基线