p11线状工程测量

第十一章线状工程测量,第十一章线状工程测量,主要内容线状工程测量概述铁路工程测量公路工程测量管线测量线路勘测设计一体化重点：线路工程测量的内容与方法,11.1线状工程测量概述,一、基本术语线状工程：铁路、公路、石油与燃气管线、渠道、管道、城市综合管网、输电线及索道工程等。线状工程测量：为各种线状工程勘测设计、施工安装与运营管理阶段所进行的测量工作。,11.1线状工程测量概述,二、铁路公路工程测量的各个阶段初步方案，它根据有关政治、经济、交通和自然条件进行室内选线和野外勘查，全面分析、比较、论证道路建设的意义以及技术、经济上的合理性和可行性，提出路线的初步方案；初测，它是在前面工作的基础上进一步安排路线，落实路线局部方案；定测，它是在初步设计基础上，将纸上定线的路线方案进行实地放线；施工检查，在建设过程中进行施工检查；竣工测量。,11.1线状工程测量概述,线路测量：是指铁路、公路、管道等线状构筑物在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作。1、铁路线路勘测的目的是：为铁路的设计搜集所需资料（地形图、水文、地质、气象、地震等方面的资料）。2、新建铁路建设不同阶段的测量工作：（1）初步方案研究阶段为初步方案研究阶段提供中、小比例尺地形图，设计人员根据线路等级、限制坡度、牵引种类、运输能力等重要技术标准在图上选线，并提出多个方案（如1：5地形图上选线）。,选线：经过室内研究、分析和对比,在线路的起、终点之间找出在平面上直而短，在立面上坡度小的线路位置,以保证所选线路和工程在经济上合理、技术上可行。（2）初步设计阶段进行初测初测的主要任务：是为初步设计提供详细的地面资料大比例尺带状地形图（多个方案的）。初步设计主要任务：在提供的带状地形图上选定线路中心线的位置,经过经济、技术比较推荐一个最佳方案；同时要确定线路的主要技术标准，如线路等级、限制坡度、最小半径等。（3）施工图设计阶段进行定测定测主要任务：将选定的线路中线测设到地面上去,进行线路的纵断面和横断面测量；对个别工程还要测绘大比例尺的工点地形图。,施工图设计是根据定测所取得的资料,对线路的高低位置、路基、和路堑的断面、桥涵、隧道、车站、档土墙等做出设计,并提供工程数量和施工图预算。（3）在施工阶段施工测量施工测量的内容：复测；施工控制测量；施工测量；峻工测量等。,11.1线状工程测量概述,三、线状工程测量的主要内容中线测量；纵、横断面测量；带状地形测量；施工放样；竣工测量和有关调查工作等。其主要目的是为设计、施工、运营管理提供必要的基础资料。,11.2铁路工程测量,11.2.1线路勘测阶段的测量工作铁路勘测任务可分为踏勘（初测）和定测。初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作，初步设计的主要任务是纸上定线，经过经济、技术比较提出一个推荐方案。初测对初步设计方案中认为有价值的线路进行实测，即进行实地选点，定出线路方向，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图。定测是在初步设计批准后，结合现场的实际情况确定线路的位置，并为施工设计收集必要的资料。,新线初测,线路初测工作内容：选点插旗（插大旗）导线测量(为地形图做平面控制，定测放线的依据)高程测量：建立线路高程控制点和进行图根高程控制。测绘带状地形图。,11.2铁路工程测量,11.2.1.1线路初测初测在线路的全部勘测工作中占有重要的位置，它决定着线路的基本方向。1.选点插旗根据方案研究中在大小比例尺地形图上所选线路位置，在野外用“红白旗”标出其走向和大概位置，并在拟定的线路转向点和长直线的转向处插上标旗，为导线测量及各专业调查指出进行的方向。在插旗的同时应进行初测导线的点位选择。,11.2铁路工程测量,导线点选择应满足以下几项要求：（1）点位应靠近大旗线路的位置，以便于实测之用。（2）桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段以及越岭垭口处均应设点。（3）点位应选在地势较高、视野开阔、易于保存的地方，以保证前后通视及方便地形测量。（4）导线点间距应取用400m左右，以避免因边长过短而降低精度。使用全站仪时边长可增到1km。导线点转点应钉设控制桩和标志桩。,（二）导线的施测,.水平角测量及其精度：水平角观测：按测规规定进行，使用J2或J6经纬仪，用测回法测角，两半测回之间要变动度盘位置，角度较差在15（J2）或30（J6）以内时，取平均数作为观测结果。.导线边长的量测与精度导线边长的量测方法已在第6章中叙及，量测时，初测导线边长的精度按测规（见表12-1）要求进行。,导线点的编号：自起点顺序编写，点号之前冠以“C”字。如“5”,则表示5号初测导线点。假定该点离开线路起点的距离为2570.55米,则应写为CK2+570.55。“CK”,表示初测里程,C是“初”字汉语拼音的声母。现在我国铁路测量的桩点代号除惯用的外,均采用汉语拼音系统。,表12-1导线测量边长限差,（三）导线的联测与检核,1、概述1）联测：为了确定初测导线的方位，检验导线水平角及边长的量测精度，测规规定：导线的起、终点及每隔30公里的点,应与国家大地点（三角点、导线点、级军控点）或其他不低于四等的大地点、GPS点进行联测。当与国家平面控制点联测困难时,应在导线的起点、终点和不远于30公里的导线点上用天文测量方法(太阳高度法)或用陀螺经纬仪,测定导线边的真北方位角,以控制角度误差的积累。,图12-1,如图12-1所示,在导线点A上测得的A1边的真北方位角为AN，在导线点B上测得的BC边的真北方位角为AK，它们分别是根据A点和B点上的真北方向测定的。,推算BC边的坐标方位角：（12-1）BC边上的计算真方位角AK（12-2）式中子午线收敛角；A、B两点的平均纬度；AA点的经度；BB点的经度；（当B点在A点之东时,取正号；反之,取负号。）,角度闭合差为：对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得超过（n为折角的个数）。若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导线时,其方位角的闭合差不应超过。注意：在与国家控制点联测进行检核时,要检查控制点与检核线路的起算点是否处于同一投影带内,否则应先换带计算,然后进行检核计算。,(12-3),2、导线的两化改正,当初测导线与国家控制点联测进行坐标检核时，应首先将导线测量成果（地球自然表面）化算到参考椭球面上，然后再归化到高斯投影面上，才能与国家控制点坐标进行比较检核，这项工作称为导线的两化改正。,2、导线的两化改正,1）将坐标增量的总和改化至参考椭球面上。其中Hm为导线平均高程。2）将大地水准面上的坐标增量的总和化算至高斯投影面上。其中Ym为导线两端点横坐标的平均值。,3、坐标换带计算,初测导线与国家控制点联测时,有时导线点与联测的国家控制点会处于两个投影带中,因而必须先将邻带的坐标换算为同一带的坐标才能进行检核,这项工作简称。它包括6带与6带的坐标互换、6带与3带的坐标互换等。坐标换带公式法：基本公式分严密公式和近似公式。坐标换带表：有六度带高斯、克吕格坐标换带表和三度带高斯、克吕格坐标换带表两种。每种表又根据换带计算的精度要求不同，分为表和表（“简表”）。使用严密公式换带时，用表查取常数进行计算，其结果的最大误差不超过1mm；当采用近似公式换带时，用简表进行计算，其结果精度不超过1m。按测规要求，线路测量的坐标换带用表。现有专用换带计算软件可供换带计算使用。,三、高程测量,初测阶段高程测量的任务及目的：水准点高程测量：设置沿线水准基点,建立高程控制系统；(基平测量)中桩高程测量：测量中桩（导线桩、加桩地形和地质显著变化处所钉设的桩橛）高程，为测图建立高程控制系统。(中平测量)高程系统：1985年国家高程基准方法：,（一）水准点高程测量(基平测量),水准点设置：以“BM”字头顺序编号水准点应沿线路布设,做到方便实用，利于保存。一般地段每隔约2km设置-个水准点,工程复杂地段每隔约1km就应设置一个水准点。水准点最好设在距线路中心线l00m范围内。,水准点宜设在基岩上、坚固稳定的建筑物上或埋设混凝土桩联测：应与国家水准点或相当于国家等级水准点联测；路线长度应不远于30km联测一次，形成附合水准路线，以检验测量成果并进行闭合差调整。,1、水准测量方法,水准点水准测量精度：按五等水准测量要求,其限差如表12-4所列。表中R为测段长度，L为附合路线长度,F为环线长度,单位为km。水准仪精度指标：不应低于S3级；所用的水准尺,宜使用整体式板尺，其分划线应经过检定,每米平均分划线真长与名义长度之差,不得超过0.5mm。,表12-4,水准测量方法：采用一组往返或两台水准仪并测的方法。尺读数估至mm,高差较差不符值在允许范围（表）内时,取其平均值。,（1)测量应在成象清晰、稳定的时间内进行；（2）前、后视距离应尽量相等,如一个测站因条件限制,造成前后视距离相差较大,则应在以后的测站中予以补偿；（3）一般情况下,视线长度不应大于150m。但在跨越河流、深谷时,视线长度可增长至200m，宜采用以下跨河水准测量方法：,注意事项：,跨河水准测量方法：如图12-3,在河(谷)两侧大致等高处设置转点A、B及置镜点C、D,并使ACBD=1520m。往测程序:1）C点置镜，先测A点读数a1，后测B点读数b1，测完B点后,应尽快渡河（越谷），hAB=h1=a1-b1；2）D点置镜,先测A点读数a2（在观测A点时不许再调焦）。后测B点读数b2，hAB=h2=a2b2；取均值hAB,返测程序:与往测相反。往返测得的两转点高程不符值在限差范围以内时,取用平均值。,图12-3,2、光电测距三角高程测量,可与平面导线测量合并进行,即导线边长测量、水准点高程测量和中桩高程测量一次完成。初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或转点与水准点间的距离和竖直角必须往返观测,斜距应加气象改正,高差可不加球气差改正,最后采用往返观测的平均值。在测量时应尽可能缩短往返测量的时间间隔：往返观测的平均高差可以削减大地折光系数K对高差的影响,但无法完全抵消。力求使往返测在同一气象条件（温度、湿度及大气压力等）下完成，使K值的变化达到最小。,水准点光电测距三角高程应满足表12-5的要求；水准点的设置要求、闭合限差及检测极限，应符合水准测量要求(表12-4)。表12-5水准点光电测距三角高程测量技术要求,当竖直角大于20或边长小于200m时,应增加测回数以提高观测精度。,（二）中桩高程测量(中平测量),1、水准测量方法中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行。所用水准仪应不低于S10级。从已经设置的水准基点开始,沿导线进行中桩水准测量,最后附合于相邻的另一个水准点上,形成附合水准路线，限差要求见表12-6。中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位至mm；中桩高程取位至cm。,表12-6中桩高程测量限差（mm）,中桩高程测量也可用光电测距三角高程测量进行，是与导线边长测量、水准点高程测量同时完成的。为满足往返测“宜在同一气象条件下完成”的要求,要尽可能地缩短往返测的间隔时间；光电测距三角高程测量时,只须单向测量即可。考虑到上述两种情况,中桩高程测量宜在水准点高程测量的返测后进行。中桩光电测距三角高程测量应满足表12-7的要求。其中距离和竖直角可单向正镜观测两次（两次之间应改变反射镜高度）,也可单向观测一测回。两次或半测回之差在限差以内时取平均值。,2、光电测距三角高程测量,若单独进行中桩光电测距三角高程测量时，其高程路线应起闭于水准点。把导线点作为高程转点,高程转点间的竖直角,可用中丝法往返观测一测回,中桩高程测量应满足表126要求。,11.2铁路工程测量,（3）带状地形图测绘表9-2带状地形图测绘规定带状地形图的比例尺选择可参照一般平坦地区为1500012000，困难地区为12000进行。,11.2铁路工程测量,11.2.1.2线路定测1.中线测量把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩标定出来。中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。放线：把纸上各交点间的直线段测设于地面上，放线常用的方法有拨角法、支距法、极坐标法和GPSRTK法。中桩测设：沿着直线和曲线详细测设中线桩。,（一）放线,放线常用的方法：拨角法放线：放线速度快，但误差传递积累。（常用）支距法放线：误差不积累，无检核；极坐标法放线：放线速度快，误差不积累；具体采用什么方法,可根据线路经过地区的地形条件、纸上定线与初测导线的相互位置、初测图纸的精度以及测量所用的仪器设备精度而定。1、拨角法放线根据图纸上定线的JD坐标,预先在室内计算出每条直线线段的长度D及其坐标方位角，进而计算出转向角；到现场置仪器于交点JD,拨转向角、量距D，放出中线并检核。拨角法放线步骤：计算放线资料、实地放线、调整误差。,（1）,(1)计算放线资料,计算交点和转点的极坐标：如图12-4为一平面图的局部,图中C0、C1为初测导线点；JD0、JD1为纸上定线交点。初测导线各边的坐标方位角及导线点的坐标均为已知；直接从图纸上量取交点JD0JD1的坐标,反算各转(交)点间的边长Si及其坐标方位角JDi-JDi+1，计算出各交点的转向角=JDi-JDi+1-JDi-1-JDi计算交点（转点）极坐标、S（相对于导线点）如图12-4及表12-8，由导线点C0测设中线起点JD0的极坐标测设数据为：JD0的转向角：,图12-4拨角放线,表128拨角法放线距离及偏角计算表,计算曲线要素及主点里程,根据直线转向角、曲线半径R及缓和曲线长度l0,计算曲线各要素及曲线主要点里程。资料经核对无误后,应填在拨角定线资料表中,供外业中桩测设时使用。（2）现场放线A、放线：(见表12-8)在C0点置镜:后视C1点,拨角1430736定出方向,量距145.47m定出JD0。在JD0置镜:后视C0点,倒镜,反拨1242017(盘左盘右分中法)定出方向,量距558.37定出JD1依次置镜,根据相应的直线长度s及转向角,顺序定出JD2、JD3等直线交点。,B、测量方法与精度要求,水平角观测:应使用DJ2或DJ6级经纬仪,采用正倒镜分中法测设，在限差范围内时取平均值。边长:可用光电测距仪、钢卷尺测量，精度要求:与初测导线的精度要求相同.(见表12-1)只不过定测时是测设转向角和中线(初测时是量测角度和边长)。在量测中线的同时,按规定应钉设百米桩、公里桩、加桩、曲线主点桩和测设曲线等。,(3)调整闭合差拨角法定线的缺点是误差积累。为了保证放线的精度,每隔35km,特殊情况下不大于10km,应与初测导线（或航测控制点、GPS点）联测一次,联测闭合差不应超过以下规定：长度相对闭合差：水平角闭合差：n为测站总数。计算长度相对闭合差时,长度采用初、定测导线闭合环的长度。当闭合差超限时,应查找原因予以改正；当闭合差符合精度要求时,则应按具体情况进行调整。,（a）联测：图12-5中B、C及D分别表示纸上定线点JD2、JD3、JD4，M、N表示初测导线点C3、C4，bc是拨角放线后线路中线交点JD2和JD3在现场的实际放出的位置。测量cN边长和水平角1、2，以便求出bc和c点坐标。,（b）计算闭合差,将初测导线点M、N的坐标方位角、N点坐标（由表12-8得）以及测得的cN边长和水平角1、2填入表12-9中，可求出bc和c点坐标。角度闭合差：线路中线的理论位置BC的坐标方位角与放线后实际位置bc坐标方位角之差，即：f=bc-BC；f要小于长度相对闭合差：长度闭合差是线路中线点C的理论位置与实际放出的c点的实测位置之差，f=（fx2+fy2）。其中：fx=xc-xC，fy=yc-yC。长度相对闭合差f/Di1/2000，Di为形成闭合环各边的边长。,表12-9拨角定线闭合差计算表,图12-6,（c）调整闭合差如图12-6，线路中线的理论位置B(JD2)、C(JD3)、D(JD4)；放线后实际位置b、c；当各项闭合差均小于限差时，需调整闭合差即:让放线后d点与理论位置D重合。据bc和c、D点的坐标，计算出在c点置镜后视b点，测设D点的资料，测设出D点（图12-6），并按前述方法测设后续各点。,(1)纸上选点、量距纸上选点:从初测的导线点或导线转点,做初测导线的垂线,把垂线与纸上定线的交点做为定测中线的转点（如图12-7中的ZD4-3、ZD4-4等点）。其应地势较高,视野开阔,是理想的转点,每段纸上定线的直线上,最少要有三个转点,且转点间尽可能通视。纸上量距：转点（如ZD4-3）选好后,分别量出初测导线点(或转点)到纸上定线转点的支距长度l和极角。,2、支距法放线适用于地面平坦，图上定线点与导线点较近。优点：不存在放线误差积累。,（2）现场放线,a）放线：根据示意图,到现场找出相应的初测导线点,按着已量得的支距距离l和角值,距离l用皮尺测设,角度用经纬仪或简易仪器方向架测设。放出的各点应打桩、钉钉、插旗标示其位置b）穿线：支距法放出的点均是独立的点，在现场测设同一条直线上的点（A、B、C）不在一条直线上，须用经纬仪将各转点调整到同一直线方向上,这一工作就叫做穿线。方法:将经纬仪安置在一个放线点上，照准最远的一个转(ZD)，由远而近逐一将中间各点都移到直线(视线)上；或者移动仪器至某一点,使得位于仪器前后的大多数转点,都极接近仪器正倒镜视线所指示的直线方向,则仪器视线方向,便是所放直线方向。,c)延长直线,延长直线一般采用经纬仪盘左盘右分中法。如图12-8，设AB线段需延长,在B点置经纬仪,盘左后视A点,倒转望远镜定出C1点；平转望远镜盘右照准A点,再倒镜在地面上定出C2。当延长直线每l00m点C1与C2间横向距离小于5mm时,可将C1与C2点连线分中定出C点,BC段便是AB的延长线。测规规定,当B、C点间距大于400m时,正倒镜的点位横向差不大于2Omm。,延长直线时应使前后视距离大致相等,距离最长不宜大于400m,最短不宜小于50m。对点时,应尽可能用测钎或垂球；当距离较远时可改用花杆对点,但须分中照准花杆的最下端。d)直线中间加点如图12-9,当点A、B相距过远或两点虽相距不远但不通视,需在中间加设一点P。设P为一近似点,求出它与P点的偏距e值,即可定出点P。,图12-9,置镜P点：测角，量出两边长度a、b。设的面积为,则当e值很小时,则由公式（12-9）、（12-10）式根据e值移动仪器,按以上步骤重复,直到=0时为止。,（3）交点:测设相邻两直线的交点（JD）,交点是确定中线的直线段方向和测设曲线的重要控制点。图12-10中A、B、C、D为地面相邻两直线上的转点(ZD)。a）在A点置镜，后视B点,延长直线BA,在估计与CD直线相交处的前后,打两个木桩a、b（俗称“骑马桩”）,在a、b桩上钉钉、拉上小线,则ab弦线就是BA直线在交点左右的延长线；b）在C点置镜,后视D点,延伸直线DC与ab线相交定出JD,打下木桩,再用测钎(铅笔尖)或垂球在桩顶ab方向上重新对点确定点位，钉上小钉以标示JD的位置。,有时在CD直线延长线,也设置两个骑马桩c、d,拉上小线,在ab、cd两细线交点的位置上,打桩钉钉,最后定出交点。,11.2铁路工程测量,（3）全站仪极坐标法全站仪极坐标法放样简单灵活，适用于中线通视差的测区但放样工作量大，放样到实地上的中线相对精度不高；并且由于用初测导线点直接定测各放样点，比其它放样法要求初测导线点的密度大，测量精度高，最后亦要通过穿线来确定直线段的位置。（4）GPSRTK法该方法的作业效率，较其他方法有了很大的提高。,11.2铁路工程测量,2.中桩测量及曲线测设交点确定之后，应进行中线丈量确定里程桩。同时设置地形、地质、地物等加桩，并进行曲线测设。,（二）中桩测设,放线工作完成之后,地面上已有了控制中线位置的转点桩ZD和交点桩JD。中桩测设依据ZD和JD桩,将中线桩详细测设在地面上,这种工作通称。中桩测设内容包括直线测设和曲线测设。直线测设：中线上应钉设5O米桩、百米桩、公里桩和加桩。加桩设在地形变化处或设计需要处的整米处。如：沿线路纵横向地形变化处、地质不良地段变化处、线路与其他道路、通讯线路或输电线路交叉处等。在铁路大型工程地段（如桥梁、隧道两端）也应设置加桩。,限差：中线距离可用光电测距仪或钢尺往返测量,在限差以内时取平均值。百米桩、加桩的钉设以第一次量距为准。中桩桩位误差,按测规要求不超过下列限差:横向为10cm；式中s转点至桩位的距离,以m计。4）固桩：定测控制桩直线转点、交点、曲线主点桩,一般都应用固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土桩,桩顶埋设铁钉表示点位。,二、线路高程及纵断面测量,定测阶段的水准测量分为：基平测量和中平测量。基平测量的任务：与初测阶段一样,是沿线路建立水准基点,以便为定测线路及日后的施工和养护提供高程控制。中平测量的任务：是沿着定测线路中心线的标桩进行中线水准测量,亦称中桩抄平。利用中线水准测量的结果绘制纵断面,为施工设计提供可靠的资料依据。,（一）线路水准点高程测量,1.水准点的布设定测阶段水准点的布设应在初测水准点布设的基础上进行。首先对初测水准点逐一检核,其不符值在土3Omm(K为水准路线长度,以km为单位)以内时,采用初测成果；若确认超限,方能更改。其次,若初测水准点远离线路,则重新移设至距线路l00m的范围内。水准点的布设密度,一般2km设置一个,但长度在30Om以上的桥梁和500m以上的隧道两端和大型车站范围内,均应设置水准点。水准点设置在坚固的基础上或埋设混凝土的标桩,以BM表示并统一编号。,2.水准点高程测量,测量方法与要求同初测水准点高程测量。3.跨河水准测量在铁路水准点测量中,当跨越河流或深谷时,由于前、后视线长度相差悬殊及水面折光的影响,不能按通常的方法进行水准测量。当跨越大河、深沟视线长度超过200m时,应按跨河水准测量进行。（二）中桩高程测量(定测中平)初测中平：是测定导线点及加桩桩顶的高程,为地形测量建立图根高程控制。定测中平：是测定中线上各控制桩、50米桩、百米桩、加桩所在地面高程,为绘制线路纵断面提供资料。,1、中桩水准测量方法：采用一台水准仪单程测量，测量应起闭于水准点,限差为土5Omm(L为水准路线长度,以km计)。中桩高程宜观测两次,其不符值不应超过10cm,取位至cm。中桩高程闭合差在限差以内时可不作平差。记录计算：在水准点、转点上有后视读数和前视读数，各中桩处有中视读数（见图12-11）记录、计算表格如表12-10。中桩高程计算采用仪器视线高法，即中桩高程=Hi-中视读数；Hi=后视点高程+后视读数。图12-11中HBM1=52.460m，HBM2=55.471，fh=55.450-55.471=-21mm；Fh=70mm。,图12-11,表12-10,2.跨深谷的中桩水准测量,如图12-12。为了避免因仪器通过沟底的多次安置而产生的误差，先在测站1先读取沟对岸的转点2+200的前视读数，再以支水准路线形式测定沟底中桩高程(宜另行记录);最后，将仪器搬至测站4读取转点2+200的后视读数，再继续往前测量。为了削减由于测站1前视距离长而产生的测量误差，测站4（或以后其他测站）的后视距离适当加长，使后视距离之和与前视距离之和大致相等。当跨越的深谷较宽时，也可采用跨河水准测量方法传递高程。,图12-12,(三)绘制线路纵断面图,纵断面图：横轴中桩里程，纵轴中桩地面高程根据已测出的线路中线里程和中桩高程绘制纵断面图，形象地将线路中线经过的地形、地质等自然状况以及设计的线路平、纵断面资料表示出来，如图12-13。线路纵断面图通常绘在厘米方格纸上。为了线路纵断面设计的需要，一般采用的高程比例尺（纵坐标）是水平距离比例尺（横坐标）的10倍，从而突出地面纵向的起伏（p241）。线路纵断面图上的内容：连续里程表示线路自起点计算的公里数，短粗线表示公里桩的位置，线条下的注字为公里数，线条左侧的注字为公里标至相邻百米标的距离。,图12-13,线路平面表示线路平面形状直线和曲线的图。图12-13。中央的实线表示线路中线，在曲线地段表示为中心线向上下凸出：向上凸出表示线路向右转；向下凸出表示线路向左转；斜线部分表示缓和曲线；连接两斜线的直线表示圆曲线。在曲线处注名曲线要素。曲线起终点的注字，表示起终点至百米标的距离。里程表示勘测里程，在整百米和整公里处注字。加桩竖线表示加桩位置，旁边和注字表示加桩到相邻百米桩的距离。地面标高是各中线桩的地面高程。设计坡度用斜线表示，斜线倾斜方向表示上坡或下坡。斜线上面的注字是设计坡度的千分率（如坡度为，注字为），下面的注字为该坡段的长度。路肩设计标高路基肩部的设计标高，由线路起点路肩标高、线路设计坡度及里程计算得出。工程地质特征表示沿线地质情况。,三、线路横断面测量,线路横断面测量的目的：是测量垂直于线路方向的地面线，并绘制线路横断面图。主要用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施工放样以及挡土墙设计等。1、横断面施测地点及其密度横断面施测地点及横断面密度：在曲线控制点、公里桩、百米桩、和线路纵、横向地形变化处，在铁路站场、大、中桥桥头、隧道洞口、高路堤、深路堑、地质不良地段及需要进行路基防护地段宽度、应根据地形、地质情况适当加大横断面施测密度。宽度：横断面测绘宽度应满足路基、取土坑、弃土堆及排水系统等设计的要求。,图12-14,2、横断面方向的测定线路横断面应垂直于线路中线（在曲线上与切线相垂直）。确定直线地段的横断面方向：用方向架测设，如图12-14，将方向架立于中线测点上，用一个方向瞄准中线远方花杆定向，则方向架瞄准的另一个方向，就是横断面的方向。,确定曲线上横断面方向：方法1：将仪器（方向架、经纬仪等）置于点B，先瞄准分弦点A，测定弦线AB的垂直方向BD，并标出点位D；再瞄准另一侧分弦点C（要求BC=AB），测设弦线BC的垂直方向D，标出点位D，应使BD=BD。最后分中DD得D点，则BD方向，就是B点的横断面方向。（如图12-15）。,图12-15,方法2：根据曲线资料可计算出BA点的弦切角，置于B点的经纬仪照准A点后，顺时针拨（90+）角，即定出横断面的方向。,3、横断面的测量方法,（1）手水准测横断面测量时，以方向架定向，选择方向上变坡点立尺或花杆，皮尺量距，手水准测高差。表12-11是手水准测量记录格式，按线路里程增加方向的左、右侧分别记录测量成果：分母是相邻测点间的平距，分子是相邻两点间高差。在绘制横断面图时，再统一换算成各测点到中桩的距离和与中桩的高程差。,（2）水准仪测横断面适用于：地势平坦、通视良好，横断面精度要求较高。横断面仪器：用方向架(或其他仪器)，皮尺(或钢尺)量距。测量方法：与中桩水准测量相同，即后视转点取得仪器高程后，将断面上的坡度变化点(测点)作为中间点观测。若仪器安置适当，置一次镜可观测一个或几个横断面，如图12-16所示。如果地面横向坡度较大，为了减少置镜数，可以采取以两台水准仪分别沿线路左右侧测量的方法。,图12-16,（3）经纬仪测横断面（4）光电测距仪测横断面将经纬仪或光电测距仪安置在中线桩上，定出横断面方向后，即可较快地测出各测点的距离和高差。这些方法既能保证精度，效率又高，可适用于各种地形。注意：记录表格中的距离是仪器到立尺或反射镜点的距离4、横断面测量检测精度与横断面图的绘制（1）测规对线路横断面测量检测限差规定：高程：（h/100+L/200+0.1）m明显地物点的距离：（L/100+0.1）m式中h检查点至线路中桩的高差（m）；L检查点至线路中桩的水平距离(m)。,（2）横断面图绘制：坐标：纵坐标（高程），横坐标(水平距离)，绘在厘米格纸上比例尺：纵横一致，1：200（图12-17）。横断面图最好现场绘制，以便及时检查。绘制根据：测点到中桩距离（从中桩开始，分左右两侧）测点的高程（或各点相对与中桩的高差）,图12-17,11.2.2纵横断面图绘制及土方量计算,11.2.2.1纵断面图绘制,11.2铁路工程测量,11.2.2.2横断面图测绘方法1.横断面测绘方法与精度要求横断面方向的确定可用方向架或经纬仪等进行。横断面测量可用经纬仪、水准仪或全站仪进行。,11.2铁路工程测量,2.横断面绘制绘制横断面图时常选择纵横比例尺相同，一般采用1200的比例尺。设计人员根据横断面图做出路基、路堑设计图，作为计算土方量的依据之一。图9-7横断面测绘,11.2铁路工程测量,11.2.3线路施工测量主要任务：测设作为施工依据的桩点的平面位置和高程。,11.2铁路工程测量,11.2.3.1线路复测线路复测的内容和方法与定测时基本相同。复测内容：转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测量和线路水准测量。目的：恢复定测桩点和检查定测质量，而不是重新测设，所以要尽量按定测桩点进行。若桩点有丢失和损坏，则应予以恢复；若复测和定测成果的误差在允许范围之内，则以定测成果为准；若超出允许范围，应查找原因，确定证明定测资料错误或桩点位移时，方可采用复测资料。,一、线路复测,线路复测包括线路中线和路线水准复测，它与定测的工作内容和方法基本相同，1、交接桩点:首先与设计院交接有关测量资料(初测、定测资料),并在实地交接桩点（导线点、水准点、中线桩）2、复测：（1）用与初测和定测相同的方法测定导线点、水准点；（2）用与定测相同的方法检测或恢复被破坏的中线点（JD、ZD、曲线主点、百米桩、公里桩、曲线桩等）。,11.2铁路工程测量,复测与定测成果的不符值限差为：1水平角：；2距离：钢尺12000，全站仪14000；3桩点点位横向差：每100m不应大于5mm，当点位距离长于400m时，亦不应大于20mm；4曲线横向闭合差：10cm（施工时应调整）；5水准点高程闭合差：mm；6中桩高程：10cm。复测结果与定测资料比较相差不大时，应采用定测成果。当复测与定测成果不符值超出容许范围时，应多方寻找原因。如确属定测资料错误或桩点发生移动时，则应改动定测成果,11.2铁路工程测量,11.2.3.2护桩设置中桩点在施工中将被填挖掉，因此在线路复测后，路基施工前，对中线的主要控制桩（如交点、直线转点及曲线五大桩）应设置护桩。护桩位置应选在施工范围以外不易被破坏的地方。一般设两根交叉的方向线，交角不小于，每一方向上的护桩不少3个，为便于寻找护桩，护桩的位置用草图及文字作详细说明。,11.2铁路工程测量,11.2.3.3路基边坡放样路基横断面是根据中线桩的填挖高度和所用材料在横断面上画出的。路基的填方称为路堤；挖方称为路堑；在填挖高度为零时，称为路基施工零点。路基边坡放样路基施工填挖边界线的标定。它是用木桩标出路堤坡脚线或路堑坡顶线到线路中线的距离，作为修筑路基填挖方开始的范围。设计横断面与地面实测横断面线之间所围的面积就是待施工（填或挖）的面积。根据相邻两个横断面面积和断面的间距，就可计算施工土方量。,二、路基放样,路基放样的内容：是钉设路基纵断面上的施工零点和测设路基横断面的边坡桩。路基边坡的放样依据:横断面上所设计的路基，填方:路堤挖方:路堑施工零点:h=0,不填不挖。1、路基施工零点的测设路基施工的零点：是线路纵断面图上设计中线与地面线的交点，即在地面上线路中线不填不挖点。测设实质：施工前要在中线桩两侧用桩标出填、挖边界桩。,（1）零点位置的计算：设相邻里程桩A、B之间的水平距离为d，零点距邻近里程桩A的水平距离为x，A点挖深为a，B点填高为b。则故（2）零点的测设：自A起沿中线方向量水平距离x，即可测设出零点桩O。,图12-18路基施工零点测设,2路基边桩的测没,边桩：沿线路中桩两侧用桩标志出路堤路基边坡脚或路堑边坡坡顶的位置，即填土或挖土的边界桩。边桩放样常用图解法和逐点接近法两种方法。（1）图解法适用条件：当地形变化不大，横断面测量和绘图准确时使用。测设方法：在横断面图上量取边坡线与地面线交点至中桩的水平距离D，再实地边桩放样。,（2）逐点接近法,地面平坦时:a）计算中线桩到边桩的距离D：D=b+mH，b线路中心到路肩边缘的宽度，H路基顶部到中桩地面的高差（填挖高），坡度1:m=H:d，d坡顶到坡脚的水平距离。例如图12-19（a）中1：m=1：1.5，则D1=b1+1.5H。b）由中线桩向横断面的左侧量取D1，钉出边桩。,边桩到中线桩的距离随着地面的高低而发生变化，需用逐点趋近法进行测设。a）在断面方向上边桩大致位置点1处竖立水准尺,再用水准仪测出1点与中桩的高差h1,用尺量出1点至中桩的距离D(图12-20）,地面倾斜时,图12-20,b）计算边坡桩至中桩的距离D，测设路堤下坡一侧时，h1取“+”;测设路堤上坡一侧时,h1取“-”。测设路堑下坡一侧时，h1取“-”；测设路堑上坡一侧时，h1取“+”。c）D=DD如D0，向1点的外边量取D得2点；DD时，向1点里边量取D得2点。再次进行试测，直至D0.1m时，即可认为立尺点即为边桩的位置。,（12-12）,图12-20,11.2铁路工程测量,11.2.3.4竣工测量路基土石方工程完工后，铺轨前应进行线路竣工测量，最后确定中线位置，作为铺轨的依据；并检查路基施工质量是否符合设计要求。内容包括中线测量、高程测量和横断面测量。,三、铺设铁路上部建筑物时的测量（路基竣工后）,在路基上部建筑物的施工时进行。路基上部建筑物包括：道碴、轨枕和铁轨。为了保证路基上部建筑物按设计的平面位置和高程位置的要求建造起来，在铺设道碴之前还必须进行如下的测量工作。1在路基上放样线路中心线：据路基范围以外的控制桩进行的。放样时应将中心线上的里程桩全部钉出，并对曲线的放样细致地进行检核；2沿中线标桩进行纵断面水准测量：即应沿中线标桩进行水准测量，并根据测量的结果计算出每个标桩处路基面的高程，与设计高程进行比较，以此对路基进行修整，使之符合设计要求；,3、铁路上部建筑物的平面位置和高程位置的放样：铁路上部建筑物的平面位置是由中心线的标桩向两侧量距放样出来的。上部建筑物在高程方面的设计位置一般放样在中线标桩的侧面上，或以划线或以切口表示。第一个标记为路基顶面的标高，第二个记号为轨枕底平面的标高，而第三个记号则是钢轨顶面的标高。在直线地段内两轨的标高是一致的，曲线地段则应考虑到外轨的超高。铺设轨道时高程放样的容许误差为4毫米，因此操作时应认真细致。,11.2铁路工程测量,1.中线测量利用护桩将主要控制点恢复到路基上，进行线路中线贯通测量。在曲线地段，应交出交点，并重新测量转向角；中线上，直线地段每50m，曲线地段每20m测设一桩；道岔中心，变坡点、桥涵中心等处需钉设加桩。全线里程自起点连续计算贯通，消除由于局部改线或假设起始里程而造成的里程“断链”。,11.2铁路工程测量,2.高程测量竣工时应将水准点引测到稳固建筑物上，或埋设永久性混凝土水准点；其间距不应大于2km；其精度与定测时要求相同；全线高程必须统一，消除因采用不同高程基准而产生的“断高”。中桩高程按复测方法进行，路基高程与设计高程之差不应超过5cm。3.横断面测量主要检查路基宽度。侧沟、天沟的深度，宽度与设计值之差不得大于5cm；路基护道宽度误差不得大于10cm，若不符合要求且误差超限应进行整修。,11.2.4铁路既有线测量,11.2铁路工程测量,11.2.4铁路既有线测量11.2.4.1既有线的里程丈量1里程丈量从车站中心或桥、隧建筑物中心的既有里程引出，按原有里程方向连续推算。2里程丈量，直线地段可沿左轨轨面丈量；曲线测量范围内沿线路中心丈量。车站内沿正线丈量，车站布设为鸳鸯股道时，从车站中心转入另一线连续丈量，并推算里程，如车站中心在曲线上，则在直线上换股。3里程使用钢卷尺丈量两次，较差在1/2000以内时，以第一次丈量的里程为准。4里程丈量时，设公里标、半公里标、百米标和加标。（公里标、半公里标写全里程；百米标和加标可不写公里数）,11.2铁路工程测量,5在下列地点设加标，并分别规定里程取位：（1）曲线范围内，里程为20m整倍数的点；（2）桥梁中心、大中桥的桥台挡碴前缘和台尾、隧道进出口、车站中心、进站信号机及远方信号机等，取位至厘米；（3）涵渠、渡槽、平交道口、跨线桥、坡度标，跨越铁路的电力线、通讯线、地下管道等中心，新型轨下基础、站台、路基防护、支挡工程等的起、终点和中间变化点，取位至分米；（4）地形变化处，路堤和路堑边坡的最高和最低处，路堤路堑交界处，路基宽度变化处，路基病害地段，取位至米。,11.2铁路工程测量,11.2.4.2高程测量1既有水准点的编号不变，并对遗失，损坏或水准点间距离大于2km的既有水准点进行补设，同时在大中桥头，隧道口，车站等处增设水准点，并另编号。2全线水准点高程应连续测量贯通，与既有水准点高程的闭合差在mm以内时采用原高程；如确认既有水准点高程有误，可更改原有高程。3中桩高程测量，直线段测左轨轨面，曲线段测内轨轨面，并量测两次，较差在20mm内以第一次为准。4.用水准仪测量时，在成像清晰、稳定、前后视距大致相等，并且视线长度不大于150m时进行。,11.2铁路工程测量,11.2.4.3横向测绘横向测绘又称为线路调绘，是对既有线路两侧30至50米以内的地物、地貌的测绘调绘。为修改和补充既有线平面图以及拆迁建筑物、路基防护、排水系统布置、土方调配以及第二线左右侧选择等意见的依据。,11.2铁路工程测量,11.2.4.4站场测绘站场平面图的比例尺为11000或12000，其测绘范围根据需要确定。站场内平面图的测量在已有控制点还存在时采用已有控制点作图根点进行站场平面测绘；不存在已有控制点时采用任意坐标法，新布设控制点进行站场平面测绘，最后将布设的控制点与国家等级点进行GPS联测。,11.2铁路工程测量,11.2.4.5桥涵测量1既有桥涵的丈量应根据有关资料和调查的基础上进行。2既有桥涵的精度要求：a）用钢尺丈量，钢结构尺寸取至毫米，其余尺寸取至厘米。b）大中桥的桥长、跨度、桥墩中心间的长度，两尺丈量的较差不大于1/2000。c）应绘制丈量图。比例尺为1501200。d）高程以水准仪施测，其精度不低于水准点高程测量的精度。,11.2铁路工程测量,11.2.4.6既有曲线测量既有曲线测量采用全站仪极坐标法。,11.2铁路工程测量,步骤如下：（1）置镜于导线点C32，后视C31，依次测量中线上通视的14各测点的偏角，距离和竖直角。后视C31，前视C33，观测C32的水平角一测回，C31C32，32C33两条边的边长和竖直角往返测各一测回。（2）转镜于C33，后视C32观测430各测点的水平角和水平距离；观测对于C32，C34的导线水平角和导线边水平距离。依次在各导线点置镜连通导线，测完曲线测量范围各测点后，连通曲线终点端直线段，以推算C35C36方位，并用C35，C36两点坐标反算的方位角进行校核。,11.2铁路工程测量,11.2.4.7既有线设备调查测量1.桥梁核对里程、桥梁名称、结构类型、孔数、跨度及全长。2.隧道核对起讫里程。隧道名称、长度。3.涵洞核对中心里程、结构类型、孔数、孔径、长度。4.道口核对中心里程，跨越线路的条数。,11.2铁路工程测量,5.车站（1）核对车站中心里程，一般中间站，区段站指运转室的中心里程，客运站、编组站指候车室或主要站房中心里程。（2）道岔：按正线、到发线、调车线、货物线核对原有编号。（3）警冲标，核对该警冲标属于何组道岔及其里程，若该组道岔现场无警冲标且关系到股道有效长计算，则按标准位置确定里程并加注说明。（4）信号机：核对里程，种类（包括进站、出发、调车、复示驼峰等信号表示器，并有色灯与臂板之分），灯向（要确认该信号机灯向线路的何端）。,11.2铁路工程测量,（5）站台、灰坑、检查坑：核对其起终点里程，并量注长度。站台还要根据台顶、台脚里程计算台顶长。（6）车站股道：注记股道编号，一般下行方向一侧为单号，上行方向一侧为双号，枢纽站、车场股道编号按递增编号。（7）其他设备：水鹤、灯塔、灯桥、车挡应核对里程及位置。,11.3公路工程测量,11.3.1概况公路勘测分两阶段勘测和一阶段勘测两种。所谓两阶段勘测，就是对路线进行踏勘（初测）测量和详细（定测）测量，而一阶段勘测则是对路线作一次定测。公路线形设计已开始使用非对称线形（称为非一般平曲线）设计，非对称线型分为完全非对称线型和非对称非完全线型两种。,11.3.2非一般曲线任意桩点坐标的计算方法,11.3.2.1非对称设置缓和曲线的平曲线切线长计算公式,11.3公路工程测量,11.3.2.1非对称设置缓和曲线的平曲线切线长计算公式,11.3.2.2非对称非完整设置缓和曲线的平曲线切线长计算公式,第一切线长、第二切线长的计算公式推导如下：在三角形DEF中,在三角形JIH中,11.3公路工程测量,11.3.2.3非完整缓和曲线,11.3公路工程测量,一般平曲线是按“直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线”顺序连续组成完整的线形。而互通立交匝道线形中，线形单元的组合则比较复杂，没有一定的规律。坐标的计算只能分段进行。通常设计文件中提供各特征点桩号、坐标、切线方位。,11.3.3车载GPS技术用于线路信息采集,图9-13车载GPS技术用于线路信息采集流程图,11.4管线测量,概述管线中线测量管线竣工测量,11.4.1概述,管线工程各阶段的测量工作：（1）收集确定区域内大中比例尺地形图、控制点资料、原有各种管线的平面图及断面图等。（2）地形图测绘。根据初步规划的线路，实地测量管线附近的带状地形图或修测原有地形图。（3）管线中线测量。根据设计要求，在地面上标定出管道中心线的位置。（4）纵、横断面图测量。