第12章线路工程测量剖析

1、第12章线路工程测量剖析 第十二章 线路工程测量 第12章线路工程测量剖析 第十二章 线状工程测量概述 铁路工程测量 公路工程测量 管线测量 主要内容： 重点重点： 线路工程测量的方法与内容 第12章线路工程测量剖析 12-1 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。 第12章线路工程测量剖析 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

2、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。 12-1 线状工程测量概述 第12章线路工程测量剖析 12-1 线状工程测量概述 三、线状工程测量的主要内容 平面控制测量 高程控制测量 带状地形图测绘 中线测量 纵、横断面测量 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。 第12章线路工程测量剖析 12-2 铁路线路测量概述 第12章线路工程测量剖析 修建一

3、条新线一般要经过下列程序： 一、方案研究 在小比例尺地形图上找出线路可行的方案和初步选定 一些重要技术标准，如线路等级、限制坡度、牵引种类、 运输能力等，并提出初步方案。 第12章线路工程测量剖析 二、初测和初步设计 初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作，主要 任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文资 料。 初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定 线路中心线的位置，亦称纸上定线。经过经济、技术比 较提出一个推荐方案；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。 第12章线路工程测量剖析 三、定测和施工设计 定测是为施工技术设计而做的勘测工作，其主要任 务

4、是把已经上级部门批准的初步设计中所选定的线路中 线测设到地面上去，并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。 施工技术设计是根据定测所取得的资料，对线路全 线和所有个体工程做出详细设计，并提供工程数量和工 程预算。该阶段的主要工作是线路纵断面设计和路基设 计，并对桥函、隧道、车站、档土墙等作出单独设计。 “精心勘测、精心设计、精心施工”是我们应遵循 的准则，因为每一个环节上的差错都会给工作带来不应 有的损失。 第12章线路工程测量剖析 12-3 铁路新线初测 初测工作包括： 一、插大旗 根据方案研究中在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

5、和大概位置，并在拟 定的线路转向点和长直线的转点处插上标旗，为导线 测量及各专业调查指出进行的方向。 大旗点的选定:一方面要考虑线路的基本走向，故要 尽量插在线路位置附近；另一方面要考虑到导线测量、 地形测量的要求，因为一般情况下大旗点即为导线点， 故要便于测角、量距及测绘地形。 插大旗是一项十分重要的工作，应考虑到设计、测 量各方面的要求，通常由技术负贵人来做此项工作。 第12章线路工程测量剖析 二、导线测量 初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。 导线测量的外业及内业工作已在第七章中作了介绍。 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）

6、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。 第12章线路工程测量剖析 三、高程测量 （1）基平测量 沿线路布设水准点，作为线路高程控制网。 布设： 一般沿线路每隔2km左右设立一个，地形复杂路段可 适当缩短水准点间距； 300m以上的大桥和隧道两端及车站附近应加设水准点 布设位置应离开线路中线一定距离，以50100m为宜， 以免线路施工时破坏。 第12章线路工程测量剖析 三、高程测量 （1）基

7、平测量 测量方法： 采用DS3级以上的水准仪，按一组往返或两组单程的水 准测量方法施测； 跨越河流和沟壑时可放宽至200m，但应尽量保持前后视 距相等，当视线超过200m时，应按跨河水准测量的要求进行； 可用电磁波测距三角高程施测，导线点兼作水准点。 联测： 应与国家水准点或相当等级水准点联测； 应不远于30km联测一次，构成附合水准线路，其高程 允许闭合差为mm。 第12章线路工程测量剖析 （2）中平测量 测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的 高程，用以绘制线路纵断面图和专业调查。 中平测量可采用单程水准测量，以基平 测量所测水准点为基准布设成附合水准线路。 中平测量允许的闭合差为 50L m

8、m 第12章线路工程测量剖析 12-4 铁路新线定测 一、线路平面组成和平面位置的标志 主主 桩桩 里里 程程 桩桩 中线中线 钉钉 第12章线路工程测量剖析 二、中线测量 1、放线测量 放线的任务是把中线上直线部分的控制桩（JD、ZD） 测设到地面，以标定中线的位置。 放线的方法有多种，常用的有：拨角法、支距法和极 坐标法三种。 JD ZH HY QZYH HZ 第12章线路工程测量剖析 (1)、拨角法放线 它是根据纸上定线交点的坐标，预先在内业计算出 两相邻交点间的距离及直线的转向角，然后根据计算资 料在现场放出各个交点，定出中线位置。 拨角放线的工作程序为： 计算放线资料 实地放线 联测

9、与放线误差的调整 第12章线路工程测量剖析 1）、计算放线资料 c0 c1 c2 c4 c3 c5 JD3 JD2 JD1 JD0 JD4 . 71 53 10 81 18 29 74 05 49 198 26 06 235 18 20 坐标方位坐标方位 角角(度度 分分 秒秒) 750.86 733.34 562.46 558.37 145.47 直线长直线长 度（度（m) . 55685 537153 -46-138 Dy 55358 54802 54265 54311 y JD2 JD1 JD0 C0 C1 桩号桩号 .16363 9 25 1916278 7 12 4016125 12

10、4 20 1716263 Dxx 转向角转向角(度度 分分 秒秒) 坐标增量坐标增量 （m) 坐标（坐标（m) 第12章线路工程测量剖析 2)、实地放线 根据放线资料，首先置镜于初测导线点c0上，后视c1， 盘左、盘右拨角，分中后定出c0JD0方向，在此方向上量出 s 14547 m定出JD0点。然后依次在JD0、 JD1上安置 经纬仪，根据相应的转向角和直线段长度，定出JD1、 JD2交点。 c0 c1 c2 c4 c3 c5 JD3 JD2 JD1 JD0 JD4 第12章线路工程测量剖析 交点水平角（转向角）应使用DJ2或DJ6经纬仪，采用正倒 镜测设。在限差范围内时，分中取平均位置。距

11、离采用往返观 测，交点至转点或转点之间的距离，在使用光电测距仪时不宜 长于1 000 m，使用钢卷尺时不宜长于400 m；地形平坦、视线 清晰时，亦不应长于500 m；而两点间的最短距离不得短于50 m， 当短于50 m时应设置远视点。 c0 c1 c2 c4 c3 c5 JD3 JD2 JD1 JD0 JD4 第12章线路工程测量剖析 钉设转点时，正、倒镜的点位横向误差每100 m距离不 应大于5 mm；当点间距离大于400 m时，最大点位横向误差 不应大于20 mm，在限差以内分中定点。 在测设距离的同时，可以钉出直线上的中线桩（公里 桩、百米桩、加桩）和曲线主点桩。 c0 c1 c2 c

12、4 c3 c5 JD3 JD2 JD1 JD0 JD4 第12章线路工程测量剖析 (2)、支距法放线 此法适用于地形不太复杂，且定测中线靠近初测导线的路段。 工作程序为：准备放线资料、放点、穿线、交点。 1)、准备放线资料 从地形图上选定一些导线点，用比例尺和量角器量出这 些点到纸上定线的距离和角度，如图中的14、15、16， 这些点的选择既要考虑测设方便，又要使用同一直线段上相 邻两点间通视，且两点间距尽量远些；此外也可选取中线上 的特征点，如明显地物点、导线与中线相交点，即如图中的 P1、 P2 、 P3点。 第12章线路工程测量剖析 2)、实地放线 放点：实地测设方向，量出距离，定临时支

13、距 点，插上红白旗标出点位。 第12章线路工程测量剖析 穿线 放出的均是独立点，故放线误差不会累积，但由于有误差， 故实地放出的同一直线上的各点并非在同一直线上，需调整到 同一直线上，这一工作称为穿线。 一种穿线方法是将经纬仪安置于一个较高的临时点上，照 准最远处的一个转点（ZD），若中间各点偏离视线方向不大， 则可将各点移动，标定在视线方向上，并打桩钉上小钉 ZD ZD 第12章线路工程测量剖析 延长直线 为了得到相邻两直线段的交点，一般采用盘左、盘右 分中定点法来延长直线。如图，欲将AB延长，置经纬仪于B 点，盘左后视A点，倒转望远镜后在视线方向上打一木桩， 并在桩顶上标出一点c1；然后盘

14、右后视A点，倒镜后在桩顶上 标出c2点，若c1c2之间的距离小于横向误差容许值时（见拨 角放线要求），则取其中点c作为AB延长直线上的点，并钉 一小钉标之。 为保证延长直线的测设精度，前、后视线长度不能相差 太大，且后视距离不能太短；对点和设点尽量采用垂球，且 距离较远时，亦可用测钎或标杆，但要尽量照准其底部。 A C2 C1 B C 第12章线路工程测量剖析 3)、交点 相邻两直线段在实地测设出来之后，将它们延长即可测设 出直线的交点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。 ZD ZD ZD ZD JD 第12章线路工程测量剖析 如图，将经纬仪安置在直线的转点ZD上，延长直

15、线I1， 估计在与直线相交处的前后打下a、b木桩，并在桩顶钉一小 钉，拉上细线，此两桩称骑马桩。然后用经纬仪将直线I2延 长，在视线与骑马桩上的细线相交处订上方木桩，然后悬吊 垂球沿细线移动，当垂球线与直线的视线方向重合时，即可 定出交点位置，钉一小钉示之。 ZD ZD ZD JD ZD a b I1 I2 第12章线路工程测量剖析 (3)、极坐标法放线 它是利用光电测距仪测距速度快、精度高的特点，可在 一个导线点上安置测距仪，同时测设几条直线上的若干个点， 如图。测距仪安置在导线点c4上，可同时测设出A、BG， 大大提高了放线的效率。其距离、角度应通过坐标反算来确 定，而且最后亦要经过穿线来

16、确定JD的位置。 A C B C4 C4 JD E F 第12章线路工程测量剖析 2、中线测设 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。依据ZD和JD桩，即可将中线桩详细测设在地面 上，这项工作通称中线测量。它包括直线和曲线两部分，此节 先介绍直线测设，曲线测设在后面几节中介绍。 中线上应钉设公里桩、百米桩和加桩。直线上中桩间距不 宜大于50m；在地形变化处或按设计需要应另设加桩，加桩一 般宜设在整米处。 第12章线路工程测量剖析 中线距离应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

17、列限差： 纵向为 m，横向为10 cm。 式中，s转点至桩位的距离，以m计。 1 . 0 2000 s 定测直线转点、交点、曲线主点桩等控制桩，一般都应 固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土桩，桩顶 埋入铁钉。 第12章线路工程测量剖析 三、线路高程测量 铁路新线的初测和定测阶段都要进行高程测量。它包 括水准点高程测量和中桩高程测量。 1、线路水准点高程测量 线路水准点高程测量现场称基平测量基平测量。它的任务是沿 线布设水准点、施测水准点的高程，作为线路及其它工种 测量工作的高程控制点。 第12章线路工程测量剖析 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

18、。 首先对初测水准点逐一检核，其不符值在限差以内 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l00 m的范围内。 水准点的布设密度一般2 km设置一个，但长度在 300 m以上的桥梁和500 m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。 第12章线路工程测量剖析 2)、水准点高程测量 其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

19、、深沟视线长度超过200 m时，应按跨河 水准测量进行，方法可参考高程控制测量部分。 第12章线路工程测量剖析 2、中桩高程测量 初测时中桩高程测量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。定测时，则是测定中线上各控 制桩、百米桩、加桩处的地面高程，为绘制线路纵断面提供 资料。 第12章线路工程测量剖析 1)、中桩水准测量 中桩水准采用一台水准仪单程测量，水准路线应起闭于 水准点。中桩高程宜观测两次，其不符值不应超过l0 cm， 取位至cm；中桩高程闭合差在限差以内时不作平差。 中桩高程测量方法如图所示。 第12章线路工程测量剖析 2)、中桩高程测量 将水准仪安置于，读取水准点

20、BMl上的尺读数，作为后 视读数。然后依次读取各中线桩的尺读数，由于这些尺读数 是独立的，不传递高程，故称为中视读数。最后读取转点Z1 的读数，作为前视读数。再将仪器搬至，后视转点Z1，重 复上述方法，直至闭合于BM2。中视读数读至cm，转点读数读 至mm。记录、计算见下表 第12章线路工程测量剖析 . 55.4501.246BM2 . 53.86355.3212.6101.458Z2 54.671.800+300 53.682.790+263 55.101.370+200 55.81456.4730.4150.6590+158.2 4(Z1) 55.650.580+100 54.022.21

21、0+060 水准点高程：水准点高程： BM1=52.460 MB2=55.471 实测闭合差：实测闭合差： fh=55.450-55.471= -21mm 容许闭合差：容许闭合差： 精度符合。精度符合。 52.46056.2293.769MB1 前视前视中视中视后视后视 备注备注高程高程仪器高仪器高 水准尺读数（水准尺读数（mm) 测点测点 mmFh701 . 250 中桩水准测量记录 第12章线路工程测量剖析 中桩高程计算采用仪器视线高法，先计算出仪器视线高Hi，即 Hi 后视点高程十后视读数 中桩高程 Hi 中视读数 在表1311中，并参考图13一10（a），测站的视线高为： Hi 52.

22、4603.76956.229 m 中线桩DK000的高程为： Hi 2.2154.019 m，采用54.02 m 转点Z1的高程为： Hi 0.41555.814 m 隧道顶部和个别深沟的中桩高程，可以采用三角高程测量法测 定。 第12章线路工程测量剖析 3)、跨深谷的中桩水准测量 线路中桩水准测量，往往需要跨越深谷，如图。为了避免 因仪器通过谷底的多次安置中产生的误差，可在测站1先读取 沟对岸的转点2200的前视读数，然后以支水准路线形式测定 谷底中桩高程；结束后，将仪器搬至测站4读取转点2200的 后视读数。为了削减由于测站l前视距离长而产生的测量误差， 可将测站4的后视距离适当加长。 另

23、外，沟底 中桩水准测量因 为是支水准路线， 故应另行记录。 当跨越的深谷较 宽时，亦可采用 跨河水准测量方 法。 第12章线路工程测量剖析 3、线路纵断面图 按照线路中线里程 和中桩高程，绘制出沿 线路中线地面起伏变化 的图，称纵断面图。 线路纵断面图中，其横 向表示里程，比例尺为1 10 000；纵向表示高 程，比例尺为11 000， 它比横向比例尺大10倍， 以突出地面的起伏变化。 纵断面图上还包括线路 的平面位置、设计坡度、 地质状况等资料，因此， 它是施工设计的重要技 术文件之一，见图13 12。 第12章线路工程测量剖析 图中各项内容说明如下： 工程地质特征:填写沿线地质情况。 路肩

24、设计标高:是设计路基的肩部标高。 设计坡度:是中线纵向的设计坡度，斜线方向代表纵坡度，斜线 上方数字表示坡度的千分率（），下方数字表示坡段长度。 地面标高:为中桩高程。 加桩:竖线表示百米桩和加桩的位置，数字表示至相邻百米桩的 距离。 里程:表示勘测里程，在百米桩和公里桩处注字。 线路平面:它是线路平面形状示意图，中央实线代表直线段；曲 线段向下凸者为左转，向上凸者为右转，斜线代表缓和曲线，斜 线间的直线为圆曲线。曲线起终点的里程，只注百米以下里程尾 数。 连续里程：表示线路自起点开始计算的里程公里数，短实线表示 公里标位置，下面注字为公里数，短线左侧注字为公里标至相邻 百米桩的距离。 第12

25、章线路工程测量剖析 图的上部按比例绘出地面线及设计坡度线，注明沿线桥涵、 隧道、车站等建筑物的形式和中心里程，并注明沿线水准点的 位置和高程。 第12章线路工程测量剖析 工程地质特征工程地质特征 路肩设计标高路肩设计标高 设计坡度设计坡度 地面标高地面标高 加桩里程加桩里程 线路平面线路平面 连续里程连续里程 第12章线路工程测量剖析 第12章线路工程测量剖析 四、线路横断面测量 横断面是指沿垂直线路中线方向的地面断面线。横断面 测量的任务，是测出各中线桩处的横向地面起伏情况，并按 一定比例尺给出横断面图。横断面图主要用于路基断面设计、 土石方数量计算、路基施工放样等。 第12章线路工程测量剖

26、析 1、横断面测量的密度和宽度 横断面施测的密度和宽度，应根据地形、地质情况和设计 需要而定。一般应在百米桩和线路纵、横向地形明显变化处及 曲线控制桩处测绘横断面。在大桥桥头、隧道洞口、挡土墙重 点工程地段及地质不良地段，横断面应适当加密。 横断面测绘宽度，根据地面坡度、路基中心填挖高度、设 计边坡及工程上的需要来决定。应满足路基、取土坑、弃土堆 及排水沟设计的需要和施工放样的要求。 第12章线路工程测量剖析 2、 横断面方向的测定线路横断面方向， 在直线上应垂直线路中线；在曲线地段，则 应与测点处的切线相垂直。 第12章线路工程测量剖析 3、横断面测绘方法 横断面的测量方法很多，应根据地形条

27、件、精度要求和设备 条件来选择。常用的方法: (1)、经纬仪视距法 经纬仪安置在中线上，用视距测出横断面上各地形变化点的 距离和高差。该法速度快、精度亦可满足路基设计要求，尤其在 横向坡度较陡地区，优点更明显，是铁路常用的横断面测量方法。 第12章线路工程测量剖析 (2)、经纬仪测距法 经纬仪安置在中线点上，在横断面上地形变化处立标 杆。经纬仪照准标杆上仪器高标记读取竖直角，用皮尺量出 斜距，如图。根据竖直角和斜距，绘出横断面图。该法工效 高且质量较好。 第12章线路工程测量剖析 (3)、水准仪法 水准仪法是用方向架定方向，用皮尺量距，用水准仪测 高程，这种方法精度最高，仅适用于地形较平坦地段

28、；但只 安置一次仪器，可以测各个断面。 第12章线路工程测量剖析 (4)、光电测距仪法 用光电测距仪测量横断面，不仅速度快、精度高， 测站上仪器可以测多个断面。值得注意的是，由于视线 长，为防止各断面点互相混淆，应画草图，做好记录。 第12章线路工程测量剖析 4、横断面测量的精度要求 测规规定，横断面检测限差如下： 高程 （m） 距离 （m） 1 . 0 200100 lh 1 .0 100 l 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）。 第12章线路工程测量剖析 5、 横断面图的绘制 横断面图一般绘在毫米方格纸上，为便于路基断面设计和 面积计算，其水平距

29、离和高程采用相同比例尺，一般为1:200， 如图。 横断面图最好采取现场边测边绘的方法，这样既可省去记 录，又可实地核对检查，避免错误。若用全站仪测量、自动记 录，则可在室内通过计算绘制横断面图，大大提高工效。 第12章线路工程测量剖析 12-5 圆曲线的测设 铁路线路平面曲线部分为两种类型：一种是圆曲线，主要用 于专用线和行车速度不高的线路上；另一种是带有缓和曲线的圆 曲线，铁路干线上均用此种曲线。 曲线测设一般分两步进行，先测设曲线主点，然后依据主点 详细测设曲线。 曲线测设常用方法：偏角法、切线支距法和极坐标法。 第12章线路工程测量剖析 一、圆曲线要素计算与主点测设 为了测设圆曲线的主

30、点，要 先计算出圆曲线的要素。 1、圆曲线的主点，如图所 示： JD交点，即两直线相交的点； ZY直圆点，按线路前进方向 由直线进入曲线的分界点； QZ曲中点，为圆曲线的中点； YZ圆直点，按线路前进方向 由圆曲线进入直线的分界点。 ZY、QZ、YZ三点称为圆曲线的主 点。 第12章线路工程测量剖析 2、圆曲线要素及其计算 T切线长，为交点至直圆点或 圆直点的长度； L曲线长，即圆曲线的长度 （自ZY经QZ至YZ的弧线长度）； E0外矢距，为JD至QZ的距离。 T、L 、E0称为圆曲线要素。 转向角。沿线路前进方向， 下一条直线段向左转则为 ； 向右转则为 。 R圆曲线的半径。 、R为计算曲线

31、要素的必要资 料，是已知值。可由外业直接测出， 亦可由纸上定线求得；R为设计时 采用的数据。 圆曲线要素的计算公式，式中计算 L时， 以度为单位。 左 右 RRE RL RT 2 sec 180 2 tan 0 外矢距 曲线长 切线长 第12章线路工程测量剖析 3、圆曲线主点里程计算 主点里程计算是根据计算出的曲线要素，由一已知点 里程来推算，一般沿里程增加的方向由ZYQZYZ进 行推算。 如上例己知ZY点的里程为DK53621.56，则各主点里 程计算如下： ZYDK53+621.56 +L/2 243.14 QZDK53+864.70 +L/2 243.14 YZ DK 54+107.84

32、 若已知交点JD的里程，则需计算出ZY或YZ的里程，由 此推算其它主点的里程。 第12章线路工程测量剖析 4、主点的测设 在交点（JD）上安置经纬 仪，瞄准直线I方向上的一个 转点，在视线方向上量取切线 长T得ZY点，瞄准直线II方的 上的一个转点，量T得YZ点； 将视线转至内角平分线上量取 E0，用盘左、盘右分中得QZ点。 在ZY、QZ、YZ点均要打方木桩 上钉小钉以示点位。 为保证主点的测设精度， 以利曲线详细测设，切线长度 应往返丈量，其相对较差不大 于1/2000时，取其平均位置。 第12章线路工程测量剖析 二、偏角法测设圆曲线 仅将曲线主点测设于地面上，还不能满足设计和施 工的需要，

33、为此应在两主点之间加测一些曲线点，这种 工作称圆曲线的详细测设。曲线上中桩间距宜为20 m； 若地形平坦且曲线半径大于800 m时，圆曲线内的中桩间 距可为40 m；且圆曲线的中桩里程宜为20 m的整倍数。 在地形变化处或按设计需要应另设加桩，则加桩宜设在 整米处。 偏角法是曲线测设中最常用的方法。 第12章线路工程测量剖析 1、偏角法测设曲线的原理 (1)、测设原理 偏角法实质上是一种方向距离交会法。 偏角即为弦切角。 偏角法测设曲线的原理是：根据偏角和弦长交会出曲线 点。 ZY JD i c 1 i i c 1 O 第12章线路工程测量剖析 (2)、弦长计算 铁路曲线半径一般很大，20 m

34、的圆弧长与相应的弦长相差 很小，如R = 450 m时，弦弧差为2 mm，两者的差值在距离丈 量的容许误差范围内，因而通常情况下，可将20 m的弧长当作 弦长看待；只有当R 400 m时，测设中才考虑弦弧差的影响。 ZY JD i c 1 i i c 1 O 第12章线路工程测量剖析 (3)、偏角计算 由几何学得知，曲线偏角等于其弦长所对圆心角的一半。 图中，ZY1点的曲线长为K，它所对的圆心为 ， 则其对应的偏角为 式中，R为曲线半径；K为置镜点至测设点的曲线长。 若测设点间曲线长相等，设第1点偏角为 ，则各点偏角 依次 180 R K 180 22 R K 1 1 13 12 3 2 n

35、n ZYO JD 2 1 1 2 K 1 第12章线路工程测量剖析 由于测规规定，圆曲线的中桩里程宜为20 m的整 倍数，而通常在ZY、QZ、YZ附近的曲线点与主点间的曲 线长不足20 m，则称其所对应的弦为分弦。分弦所对应 的偏角可按式下来计算。 JD 2 1 1 2 K ZY 180 2 K R 第12章线路工程测量剖析 2、圆曲线详细测设举例 圆曲线详细测设前，曲线主点ZY、QZ、YZ己测设好，因此 通常以ZY点和YZ点为测站，分别测设ZYQZ和YZQZ曲线段， 并闭合于QZ作检核。 以上例资料为依据，举例说明测设的步骤与方法。 第12章线路工程测量剖析 (1)以ZY为测站 1)、偏角计

36、算 已知ZY里程为DK53+621.56，QZ为DK53+864.70，R 500 m， 曲线ZYQZ为顺时针转。偏角资料计算见下表。由于偏角值与度 盘读数增加方向一致，故称“正拨”。 13 55 514.70QZ3+864.7 13 39 4220+680 2 12 0920+660 1 03 2418.44+640 后视后视JD 校核校核 0 00 00ZY3+621.5 备注备注偏角偏角点间曲线点间曲线 长长(m) 置镜点及置镜点及 测设里程测设里程 JD 2 1 1 2 K ZY 180 22 R K 第12章线路工程测量剖析 2)、测设方法 置经纬仪于ZY点，盘左以00000后视JD

37、； 打开照准部并转动之，当水平度盘读数为10324时 制动照准部；然后由ZY点开始沿视线方向丈量18.44 m， 得l点，并打下木板桩； 松开照准部，继续转动，当度盘读数为21209时制 动照准部，由1点丈量20 m，视线与钢尺20 m分划相交 处即为2点； 同法，依次测出3，4直至QZ。 JD 2 1 1 2 K ZY 第12章线路工程测量剖析 测得QZ点后，与主点QZ位置进行闭合校核。当闭合差合 限时（纵向为1/2 000，横向为10 cm），曲线点位一般 不再作调整；若闭合差超限，则应查找原因并重测。 偏角法的优点是有闭合条件做校核，缺点是测设误差累积。 第12章线路工程测量剖析 (2)

38、、以YZ为测站 如图，曲线YZQZ为逆时针，偏角资料计算应采用“反拨” 值，见下表。由于偏角值与度盘读数减少方向一致，故称“反 拨”。其测设方法同l。 JD 2 1 1 2 K YZ 1 346 04 0915.30QZ3+864.70 356 56 45203+880 358 24 1820+80 359 33 037.84+100 后视后视JD 校核校核 0 00 00YZ4+107.81 备注备注偏角偏角点间曲线点间曲线 长长(m) 置镜点及测置镜点及测 设里程设里程 第12章线路工程测量剖析 三、长弦偏角法测设圆曲线 利用光电测距仪配合带有编程功能的计算器来测设曲线， 采用长弦偏角法最

39、适宜，如图。 知道了曲线点的测设里程，即测设的曲线长L，即可进行 计算，其资料计算公式如下： 为测设点 i 的偏角和弦 长。 180 2 2 sin i i i ii L R cR ii c , xi ZY JD yi i i c 1 i 第12章线路工程测量剖析 测设时，将测距仪安置于ZY点上，以JD为后视00000方 向，照准部旋转偏角，持镜者沿长弦视线方向移动，司镜人员用 测距仪的跟踪测量法跟踪，当显示数字与弦长接近时，反光镜停 下，正式测出斜距和竖直角，然后算出水平距离；当平距与弦长 相差1 m左右时，用2m的钢卷尺直接量距并钉下木板桩，再将反光 镜安于木桩上来校核距离，与弦长相差1

40、cm之内即可。 长弦偏角法不仅可以跨越地面上的障碍，而且精度高、速度 快，是一种能适用于各种地形的测设方法。 xi ZY JD yi i i c 1 i 第12章线路工程测量剖析 四、切线支距法测设圆曲线 切线支距法，实质为直角坐标法。它是以ZY或YZ为坐标原 点，以ZY（或YZ）的切线为x轴，切线的垂线为y轴。x轴指向 JD，y轴指向圆心O，曲线点的测设坐标按下式计算: 式中，Li为曲线点i至ZY（或YZ）的曲线长。Li一般定为10 m、20 m、，已知R，即可计算出(xi，yi) 。 sin (1 cos) 180 ii ii i i xR yR L R ZY X(JD) Y Lii(xi

41、,yi) i R 第12章线路工程测量剖析 测设时从ZY或YZ开始，沿切线方向直接量出xi并钉桩，若 yi较小时，可用方向架或直角器在xi点测设曲线点，当yi较大 时，应在xi处安置经纬仪来测设。 切线支距法简单，各曲线点相互独立，无测量误差累积。 但由于安置仪器次数多，速度较慢，同时检核条件较少，故一 般适用于半径较大、y值较小的平坦地区曲线测设。 ZY X(JD) Y Lii(xi,yi) i R 第12章线路工程测量剖析 12-5 缓和曲线的性质 一、缓和曲线的作用 二、缓和曲线的性质 三、缓和曲线的插入方法 四、缓和曲线的方程 五、缓和曲线常数的计算 第12章线路工程测量剖析 外轨超高

42、:当列车以高速由直线进入曲线 时，就会产生离心力，危及列车运行安 全和影响旅客的舒适。为此要使曲线外 轨比内轨高些，使列车产生一个内倾力 以抵消离心力的影响。为了解决超高引 起的外轨台阶式升降，需在直线与圆曲 线间加入一段曲率半径逐渐变比的过渡 曲线，这种曲线称缓和曲线。 轨距加宽:当列车由直线进入圆曲线时， 由于惯性力的作用，使车轮对外轨内侧 产生冲击力，为此，加设缓和曲线以减 少冲击力。再者，为避免通过曲线时， 由于机车车辆转向架的原因，使轮轨产 生侧向摩擦，圆曲线的部分轨距应加宽， 这也需要在直线和圆曲线之间加设缓和 曲线来过渡。 N 1 F P 一、缓和曲线的作用 第12章线路工程测量

43、剖析 二、缓和曲线的性质 式中， 是一个常数，称为缓 和曲线的半径变更率。 当 时， ，所以有 式中 为缓和曲线总长。 是缓和曲线的必要条件 0 ll 1 Cl l 或 R 缓和曲线是直线与圆曲线间的一种过渡曲线。它与直线分 界处的半径为 ，与圆曲线相连处的半径与圆曲线半径 R 相等。缓和曲线上任一点的曲率半径与该点到曲线起点的长 度成反比,如图所示： 0 RlC C 0 l 直线直线直线直线 l l l l 0 0 R 圆曲线圆曲线 ZHZH HYHY JDJD P P l l l l0 0 R 缓和曲线缓和曲线 圆曲线圆曲线 ZHZH HYHY JDJD P P lC 第12章线路工程测量

44、剖析 三、缓和曲线的插入方法 缓和曲线是在不改变曲线段方向和保持圆曲线半径不变的 条件下，插入到直线段和圆曲线之间; 如下图所示。缓和曲线的一半长度处在原圆曲线范围内， 另一半处在原直线段范围内; 圆曲线沿垂直切线方向向里移动距离p，圆心由 移至O; 插入缓和曲线后，使原来的圆曲线长度变短了; 插入缓和曲线之后，曲线主点有5个：直缓点ZH、缓圆点HY、 曲中点QZ、圆缓点YH及缓直点HZ。 sec 2 O Op O 第12章线路工程测量剖析 三、缓和曲线的插入方法 ZHHZ E0 O QZ YHHY T R T R 0 0 O m m 0 l 0 l 第12章线路工程测量剖析 四、缓和曲线方程

45、式 在以直缓点（ZH）或缓直点（HZ）为坐标原点；通过该点的 缓和曲线切线为x轴的坐标系中，按 导出的缓和曲线 方程为: 根据测设要求的精度，舍去高次项，并顾及 ，则缓 和曲线上任一点的直角坐标（x、y）为: lC 59 24 711 35 403456 3 633642240 ll xl CC lll y CCC 5 2 2 0 3 0 40 6 l xl R l l y Rl 0 CR l x l ZH (JD) y P YH x y 第12章线路工程测量剖析 四、缓和曲线方程式 返回返回 m 0 ZH HY O R i x i x y i y p i l x y 0i ll n 2 圆曲

46、线部分方程式 sin (1cos) ii ii xRm yRp 0 0 180 i i ll R 在以直缓点（ZH）或缓直点（HZ）为坐标原点；通过该点 的缓和曲线切线为x轴的坐标系中圆曲线部分方程式 第12章线路工程测量剖析 五、缓和曲线常数的计算 、 、m、p、x0、y0等称为缓和曲线常数，其物理含义及 几何关系由下图所示： 缓和曲线的切线角，即HY（或YH）点的切线角与ZH （或HZ）点切线的交角；亦即圆曲线一端延长部分所对应的 圆心角。 缓和曲线的总偏角。 0 0 0 0 0 0 0 00 3 00 2 242 000 3 180 2 1180 36 2240 24268824 l R

47、 l R ll m R lll p RRR m 切垂距，即ZH（或HZ）到圆 心O向切线所作垂线垂足的距离。 p 圆曲线的内移量，为垂线长 与圆曲线半径R之差。 x0、y0计算见前面式，其它常数的 计算公式如下： 第12章线路工程测量剖析 五、缓和曲线常数的计算 ZH QZ YH HZ HY JD P m O 0 R 0 0 0 0 b （ ） 0 0 0 00 3 00 2 242 000 3 180 2 1180 36 2240 24268824 l R l R ll m R lll p RRR 第12章线路工程测量剖析 126 缓和曲线连同圆曲线的测设 一、偏角法测设曲线 二、切线支距法

48、测设曲线 三、长弦偏角法测设曲线 0 b 0 b ZH JD i 0 1 HY x y 第12章线路工程测量剖析 （一）曲线综合要素计算 由图可知，曲线综合要素计算公式如下： 00 0 () tan 2 (2) 2 180180 () sec 2 2- TmRp RR Lll ERpR qT L 切线长 曲线长 外矢距 切曲差 一、偏角法测设曲线 n缓和曲线的已知数据（ ，R ， ， ZH里程) 0 l 第12章线路工程测量剖析 一、偏角法测设曲线 ZHHZ E0 O QZ YH HY Y0 m T R m T R 0 l 0 l 0 0 第12章线路工程测量剖析 (二)、主点的里程计算与测设

49、 1主点里程计算 ZH33+424.67 +l0 60 HY33+484.67 +L/2-l0 94.82 QZ33+579.49 +L/2-l0 94.82 YH33+674.31 +l0 60 HZ33+734.31 ZH33+424.67 +2T 315.12 33+739.79 -q 5.47 HZ33+734.32 (校核校核) 第12章线路工程测量剖析 2主点的测设 主点ZH、HZ、QZ的测设方法同前述圆曲线 缓圆点HY和圆缓点YH的测设通常采用切线支距法，如图 所示。自ZH（或HZ）沿切线方向量取x0，打桩、钉小钉， 然后将经纬仪架在该桩上，后视切线沿垂直方向量取y0， 打桩、钉

50、小钉，得HY（或YH）点。 为保证主点测设精度，角度测回法分中定点，距离往返 丈量，在限差以内取平均值。 ZH HZ E0 QZ YH HY T x0 y0 JD 第12章线路工程测量剖析 （三）缓和曲线的详细测设 如图所示： 0 b 0 b ZH JD i 0 1 1 HY （1）找出缓和曲线上任意一点偏角、反偏）找出缓和曲线上任意一点偏角、反偏 角、切线角之间的关系角、切线角之间的关系 （2）找出）找出 之间的关系之间的关系 第12章线路工程测量剖析 （三）缓和曲线的详细测设 式中，式中， 为缓和曲线上任一点的正偏角，为缓和曲线上任一点的正偏角，b b为该点的反为该点的反 偏角。偏角。 同理可得：同理可得： 00 2b 3 0 2 0 2 0 sin() 6 180 6 180 2 3 2 y l l y