道路定测断面图.

1、兰州资源环境职业技术学院教师授课教案 学习情境 学习情境一：道路施工测量 任务名称 任务一：道路的初测 授课时间 年月日 第周 授课教师 授课班级 授课时数 8学时 授课方法 学训 教学内容 （1）道路勘查导线测量导线点位置应满足的要求及导线测量的相关方法。 （2 ）基平测量、中平测量的相关方法及仪器准备。 （3 ）纵断面图的绘制方法。 （4）横断面测量的相关方法及横断面图的绘制方法。 （5）初测后资料的整理。 知识目标 1. 学习基平测量，水准点的布设方案； 2. 学习中平测量的内容与用途，其方法和施测过程； 3. 绘制纵横断面图。 技能目标 1.掌握道路勘查纵断面测量的基本方法； 2.掌握

2、道路勘查横断面测量的基本方法； 教学重点 和难点 1.基平测量、中平测量 导入新课 1.相关项目技术设计书范文； 巩固复习 1. 技术设计基本原则； 2. 技术设计书编与内容； 布置作业 绘制纵横断面图 教学效果 分析 教学步骤、教学内容和教学方法 【参考资料】 技术设计书编写原则规范、相似道路施工测量设计书实例等。 【工程资料分析】 浙江省龙泉53省道，全长约 4.2公里。已有资料为前期测的1:2000 地形图，地形图上的平面及高程控制点，某单位提供的线路中桩坐标。根 据设计院提供的中桩坐标，每20米左右在实地放点。横断面从图上切取， 断面宽度左右各 30米；。横断面方向应与路线中线垂直，曲

3、线路段与测点 的切线垂直。横断面上的地物、地形变化（如沟渠、路面、路肩、坎、池 塘等）均应表示出；纵、横断面应反映地形的变化。 【任务内容及要求】 （1 ）基平测量、中平测量的相关方法及仪器准备。 （2 ）纵断面图的绘制方法。 （3）横断面测量的相关方法及横断面图的绘制方法。 【相关知识】 二、纵断面图的绘制 纵断面图在公路勘测设计中是极重要的资料，是中平测量成果最直观 的反映。纵断面图绘制的好与坏，会直接影响道路的设计成果。要绘制纵 断面图，首先要知道纵断面图的内容。 1.纵断面图的内容 路线纵断面图是由观测资料和纵坡设计成果两部分组成。绘制在路线 纵断面图上的观测资料主要有下面几种。 （1

4、 ）地面高程 地面高程即由中平测量测定的中桩高程。在设计纵坡 时、地面高程是决定路线纵坡急缓和工程数量大小的主要依据。 （2） 直线与曲线 纵断面图上直线与曲线一栏是根据中线测量资料绘 制的。它是路线的平面示意图，路线的直线部分是用直线条表示，曲线部 分是用凸出的矩形表示，上凸者表示路线向右偏转，下凸者表示路线向左 偏转，并在凸出的矩形内注明交点编号和曲线半径。直线与曲线一项在设 计纵坡时，是考虑平、纵配合 （如小半径曲线的纵坡折减）等具体技术措施 时的重要依据。 （3）里程桩与里程 里程桩与里程也是根据中线测量资料绘制的一项 内容。在纵坡设计时，根据道路等级和技术要求，供决定坡段长度等使用。

5、 为使纵断面图清晰起见，只标注百米桩和公里桩，并且为了减少书写，百 米桩的里程只写19数字，公里桩可用符号O表示，并注明公里数。如 遇断裂桩时，也要绘制在纵断面图上。 （4）地物一栏是根据中线的中桩记录和路线平面图绘制的，有河流、 农田、林场、工程建筑物等、在纵坡设计中、有时要考虑这些地物对纵坡 设计线标高的影响。例如路线跨越灌溉渠、管道、铁路等。有的纵断面图 将这一项资料省略。 另外还将工程地质与水文地质的调查与钻探有关资料绘制在地面线以 下，作为地质纵断面图，供设计纵坡时参考使用。但有的也把这项资料不 绘制在纵断面图上。 纵坡设计成果主要有下列几项。 （1 ）设计标高 设计标高是根据设计纵

6、坡 i和路线水平距离1计算的， 其计算方法如图1-13所示。A点的设计高程Ha为己知，求B点的设计高 程Hb。如果设计纵坡度为i , AB的水平距离为1时，则B点的设计高程为： 式中升坡为正，降坡为负。 （2） 坡度与坡长坡度和坡长在纵坡设计时，是根据各种设计因素确 定的。坡度是两变坡点间高差与其水平距离之比，坡长是两变坡点间的水 平距离。在公路设计中，坡度一般用百分率表示，写在示意坡度线的上方， 坡长写在示意坡度线的下方（参看图2-47）。变坡点处设有竖曲线时，在变 坡点上方绘以相应符号（见图2-47），并注明竖曲线元素，或在资料栏专列 一栏。 （3） 填挖数量填挖数量是指道路中心线的填高和

7、挖深数字，它是设 计标高与地面标高之差。纵坡设计线在地面线之上时为填方，一般写在设 计线的上方，纵坡设计线在地面线之下时为挖方，一般写在设计线的下方。 有的在资料栏中专列一栏。 另外为使用和审阅方便和明了起见，还将水准基点、桥梁和涵洞等的位 置标注在纵断面图上，一般称为“插旗”。 三、纵断面图的绘制方法 绘制路线纵断面图，先要确定作图比例尺。公路路线在纵断面上高程 差和相应的水平距离相比，一般要小很多。为将路线纵向地形起伏变化情 况明显地表示出来，通常把水平距离的比例尺放大10倍，作为高程比例尺。 在平原和微丘陵地区，路线纵向比例尺常用1:5000或1:2000两种，相应 的高程比例尺为1:5

8、00或1:200，在重丘陵区和山区， 路线纵向比例尺常用 1:2000或1:1000，相应的高程比例尺为1:200或1:100。 纵断面图是绘制在用蜡处理过的透明厘米格纸上。图幅应和路线设计 文件的图幅一致。在绘制纵断面图前，一般先要绘制坡度坡长、工作标高、 设计标高、地面标高、直线曲线、里程和地物等测量和设计资料横栏（2-47）， 以便在点绘地面线和纵坡设计时，将有关数据和符号填入这些横栏中。 纵断面图的横栏绘制完后，根据中平测量的中桩高程点绘地面线。地 面线的点绘步骤是： 1. 根据中桩高程沿图纸的竖向，先确定起始高程点的位置。为点绘地 面点和审阅纵断面图方便起见，一般将高程的10的整倍数

9、置于厘米格纸 5 倍数的粗横钱上。在山区，由于地面高差变化较大，地面点的点绘在竖向 会受到图幅限制，在这种情况下，同一张图上可能要假定几个起始高程点 的位置，这样会使图形成阶梯型式。 2. 根据中桩的高程和里程位置，在图纸上找出相应点的位置。 3将点绘在图上的这些中桩点的高程点用直线连起来，就形成路线中 线在纵断面图上的地面线。 地面线绘制完后，就可进行路线纵坡设计、工作标高的计算、人工结 构物（桥、涵、挡土墙等等）高度的确定和路基设计等工作。这些内容在路 线设计和路基设计的有关书中有详细介绍。 四、横断面的测量 路线横断面测量，是指在与路线中心线正交方向上地形起伏和地物的 测定。 路线横断面

10、是路基设计、路基土石方计算、路基防护工程设计和路基 施工放样等的重要依据，故路线横断面的测量，是路线测量的一项重要工 作。 路线横断面测量，要经过定向、施测和绘制横断面等步骤来完成。 （一）横断面方向的测定 横断面方向，可用十字架（方向架）、方向盘（木制圆盘）和经纬仪等 测定。测定的方法，随着中线线型的不同采用不同的方法。 1中线为直线段时横断面方向的测定。 当路线中线为直线段时，其横断面方向的测定比较容易。如图2-48所 示，将十字架立于要测定的中桩上，用十字架的一个指标瞄准要测定的中 桩的前面（或后面）方向上一个中桩，而另一指标所指的方向，即为横断面 方向。 图 2-48 2.路线中线为圆

11、曲线时横断面方向的测定 当路线中线为圆曲线时，其横断面方向就是中桩点与曲线圆心的连线 方向。因此，只要找到圆曲线的圆心方向，即确定了圆曲线上中桩点的横 断面方向。 测定圆曲线的圆心方向，在公路测量中，通常是用求心十字架测定的， 也有用带有刻度的圆盘或经纬仪的。 用求心十字架测定圆曲线上中桩点横断面方向的方法，常有下列几种。 （1）如图2-49所示，要测定 P点的横断面方向时，将求心十字架置 于圆曲线起点 A,以固定指标 ab（或cd）瞄准切线方向，则固定指标cd（或 ab）所指的方向为A点的圆心方向。用活动指标ef瞄准P点， bAf即 为弧的弦切角。拧紧固定旋钮 g使活动指标ef固定后，将求心

12、十字 架搬至P点上，用固定指标 cd（或ab）瞄准A点，因为bpf等于R点 处且H孤的弦切角，所以fRd与R点处且匕弧的弦切角之和为90， 故ef活动指标所指的方向就是 P点与圆心的连线方向。测定P2点横断面 方向时，同样用cd指标瞄准圆心方向，ab即为切线方向，故仍可用测定 P 点横断面方向的方法进行测定。 图 2-49 （2）如图2-50所示，欲测 R点的横断面方向时，将求心十字架安置 在圆曲线起点A上，用固定指标ab瞄准R点，然后用活动指标 ef瞄准切 kA 线方向， fAb即为 2、弧的弦切角。拧紧固定旋扭 g,使活动指标ef 固定后，再将求心十字架搬至 P点，用活动指标ef瞄准A点，

13、则固定指标 dc所指的方向，就是 R点与圆心的连线方向。同法可以测定 F2点，但为 不重新安置求心十字架， 可用第一种方法进行。 测定第三点F3时，在F2点 上找出切线方向后，又可用本方法进行测定，因此用这两种方法交替进行 比较方便。 图 2-50 （3 ）当用上述两种方法均不方便时，可用图2-51所示的方法进行。 假如要测定R点的横断面方向，可将求心十字架安置在圆曲线起点A上， 用固定指标ab瞄准曲线上的R点，活力指标ef瞄准F2点并使之固定。再 将求心十字架搬至 Pi点上，用活动指标 ef瞄准F2点后，de所指的方向， 就是P点与圆心连线的方向。F2、F3等点可用同样的方法进行。此方法与

14、前两种相比。其优点是指标瞄准方向不变，以便记忆，例如在A点用ef瞄 准P2点，在Pi点仍用ef瞄准F2点，此方法的另一优点足可以一直向前施 测，无须往返进行。 图 2-51 用圆盘和经纬仪测定横断面方向的方法相同。如图2-52,将圆盘或经纬 仪安置在要测定的中桩点P，上，前视或后视圆曲线上另一中桩点P或巳， 然后计算（查）相应圆弧所对的偏角值1或2，最后将圆盘或经纬仪的指标 （指标线）转动至90 i或902，此时视线方向即为该点的横断面方 向。 图 2-52 3. 中线为缓和曲线时横断面方向的测定 缓和曲线上中桩点的横断面方问，就是该点与通过该点的曲率圆之圆 心的连线方向，也就是该点曲率圆在该

15、点切线的垂直方向。缓和曲线上中 桩点的横断面方向，用圆盘或经纬仪测定比较方便，但也可用十字架测定。 实地测量中，常用下述三种方法测定。 （1 ）用在缓和曲线起点和测点二次观测的方法测定缓和曲线的横断面 要测定横断面方向的测点。因为: PAN 1 P i 3 NPA 2 P 2i 3 所以观测时，将圆盘或经纬仪置于缓和曲线起点A上，测出P点的偏角i， 再将圆盘或经纬仪搬至P点，以2i的度盘读数瞄准 A点，然后旋转指标或 照准部至90 （或270。）即横断面方向。以后各点，依此进行。 这种方法的优点是不用计算，其缺点是空行路程长。 （2）将圆盘或经纬仪安置在测点上，瞄准缓和曲线上其它中桩点，并 计

16、算出测点与这些点的偏角i ,然后拨角90 i或90 i （参见图2-53）， 即为横断面方向。 缓和曲线上某一中桩对缓和曲线上其它中桩的偏角i的计算，可用公路 曲线表查用。 这种方法的优点是测设简便，缺点是计算繁琐。 （3）用十字架测定。用十字架测定缓和曲线上中桩横断面方向的方法， 如图2-54所示。如果要测定缓和曲线上R点的横断面方向。 图 2-54 tl l3 360 R2 计算出ti，再从缓和曲线起点沿切线方向量取 ti得N点，将十字架置于R点 上，以ab指标瞄准Ni点，cd指标所指的方向就是 R点的横断面方向。 I3 在使用上式时，I较小，R较大的情况下，可略去 2项，取 360R t

17、i 3i 用圆盘测角和拨角虽然简便，但对于缓和曲线上比较小的偏角来说， 精度比较低。用经纬仪测定虽然精度能保证，但操作上较繁琐。用此法可 补救上述缺限。 （二）横断面的测量方法 公路横断面测量的方法，常用的有下面几种。 1. 用花杆测量横断面 测法如图2-55所示，要测定横断面上两变坡点间的水平距离和高差, 可用两根花杆。一根竖立在一变坡点上，另一根水平横放着。使横放的花 杆一端点放在另一变坡点上，花杆另一端靠住竖立的花杆，于是，测得两 变坡点间的高差和水平距离。 图 2-55 同法，依次进行测量。待一侧测完后，再测另一侧。每测量一次，向绘图 者或记录者，报一次测量的数据。 此法操作方便，进度

18、快，但精度较低。它是山区公路测量中常用的一 种方法。 2. 手水准测量横断面 手水准测量横断面，是用手水准测量横断面方向上两相邻变坡点间的 高差，皮尺丈量水平距离的一种方法。其测法如图2-56所示，手水准观测 者先量出自己平视视线高（眼睛距地面的高度）L,然后直立于要测的中桩点 A上，沿中线一侧的横断面方向，用手水准读取变坡点B上的水准尺（或花 杆）的读数I，则A、B两点间的高差为： h I L 图 2-56 A B两点间的水平距离用皮尺丈量。测完A B两点后，手水准观测者移于 B点，向上述步骤，继续观测C点。依此，直至测完一侧后，再测另一侧。 3. 极坐标法测横断面 这种测横断面方法的具体操

19、作，如图2-57所示。 图 2-57 用皮尺测量横断面方向上变坡点间的斜距，用带角手水准或倾斜仪（图 2-58）测定地面横坡的倾角，然后用量角器和比例尺，根据倾角和斜距绘制 横断面图。有的将斜距和倾角换算为水平距离和竖直距离后再绘制横断面 图。在施测过程中，可以不搬动测站，从中桩点A 一直测完路线一侧的横 断面（如图2-57中的B、C等点），也可以逐点观测（如图2-57中的E、F、G 等点）。 当地面横坡整齐，变被点较少时，用此法较方便。 4. 经纬仪测横断面 用经纬仪测量横断面，是将经纬仪安置在中桩上，用视距法测出横断 面方向上各变坡点与中桩点间的高差和水平距离，然后用这些高差和水平 距离绘

20、制横断面图。 图 2-58 在条件许可的情况下，用这种方法测量横断面，可以减轻外业工作, 也较准确。 5. 困难地段的横断面测量 在困难地段测量横断面，最常用的是“钓鱼”法。 如图2-59，欲测悬崖B点和C点间的高差和水平距离时，先在B点置 一水平花杆并在其上挂一垂球，待C点处于AB延长线上（即横断面方向） 时，BC即为B点和C点间的水平距离， CC即为B点和C点间的高差。 而后根据BC方向，从C点继续施测。 五.横断面图的绘制 在公路测量中，横断面的绘制一般采用现场和室内两种绘制方法。现 场绘制是在现场一边测量，一边根据测量的数据绘图。室内绘制是根据外 业记录在室内绘图。表1-6是用手水准测

21、量横断面时的记录。横线以上的 数字为高差，并注上高差的正负，横线以下的数字为水平距离。现场绘制， 有不作外业记录、能现场核对和减少内业工作等优点，但在雨天施测时不 方便，室内绘制，有不受天气干扰和图较为清晰的优点。目前在公路测量 中，是以现场绘制为主。 表1-6 左侧 里程桩号 右侧 1.3+1.2+1.3 +140 -1.2-1.4-0.8 6.04.06.0 5.07.04.5 +1.0+1.4+1.3 +120 -1.31.1-1.2 5.04.06.0 6.05.56.2 +1.0+1.5+1.4 2K+100 -1.4-1.0-1.3 4.03.25.0 5.54.36.5 绘制横断

22、面图的比例尺。应根据横断面图的用途而定，例如，所测横 断面图，是作为路基设计的依据时，一般为1:200 ,要用作涵洞布置时，就 应和涵洞布置图的比例致。 横断面的测绘宽度，一般根据用图幅度来定。例如在路基设计时，路 基中心的填挖高度、路基的填挖边坡率、路基工程的防护范围、施工时借 弃土按排范围和与其它工程的关系等等，都与横断面测图宽度有关。一般 在中线每侧1030米为宜。 、 决 策 1. 教师详细讲述道初测，注重讲述线路平面控制测量、高程控制测量， 给各组分发一份相关技术设计书范本。 2. 在教师的引导下，组内进行探讨、通过查阅相关测量规范、分析并 利用测区已有资料，结合课本相关知识，掌握技

23、术设计的原则和技术设计 书编写。 3. 引导学生结合范文及技术设计书编写规范完成测区1:2000带状地形 图测绘技术设计书。 三、 计 划 1. 全班分为若干个工作小组，各组成员配合讨论完成技术设计书编写； 2. 在教师指导下，对小组技术设计书进行评定。 四、 实 施 实施工作方案 1 分析道路勘查中导线测量的方法 教学目的： (1 )能进行道路勘查中导线点的选取并进行导线测量。 (2) 能够对典型道路勘查导线测量案例进行分析。 步骤： (1) 选取导线点并埋设标志。 (2 )仪器准备(全站仪、棱镜、三脚架等)。 (3) 导线测量。 2分析纵断面测量的方法并绘制纵断面图。 教学目的： 1 能够

24、进行纵断面测量并绘制纵断面图； 2 能够对典型纵断面测量及绘制方法进行分析。 步骤： (1 )沿着路线设立水准点； (2) 基平测量； (3) 中平测量； (4 )绘制纵断面图。 (a)分析横断面测量并绘制横断面图。 教学目的： (1) 能够进行横断面测量并绘制横断面图； (2) 能够对典型横断面测量及绘制方法进行分析。 步骤： (1) 横断面方向的测疋； (2) 横断面测量； (3 )绘制横断面图。 1路线纵断面测量 路线纵断面测量又称路线水准测量，它的主要任务是沿路中 线设立水准点；测定路中线上各里程桩和加桩的地面高程；然后 根据各里程桩的高程绘制纵断面图。 1-1 .基平测量 基平测量时

25、，要先将起始水准点与国家水准点进行连测， 以 获得绝对高程式。在沿线其他水准点的测量过程中，凡能与附近 国家水准点进行连测的均应连测，以进行水准路线的校核，如果 路线附近没有国家水准点，则可根据气压计或国家小比例地形图 上的高程作为参考，假定起始水准点高程。 水准点高程的测量，应按五等高程测量的要求，可以采用水 准测量和测距仪三角高程测量，水准测量可用单仪器往返测法或 双仪器同向测法，记录格式用高差法，其高差不符值的限差为 平原与微丘区 fh 容= 30 mm 山岭与重丘区 fh 容= 9 mm 1-2 .中平测量 水准点测设后， 根据水准点咼程， 用附合水准测量的方法, 测定路中线各里程桩的

26、地面高程，称为中平测量，即中桩高程测 量。可采用DS3水准仪和5米塔尺进行水准测量或测距仪三角高 程测量。限差为土 50 mm其观测方法如图所示。从水准点 BM开 始，首先置水准仪于I站，在 BM1立尺，读取后视读数，然后在 测站视线范围上立尺并读数，称为中视读数。 示意图 00 + 0 務灼+ 0 s詁2+2 育+O- 呂1+? 2i 置就点I 置fit点I 当水准仪视线不能继续读尺时（如读不到K0+200桩上的 尺）,在转点Z1立尺取前视读数，将仪器搬至下一站U,以 Z1为 后视，继续观测下去。由于每站皆有中视读数，路线水准测量的 记录格式采用视线高程法。 中桩及转点的高程按下式计算： 视

27、线高程二后视点高程+后视读数 转点高程=视线高程-前视读数 中桩高程=视线高程-中视读数 转点ZD起传递高程的作用，应保证读数正确，要求读至毫 米，并选在较稳固之处，在软土处选转点时，应按尺垫并踏紧， 有时也可选中桩作为转点。由于中间点不传递高程，且本身精度 要求仅分米，为了提高观测速度，读数取至厘米即可。 2纵断面图的绘制 路线纵断面图是表示线路中线方向地面高低起伏形状和纵 坡变化的剖视图，它是根据中平测量成果绘制而成。在铁路、公 路、运河、渠道的设计中，纵断面图是重要的资料。 如图所示，为公路纵断面图。为了明显表示地势变化，图的 高程（竖直）比例尺通常比里程（水平）比例尺大 10倍，如水平

28、 比例尺为1: 2000，则竖直比例尺应为1: 200。 1 * tr b i L 了13 一 i /3 i 1J1 J 一 h 1 r - J L 地面 高程（m） J H-. - 地质概况 里程桩号 T 填挖高 （ m） 设计 高程（m） % 曲率 图 坡度 1- 超高 图 1 1 2-1、纵断面图： 2-2、纵断面图的内容 纵断面图包括两部分，上半部绘制断面线，进行有关注记； 下半部填写资料数据表。 1） 坡度与坡长从左至右向上斜者为上坡（正坡），向下 斜者为下坡（负坡），水平线表示平坡；线上注记坡度的百分数（铁 路断面图为千分数）。线下注记坡长。 2）设计高程 按中线设计纵坡计算的路基

29、高程。 3）地面高程 按中平测量成果填写的各里程桩的地面高程。 4）里程桩与里程 按中线测量成果，根据水平比例尺标注的 里程桩号。为使纵断面图清晰，一般只标注百米桩和公里桩，为 了减少书写，百米桩的里程只写19,公里桩则用符号O表示，并 注明公里数。 5）直线和曲线 为路线中线的平面示意图，按中线测量资 料绘制。直线部分用居中直线表示，曲线部分用凸出的矩形表示， 上凸者表示路线右弯，下凸者表示左弯，并在凸出的矩形内注明交点编号和曲线半径。 3、横断面测量 横断面测量的任务是测定线路各中桩处与中线相垂直方向 的地面高低起伏情况，通过测定中线两侧地面变坡点至中线的距 离和高差，即可绘制横断面图，为

30、路基横断面设计，土石方量的 计算和施工时边桩的放样提供依据。横断面应逐桩施测，其施测 宽度及断面点间的密度应根据地形、地质和设计需要而定。 3-1、横断面方向的测定 （1）直线上横断面方向的测定在直线上横断面应与路线 方向相垂直，一般采用简易直角方向架来定向，如图所示，方向 架为坚固木料制成，长约1.5m，在上部两个垂直方向雕空，中间 插入AB CD互相垂直的两个觇板，下面镶以铁脚可以插入土中。 将方向架插在中桩上，以 AB觇板瞄准直线上另一中桩，则 CD觇 板即为横断面方向。 横断面测量工具: （2）曲线上横断面方向的测定 当中桩位于曲线上时，横断面方向应为该曲线的圆心方向， 在实际工作中，

31、多采用弯道求心方向架（即在一般方向架上增加 一活动觇板）获得。如图所示，首先置求心方向架于曲线起点 ZY, 用AB觇板瞄准JD方向，此时CD觇板即为圆心方向，然后旋转活 动觇板EF瞄准曲线上1点，并用螺旋固定EF位置，合弦切角a 不变，移方向架于1点，用CD觇板瞄准曲线起点ZY,此时，EF 觇板所指的方向即为1点的圆心方向。 横断面测量方法（图解） 3-2横断面测量的方法 横断面测量的目的是测定路线两测变坡点的平距与高差，视 线路的等级和地形情况，可以采用不同的方法。对于铁路、高速 公路和一级公路应采用水准仪法或不低于经纬仪视距的方法测 量，对于二级以下公路的断面可采用手水准皮尺法或标杆比抬法 测量。 4、横断面图的绘制 横断面图也是绘在透明毫米方格纸的背面。 在绘图前，先在 图上标出中桩位置，注明桩号，一幅图