工程测量(第12章 铁路线路测量)

1、第12章 铁路线路测量 峨眉校区 12-1 铁路线路测量概述 n线路测量指线路在勘测、设计和施工等阶 段所要进行的各种测量工作 n主要包括： n为选择和设计铁路线路中心线的位置所进行的 各种测绘工作； n为把所设计的铁路线路中心线标定在地面上的 测设工作； n为进行路基、轨道、站场的设计和施工的测绘 和测设工作。 12-1 铁路线路测量概述 n方案研究阶段 n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。 n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

2、路位置,以保证所选线路和工程在经济上 合理、技术上可行 。 新建铁路建设不同阶段的测量工作 12-1 铁路线路测量概述 n初步设计阶段 n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）。 n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。 新建铁路建设不同阶段的测量工作 12-1 铁路线路测量概述 n施工图设计阶段 n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。 n

3、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。 新建铁路建设不同阶段的测量工作 12-1 铁路线路测量概述 n线路施工阶段 n复测； n施工控制测量； n施工测量； n峻工测量。 新建铁路建设不同阶段的测量工作 12-2 铁路新线初测 n初测在一条线路的全部勘测工作中占有重 要地位，它决定着线路的基本方向。 n初测工作包括： n插大旗、 n导线测量、 n高程测量、 n地形测量。 12-2 铁路新线初测 n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 向和大概位置，并在拟

4、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。 插大旗 12-2 铁路新线初测 n大旗点的选定： n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； n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。 n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。 插大旗 12-2 铁路新线初测 n导线布设的基本要求 n初测导线是测绘带状地形图和定测放线的基础； n便于导线本身的测角、测边。 n导线点布设一般沿大旗的方向前进，在大旗附 近稳固的地方打下导线桩

5、。 n导线长度一般400m左右，一般不超过500m， 最短不小于50m。导线相邻边长之比不宜大于1： 4。 导线测量 12-2 铁路新线初测 n导 线 测 量 限 差 要 求 导线测量 -新建铁路工程测量规范 TB10101-99 12-2 铁路新线初测 n导线联测的基本要求 n导线起终点及不远于30 km应与国家大地点（三 角点、导线点、I级军控点）或其它不低于四等 的大地点、GPS点联测；有条件时，也可采用 GPS全球定位技术加密四等以上大地点。 n导线与国家大地点联测时缺少方位角条件时， 应在导线起终点和不大于30km观测真北方向， 每次观测不应少于5组。 导线测量 12-2 铁路新线初

6、测 n导线长度的两化改正 n当初测导线与国家大地点联测时，首先应将导 线测量成果改化到大地水准面上，然后再改化 到高斯平面上，才能与大地点坐标进行比较检 核，为此要进行导线的两化改正。 导线测量 12-2 铁路新线初测 n导线长度的两化改正 n设导线在地面上的长度为S，则改化到大地水准 面上的长度S0 nHm导线两端的平均标高， n R 地球半径。 导线测量 )1( 0 R H ss m 12-2 铁路新线初测 n导线长度的两化改正 n将大地水准面上的长度S0再改化至高斯平面上， 可按下式计算： nym导线边距中央子午线的平均距离， n R 地球半径。 导线测量 ) 2 1 ( 2 2 0 R

7、 y ss m g 12-2 铁路新线初测 n导线长度的两化改正 n坐标闭合差的两化改正 nxs、 ys两化改正后的纵、横坐标增量和（m）； n x、 y 导线的纵、横坐标增量和（m）； n ym 距中央子午线的平均距离； n Hm导线两端点的平均绝对高程。 导线测量 2 2 2 2 2 1 2 1 R y R H yy R y R H xx mm s mm s 12-2 铁路新线初测 n坐标换带计算 n在高斯平面直角坐标系中，由于分带投影，使 参考椭圆体上统一的坐标系被分割成各带独立 的直角坐标系。铁路初测导线与国家大地点联 测，有时两已知点会处于两个投影带中，因而， 必须先将邻带的坐标换算

8、为同一带的坐标才能 进行检核，这项工作简称坐标换带。 n包括6带与6带的坐标互换、6带与3带 的坐标互换等。 导线测量 12-2 铁路新线初测 n任务和要求 n建立沿线高程控制，作为测量地形的高程控制 和施工及竣工后沿线的高程控制； n测定导线点和加桩的高程。 n高程基准： n1985国家高程基准， n联测： n不大于30km与国家高程点或相当于国家高程点 联测，形成附和水准路线。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n布设： n线路水准点一般每隔2 km设置一个，重点工程 地段应根据实际情况增设水准点。 n方法： n采用水准测量或光电测距三角高程测量方法进 行，高程取至于mm。 n等级： n水

9、准点高程按五等水准测量要求的精度施测。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n水准高程测量 n仪器： n精度不应低于DS3级，水准尺宜用整体式 n测量方式： n采用一组往返测或两台水准仪并测。高差较差在限 差以内时采用平均值。 n视线长度： n应不大于150 m，跨越深沟、河流时可增至200 m。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n水准高程测量 n前、后视距离： n应大致相等，其差值不宜大于10 m，视线离地面高 度不应小于0.3 m，并应在成像清晰稳定时进行。 n当跨越大河、深沟，其视线长度超过200 m时，应 按五等跨河水准测量的要求进行。 高程测量 五等跨河水准测量双测回数和组数 12-

10、2 铁路新线初测 n水准高程测量 n工作间歇： n在水准点上结束，否则应选择两个坚固、稳定可靠 的便于立尺的固定点做间歇点，并作出标记。间歇 工作后，应先检查间歇点，两间歇点高差的差值小 于5mm，可继续测量，否则从前一水准点起测。 n结果： n水准测量的闭合差在限差范围内，进行平差计算， 计算水准点的最后高程。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n光电测距三角高程测量 n要求： n可与平面导线测量合并进行。水准点的设置要求、 闭合差限差及检测限差应符合水准测量要求。 n导线点应作为高程转点 n高程转点间的距离和竖直角必须往返观测，并在同 一气象条件下完成；计算时加入气象改正、地球曲 率改正，

11、采用往返观测取平均值。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n光电测距三角高程测量 n测距： n往返各一个测回，取位至毫米，并满足测距要求 高程测量 测距限差 -新建铁路工程测量规范 TB10101-99 12-2 铁路新线初测 n光电测距三角高程测量 n竖直角： n采用中丝法，往返各2个测回，并满足以下要求，当 竖直角大于20或距离小于200m时，应提高观测值 的精度。 高程测量 光电测距三角高程测量技术要求 -新建铁路工程测量规范 TB10101-99 12-2 铁路新线初测 n光电测距三角高程测量 n仪器高、觇标高： n应在测距前和测角后分别量测一次，取位至mm，两 次量测的较差不大于2

12、mm时，取其平均值。 n视线高： n高程测量的视线离地面或障碍物应不小于1.3m。 n结果： n当往返测高差大于60D，必须往返重测一组，两组 高差之差小于30D时，取两组高差的中数。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n加桩（中桩）高程测量 n加桩： n是指导线点之间所钉设的板桩，它用于里程计算和 专业调查，一般每100 m钉设一桩；在地形变化处 及地质不良地段，亦应钉设加桩。 n测量方式： n加桩水准测量 、加桩光电测距三角高程测量和一般 三角高程测量。 n精度： 高程测量 12-2 铁路新线初测 n加桩（中桩）高程测量 n加桩水准测量 n使用精度不低于原S10级的水准仪； n采用单程观测

13、，水准路线应起闭于水准点，导线点 应作为转点，转点高程取位至mm；加桩高程取位 至cm 。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n加桩（中桩）高程测量 n加桩光电测距三角高程测量 n加桩高程测量可与水准点光电测距三角高程测量同 时进行 ； n若单独进行加桩光电测距三角高程测量时，其高程 路线必须起闭于水准点 n距离和竖直角的测量，可采用单向正镜观测2次，两 次之间应改变棱镜高度，也可单向观测一测回，两 次或一测回高差之差在限差范围内，取平均值。 高程测量 12-2 铁路新线初测 n加桩（中桩）高程测量 n加桩光电测距三角高程测量 n加桩光电测距三角高程测量技术要求 高程测量 12-2 铁路新线初

14、测 n加桩（中桩）高程测量 n一般三角高程测量 n在困难地段和隧道顶加桩高程测量亦可采用一般三 角高程测量，其三角高程路线分段起闭于具有水准 高程的导线点，每段长度不宜大于2km n转点间的竖直角应往返观测各一测回，其较差在限 差范围内，取平均值。 高程测量 12-3 铁路新线定测 n由于受地形、地质、技术条 件等的限制和经济发展的需 要，铁路线路的方向要不断 改变。 n为了保持线路的圆顺，在改 变方向的两相邻直线间须用 曲线连接起来，这种曲线称 平面曲线。 线路平面组成和平面位置的标志 12-3 铁路新线定测 n平面曲线形式 n圆曲线，是一段具有半径相同的圆弧； n缓和曲线，是连接直线与圆曲

15、线间的过渡曲线， 其曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线的半径。 线路平面组成和平面位置的标志 12-3 铁路新线定测 在地面上标定线路的位置，是将一系列的木桩标 定在线路的中心线上，这些桩称为中线桩。中线桩除了标 出中线位置外，还应标出各个桩的名称、编号及里程等。 n为了详细标出直线和曲线的位置和里程，在直线上每50 m、 在曲线上每20 m钉一中线桩；里程为整百米的称百米桩， 里程为整公里的称公里桩，在地形明显变化和线路与其他 道路管线交叉处应设置加桩。 n百米桩、公里桩和加桩用宽45 m的板桩钉设，上端标明 里程，字面背着线路前进方向，桩顶上也不需钉小钉。 线路平面组成和平面位置的标志 中桩

16、 12-3 铁路新线定测 n 对线路位置起控制作用的桩称线路控制桩， 直线上的控制桩有交点桩（JD）和直线转点桩 （ZD）；曲线上也有一系列控制桩。 n直线和曲线上的控制桩均应设置标志桩，标志桩 用宽58cm的板桩，写明点的名称、编号及里程。 n标志桩钉在离控制桩3050 cm处，直线上钉在 线路前进方向的左侧，曲线上则钉在曲线的外侧， 字面向着控制桩。 线路平面组成和平面位置的标志 控制桩 12-3 铁路新线定测 指中线桩沿线路至线路起点的距离，它是沿线路 中线计量，以km为单位。一般以线路起点为DK0000， 图中为直线转点（ZD）桩，该桩距线路起点为3 km又 402.3l m。即3 4

17、02.3l m，DK表示定测里程。 线路平面组成和平面位置的标志 里程 12-3 铁路新线定测 n定线测量 n把图纸上设计好的线路中心线或在野外实地选定的 线路中心线的位置在地面上标定出来，也就是把确 定线路各直线段的控制点和交点测设到地面。 n中线测设 n根据定线中已定出的线路控制点详细地测设直线和 曲线，即在地面详细定出中桩线。中桩线标明了线 路的位置和长度，并可根据此进行纵断面和横断面 的测量。 n线路纵断面测量 n线路横断面测量 定测的主要测量工作 12-3 铁路新线定测 n方法： n依据初测导线点、航空外测点、典型地物点或 GPS点采用： n用拨角法 n支距法 n极坐标法 定线测量

18、12-3 铁路新线定测 n拨角法 n基本原理 n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。 n工作程序为 n计算放线资料、实地放线、联测与放线误差的调整。 定线测量 12-3 铁路新线定测 定线测量 角度：1、2、1、2 距离： S0、S1、S2 n拨角法 计算放线资料 12-3 铁路新线定测 n拨角法 计算放线资料 定线测量 放线测设资料计算表 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n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S0

19、46.00 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。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n实地放线 n交点水平角（转向角） n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。 n距离 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。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n实地放线 n钉设转

20、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。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n联测与放线误差的调整 n拨角法放线虽然速度较快，但其缺点是放线误差 累积，为了保证测设的中线位置不致偏离理论位 置过大，规定中线每隔5l0 km，应与初测导线 （或航测外控点、GPS点） 联测一次，其闭合差 不应超过下表的规定。 定线测量 注：n为闭合环中线上置镜点和初测导线点的总和；长度采用初、定测闭合环长度 12

21、-3 铁路新线定测 n拨角法 n联测与放线误差的调整 n当闭合差超限时，应查找原因，纠正放线点位；若 闭合差在限差以内，则应在联测处截断累积误差， 使下一个放线点回到设计位置上。 n联测时要现场测出联测点和c4处的水平角1、 2和 水平距离d1，放出的中线的坐标方位角 ，由 c4点坐标推算出JD3的坐标 定线测量 32 D JDJ 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n联测与放线误差的调整 n角度闭合差的计算 n距离闭合差的计算 定线测量 3232 JDJDDJDJ f 3333 JDDJyJDDJx yyfxxf ， 22 yx fff 12-3 铁路新线定测 n拨角法 n联测与放线误差的调整

22、 n由于放线精度合格，则闭合差在JD3 截断，以前 的中线位置现地不再调整；而JD3 以后的放线资 料，则由的JD3 实测坐标和JD4的理论坐标来计算。 将经纬仪安置JD3 在上，后视JD2 ，拨角量距定 出JD4 。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n初测导线与纸上定线相距较近时，为控制好线 路位置，可采用支距法放线。 n以导线点（或航测外控点）为基础，独立测设 出中线的各直线段，然后将两相邻直线段延伸 相交得到交点。由于每一直线段都是独立放出， 误差不会积累，是其优点，但放线程序较繁。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n准备放线资料 n从地形图上选定一些导线

23、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。 n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； n选取中线上的特征点，如明显地物点、导线与中 线相交点; 1.为了检核和保证放线位置的精度，规定每一直线 段上不能少于三个点。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n实地放线 n放点 2.根据放线示意图，在现地拔出相应的导线点，利用经纬 仪、方向架或直角器测设方向，用钢卷尺或皮尺量出距 离，定出临时支距点。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n实地放线 n穿线 n一种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

24、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； 2.另一种方法是将经纬仪安置于某临时支点附近，使其前、 后大多数点均在仪器正、倒镜视线所指直线的方向附近， 则以此视线作为直线段的方向. 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n实地放线 n延长直线 n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。 2.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。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n支距法放线 n交点 3.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

25、确定中线的直 线段方向和测设曲线的重要控制点。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n极坐标法放线 n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。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确定直线段的位 置。 定线测量 12-3 铁路新线定测 nGPS _RTK法放线 n利用GPS实时动态定位（RTK）原理，可在一 个导线点或GPS控制点上安置基准站，同时 测设几条直线上的若干个点。最后亦要经过 穿线来确定直线段的位置。 定线测量 12-3 铁路新线定测 n中线桩： n在地面上标定线路的位置，是将一系列的木桩 标定在线路的

26、中心线上，这些桩称为中线桩， 简称中桩。中线桩除了标出中线位置外，还应 标出各个桩的名称、编号及里程等。 n中线测量： n依据转点桩ZD和交点桩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。 其包括直线和曲线两部分 。 中线测设 12-3 铁路新线定测 n方法 n交点的水平角 n可用J2或J6的经纬仪测量线路的右角，并推算出转向角的大小 供曲线计算用。 n中线距离 n应用光电测距仪或钢尺往返测量，在限差以内时取平均值。计 算时加入气象改正和倾斜改正。测设时一般中桩可自交点或转 点做单向观测。 n布设： n测设时应钉设公里桩、百米桩和加桩。直线上中桩间距不宜大 于50 m；在地形

27、变化处或按设计需要应另设加桩，加桩一般 宜设在整米处。 中线测设 12-3 铁路新线定测 n精度要求 中线测设 注：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，桩顶埋入铁钉。 12-3 铁路新线定测 n任务： n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。 n水准点的布设： n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30K mm以内时，采用初 测成果，若确认超限，采用定测水准测量成果。 n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。 n水准点的布设密度一般2

28、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。 线路水准点高程测量 12-3 铁路新线定测 n方法： n采用水准测量或光电测距三角高程测量方法进 行，高程取至于mm。 n等级： n水准点高程按五等水准测量要求的精度施测。 线路水准点高程测量 12-3 铁路新线定测 n任务： n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。 n方法： n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，限差为50L mm； n中桩高程宜观测两次，其不符值不应超过l0 cm， 取位至cm； n中桩高程闭合差在限差以内时

29、不作平差。 中桩高程测量 12-3 铁路新线定测 中桩高程测量 12-3 铁路新线定测 中 桩 高 程 测 量 记 录 12-3 铁路新线定测 n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 n线路纵断面图中，其横向表示里程，比例 尺为110 000；纵向表示高程，比例尺为1 1 000，它比横向比例尺大10倍，以突出 地面的起伏变化。 线路纵断面图 12-3 铁路新线定测 线路纵断面图 12-3 铁路新线定测 线路纵断面图 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面 n沿垂直线路中线方向的地面断面线。 n测量任务 n测出各中线桩处的横向地面起伏情况，并按一

30、定比例尺给出横断面图 n作用： n用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施 工放样等 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测量的密度和宽度 n应根据地形、地质情况和设计需要而定。 n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。 n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。 n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。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面方向的测定 n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。 图4-8 方 向 架 示 意

31、图 n常用仪器：经纬仪，方向常用仪器：经纬仪，方向 架（木制十字架）架（木制十字架） n直线地段横断面的方向， 可以用经纬仪或方向架直 接测定。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面方向的测定 n曲线上的横断面方向，用经纬仪标定方向，则 应拨角90（为后视点偏角）。 n将力向架立于待测断面B上，使其 一个方向照准曲线上的A点，在另 一力向上可标定出1点；再用方向 架照准与A等距的C点，同法可标 定出2点，使B1B2，则l2的中 点N与B的连线即为横断面的方向。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测绘方法 n实质：实质： n测定横断面方向上地面坡度变化点相对于中桩的水 平距

32、离和高差。 n经纬仪视距法 n仪器：经纬仪（安置在中线上） n方法：利用视距方法，直接测出横断面上各地形变 化点相对于测站的距离和高差。 n特点：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，其优点更明显。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测绘方法 n经纬仪测距法 n仪器：经纬仪（安置在中线点上），用经纬仪照准 标杆上仪器高的标记读取竖直角 n距离：钢卷尺量出斜距（仪器到标杆标记处），根 据竖直角和斜距，在现场即可绘出横断面图。 n特点：工效高且质量较好。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测绘方法 n水准仪法 n方向：方向架定； n距离：钢卷尺； n高

33、程：水准仪。 n这种方法精度最高，仅适用于地形较平坦地段；但 只安置一次仪器，可以测各个断面 。 水准仪法 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测绘方法 n光电测距仪法 n利用光电测距仪测量横断面，不仅速度快、精度高， 而且安置一次仪器可以测多个断面，所以在有条件 的单位，应大力推广使用这种方法。 n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。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面测绘精度 新建铁路工程测量规范 TB10101-99 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 n横断面绘制 n作用：路基横断面设计、面积计算。 n比例尺：水平和高程均为1

34、：200 n绘制顺序：在方格纸上自下而上从左到右。 12-3 铁路新线定测 线路横断面图 12-4 圆曲线测设 n平面曲线： n由于受地形、地质、技术条件等的限制和经济 发展的需要，铁路线路的方向要不断改变。为 了保持线路的圆顺，在改变方向的两相邻直线 间须用曲线连接起来。 n圆曲线：由具有固定半径的一段圆弧构成，主 要用于专用线和行车速度不高的线路上； n缓和曲线：设置在直线和圆曲线之间的其半径 处处在改变的一种曲线。铁路干线上均用此种 曲线。 12-4 圆曲线测设 nJD交点，即两直线相交的 点； nZY直圆点，按线路前进方 向由直线进入曲线的分界点； nQZ曲中点，为圆曲线的中 点； n

35、YZ圆直点，按线路前进方 向由圆曲线进入直线的分界点。 nZY、QZ、YZ三点称为圆曲线 的主点。 圆曲线要素及计算 12-4 圆曲线测设 nT切线长，为交点至 直圆点或圆直点的长度； nL曲线长，即圆曲线 的长度（自ZY经QZ至YZ 的弧线长度）； nE0外矢距，为JD至 QZ的距离。 nT、L 、E0称为圆曲线要素。 圆曲线要素及计算 12-4 圆曲线测设 n转向角。沿线路前 进方向，下一条直线段向 左转则为左；向右转则为 右。 nR圆曲线的半径。 n 、R为计算曲线要素的 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。 圆曲线要素及计算 12-4

36、圆曲线测设 n圆曲线要素计算 圆曲线要素及计算 RRE RL RT 2 sec 180 2 tan 0 外矢距 曲线长 切线长 12-4 圆曲线测设 n圆曲线主点里程计算 圆曲线要素及计算 12-4 圆曲线测设 n圆曲线主点测设 n在交点（JD）上安置经纬仪， 瞄准直线I方向上的一个转点 ZD，在视线方向上量取切线 长T得ZY点； 圆曲线要素及计算 n瞄准直线II方的上的一个转点ZD，量取长度T得YZ点； n将视线转至内角平分线上量取E0，用盘左、盘右分中得 QZ点。 n在ZY、QZ、YZ点均要打方木桩上钉小钉以示点位。 12-4 圆曲线测设 n曲线测设原则 n先测设曲线主点，后依据主点详细测

37、设曲线。 n圆曲线测设方法： n偏角法 n切线支距法 n极坐标法 偏角法测设圆曲线 12-4 圆曲线测设 n基本原理 n方向距离交会法，根据 偏角和弦长交会出曲线 点 偏角法测设圆曲线 n由ZY点拨偏角1方向与由ZY点量出的弦长c1交 于1点； n拨偏角2与由1点量出的弦长c2交于2点；同样 方法可测设出曲线上的其它点3、4、5。 12-4 圆曲线测设 n弦长计算 n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。 偏角法测设圆曲线 12-4 圆曲线测设 n偏角计算 偏角法测设圆曲线 180 22 1 1 R c 180 2 2 12 R

38、c 180 2 3 23 R c n若测设点间曲线长相等，设第1点偏角为1 n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。 11312 ,3,2n n n已知： nZY里程为DK53+621.56，QZ为DK 53+864.70，R 500 m，曲线ZYQZ为顺时针转。 12-4 圆曲线测设 偏角法测设圆曲线 曲线偏角资料 n测设方法 n安置经纬仪于ZY点，盘左以00000后视JD； 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1点，并打下

39、木板桩； 12-4 圆曲线测设 偏角法测设圆曲线 n测设方法 n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。 12-4 圆曲线测设 偏角法测设圆曲线 校核：测得QZ点后，与主点QZ位置进行闭合校核。 n曲线YZQZ为逆时针，偏角资料计算应采用“反 拨”值，由于偏角值与度盘读数减少方向一致， 故称“反拨”。 12-4 圆曲线测设 偏角法测设圆曲线 12-4 圆曲线测设 n测设时，将全站仪安置于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

40、仪的跟踪测量法跟踪，当测量距离与弦长相差1 cm 之内，则打桩定点。 长弦偏角法 ii i Rc R L sin2 180 2 12-4 圆曲线测设 n实质为直角坐标法。 n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。 切线支距法 180 )cos1 ( sin R L a Ry Rx i i ii ii 12-4 圆曲线测设 n测设 n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 12-5 缓和曲线的性质 n为

41、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。 n加设缓和曲线，减少车轮对外轨内侧产生冲击力。 n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。 缓和曲线的作用 12-5 缓和曲线的性质 n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。 n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 缓和曲线的性质 C 1 或 l l 12-5 缓和曲线的性质 n缓和曲线方程为： n坐标原点为直缓点（ZH）或 缓直点（

42、HZ）；通过该点的 缓和曲线切线为x轴，y轴垂 直x轴指向圆心。 缓和曲线的方程 5 11 3 7 4 9 2 5 422403366 3 345640 C l C l C l y C l C l lx x O Y 12-5 缓和曲线的性质 n根据测设要求的精度，实际应用中可将高次项舍 去，并顾及到C=R l0，则 0 3 2 0 2 5 6 40 Rl l y lR l lx 缓和曲线的方程 nl 为缓和曲线上任意一 点P到ZH（或HZ）的曲线长； nl0缓和曲线总长度。 R l y R l lx 6 40 2 0 0 2 3 0 00 缓圆点（HY）或圆缓点（YH） 的坐标 12-5 缓和

43、曲线的性质 缓和曲线的插入方法 0、0、m、p、 x0、y0等称为缓 和曲线常数 12-5 缓和曲线的性质 缓和曲线的插入方法 0 缓和曲线的切线角， 即HY（或YH）点的 切线与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。 180 2 0 0 R l 12-5 缓和曲线的性质 缓和曲线的插入方法 0 缓和曲线的总 偏角 180 63 1 0 00 R l 12-5 缓和曲线的性质 缓和曲线的插入方法 m切垂距，即ZH （或HZ）到圆心O向 切线所作垂线垂足的 距离 2 3 00 2402R ll m 12-5 缓和曲线的性质 缓和曲线的插入方法 p圆曲线的内移量，

44、 为垂线长与圆曲线半 径R之差 R l R l R l p 24268824 2 0 3 4 0 2 0 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 曲线要素的计算 已知：R、l0 R l R l R l p R ll m R l R l 24268824 2402 180 63 1 180 2 2 0 3 4 0 2 0 2 3 00 0 00 0 0 -2 2 sec)( 180180 )2( 2 2 tan)( 0 0 0 0 LTq RpRE R l R lL pRmT 切曲差 外矢距 曲线长 切线长 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 主点里程的计算 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 n主

45、点ZH、HZ、QZ的测设方法与前述圆曲线主点 测设方法相同； n缓圆点HY和圆缓点YH的采用切线支距法 n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、钉小钉，得HY（或YH） 点。 主点的测设 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 偏角法测设曲线 n缓和曲线偏角计算 2 3 180 2 180 6 6 )(sin 0 2 0 2 0 3 故 又 很小 b Rl l Rl l Rl l y l y 为缓和曲线上任一点 的正偏角，b为该点的 反偏角 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 偏角法测设曲线 n缓和曲线偏角计算 22 2 2

46、 121 : nn lll 11312 ,3,2Nllllll n 01 2 1 2 31 2 2 ,3,2N n 0 2 1 1 N 在铁路设计中，缓和曲线长 度均为10 m的整倍数，为测 设方便，一般每10 m测设一 点。 偏角法测设曲线 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 已知：ZH的里程为 DK33+422.67，R 500 m，l0 60 m。 求：缓和曲线上各点的偏角。 54801 180 5006 60 180 63 00 0 R l 180 6 0 2 Rl l 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 n缓和曲线详细测设 偏角法测设曲线 将经纬仪安置于ZH点，后视JD，将 水平度盘

47、安置在00000位置，转 动照准部拨偏角，校核HY点位， 如在视线方向上，、即可开始测设 其它点。依次拨1 、 2 、 3 ，量 出点与点之间的弦长与相应视线相 交，即可定出曲线点l、2、。 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 n圆曲线详细测设 偏角法测设曲线 经纬仪安置于HY点上，后视ZH， 并将度盘读数安置为反偏角b0值 （正拨），倒转望远镜反拨圆曲 线上第1点的偏角1 ，得相应曲 线点，直至QZ 。另一半曲线，则 在YH点设站，以（360b0） 来后视HZ，而倒镜后圆曲线为正 拨偏角值来测设。 加设缓和曲线之后圆曲线的测设，其关键是正确确定后视方向 及度盘安置值 12-6 缓和曲线连同圆

48、曲线的测设 切线支距法测设曲线 缓和曲线部分 圆曲线部分 Rl l y lR l lx 0 3 2 0 2 5 6 40 pRy mRx ii ii )cos1 ( sin 0 0 180 R lli i 其中： 12-6 缓和曲线连同圆曲线的测设 长弦偏角法测设 曲线测设曲线 i i i ii x y y arctan: xc: 22 i 偏角 弦长 12-7 极坐标法测设曲线 X Y 0 C4 C3 C2 C1 JD 3 JD 2 JD 1 测设原理 首先，计算曲线中桩点在统一坐标系中的 坐标（x、y）； 然后根据统一坐标反算求得控制点到测设 点间的角度和距离，再利用极坐标法进行 测设。

49、12-7 极坐标法测设曲线 测设数据计算 1、计算独立坐标系中的曲线中桩坐标（xi、yi） 2、计算独立坐标系中ZH（HZ）至测设点的夹角和距离 3、计算统一坐标系中的中桩坐标（Xi、Yi） 4、计算测站点至测设点的方位角和距离 12-7 极坐标法测设曲线 测设数据计算 1、计算独立坐标系中的曲线中桩坐标（xi、yi） X Y 0 C 3 C 2 C 1 JD Z H H Y x y Rl l y lR l lx 0 3 2 0 2 5 6 40 pRy mRx ii ii )cos1 ( sin 0 0 180 R lli i 其中： 12-7 极坐标法测设曲线 测设数据计算 2、计算独立坐

50、标系中ZH（HZ）至测设点的角度和距离 X Y 0 C 3 C 2 C 1 JD Z H H Y x y iZHJDZHiZHi i i ZHi ZHi iZH iiZHiZHiiZH x y xx yy a yxyyxxD arctanarctan 22 22 12-7 极坐标法测设曲线 测设数据计算 3、计算统一坐标系中的中桩坐标（Xi、Yi） X Y 0 JD ZH x y 由ZH和JD统一坐标计算方位角 ZH-JD，统一坐标系中方位角为： iJDZHiZH aa iZHiZHZHi iZHiZHZHi DYY DXX sin cos 任意点统一坐标为 12-7 极坐标法测设曲线 测设数

51、据计算 4、计算测站点至测设点的方位角和距离 X Y 0 C3 C2 C1 JD ZH x y 122 2 2 2 2 2 2 22 arctan CCiCi Ci Ci iC CiCiiC YY YY a YYXXD 夹角： 方位角： 距离： 12-7 极坐标法测设曲线 详细测设 在C2点架设全站仪， 后视C1点，转动照准 部拨偏角i，在视线 方向上，量取距离Di， 即可定出曲线点l、 2、 X Y 0 C3 C2 C1 JD ZH x y 12-8 曲线测设的误差 曲线测设，首先是测定出主点，然后以主 点为依据，由一个主点测设至另一个主点。 由于多方面因素的影响，导致产生闭合差。 12-8

52、 曲线测设的误差 偏角法测设曲线 主点测设精度详细测设误差 转向角测量的误差 切线丈量的精度 确定ZH及HZ时的定向误差 确定HY及YH时x0及y0的丈 量精度及其定向误差 确定QZ时E。的丈量精度及 分角线方向的测角误差 主点测设的精度 偏角测设的精度 照准后视点的方向误差 弦长代替弧长的误差 弦长丈量误差 12-8 曲线测设的误差 极坐标法测设曲线 光电测距仪测距精度 主点测设精度 设置测站时的测角精度 详细测设时的角度安置精度 测站数的个数 12-8 曲线测设的误差 减弱误差措施 提高切线的测量精度，以确保主点 的测设精度 仪器对中、整平，仔细对准后视点 以减少偏角的测量误差 丈量弦长时要抬平钢尺、垂球落点 准确 长大曲线应增设控制点，分段测设、 分段闭合 12-9 线路施工测量 主要任务：是测设出作为施工依据的桩点的平面位置和高 程。 线路复测：施工开始之前，必须进行中线的恢复工作和水 准点的检验工作，检查定测资料的可靠性和完整性。 设置护桩：由于施工中经常需要找出中线位置，而施工过 程中经常发生中线桩被碰动或丢失，为了迅速又准确地把中 线恢复在原来位置，必须对交点、直线转点及曲线控制桩等 主要桩点设置护桩 路基边坡放样：修筑路基之前，需要在地面上把路基施工 界线标