第10章 线路工程测量

1、第十章第十章 线路工程测量线路工程测量 中线测量中线测量 圆曲线的测设圆曲线的测设 缓和曲线的测设缓和曲线的测设 路线纵横断面测量路线纵横断面测量一、概一、概 述述线路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、供水明线路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表，但也有在地下的，还有的在空中，如地铁、地下管道、在地表，但也有在地下的，还有的在空中，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等。用发展的眼光看，地下工程会越来架空索道和架空输电线路等。用发展的眼光看，地下工程会

2、越来越多。在线路工程遇到障碍物时，要采取不同的工程手段来解决，越多。在线路工程遇到障碍物时，要采取不同的工程手段来解决，如遇山打隧道，过江河峡谷架桥梁等。线路工程建设过程中需要如遇山打隧道，过江河峡谷架桥梁等。线路工程建设过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。1、线路测量的任务和内容、线路测量的任务和内容 n线路测量是为各种等级的公路和各种管道设线路测量是为各种等级的公路和各种管道设计和施工服务的。它的任务有两方面：计和施工服务的。它的任务有两方面：一是一是为线路工程的设计提供地形图和断面图；二为线路工程的设计提供地形图和断面

3、图；二是按设计位置要求将线路是按设计位置要求将线路(公路和管道公路和管道)敷设敷设于实地。于实地。线路测量的主要内容线路测量的主要内容2、线路测量的基本特点、线路测量的基本特点 (1)全线性全线性 测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以公路工程为例，测量测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以公路工程为例，测量工作开始于工程之初，深入于施工的具体点位，公路工程建设过程中时时工作开始于工程之初，深入于施工的具体点位，公路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作。处处离不开测量技术工作。 (2)阶段性阶段性 这种阶段性既是测量技术本身的特点，也是线路设计过程的需要。体现这种阶段性既是测量

4、技术本身的特点，也是线路设计过程的需要。体现了阶段性，反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各了阶段性，反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。 (3)渐近性渐近性 线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到精的过程。线路工线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到精的过程。线路工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合，设计程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合，设计技术人员懂测量，测量技术人员懂设计，完美结合在线路工程建设

5、的过程技术人员懂测量，测量技术人员懂设计，完美结合在线路工程建设的过程中实现。中实现。 二、线路测量的基本过程二、线路测量的基本过程规划选线阶段规划选线阶段 线路工程的勘测阶段线路工程的勘测阶段 线路工程的施工放样阶段线路工程的施工放样阶段 工程竣工运营阶段的监测工程竣工运营阶段的监测二、线路测量的基本过程二、线路测量的基本过程 1、规划选线阶段、规划选线阶段 规划选线阶段是线路工程的开始阶段，一般内容包括规划选线阶段是线路工程的开始阶段，一般内容包括图上图上选线、实地勘察和方案论证。选线、实地勘察和方案论证。 2、线路工程的勘测阶段、线路工程的勘测阶段 线路工程的勘测通常分线路工程的勘测通常

6、分初测和定测初测和定测两个阶段。两个阶段。 （1）初测：）初测：在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主要技术工作有：控制测量和带状地形图的测绘，为线路工程要技术工作有：控制测量和带状地形图的测绘，为线路工程设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。进行图上定线设计，在带状地形图上确定线路中线直线段及进行图上定线设计，在带状地形图上确定线路中线直线段及其交点位置，标明直线段连接曲线的有关参数。其交点位置，标明直线段连接曲线的有关参数。 二、线路测量的基本过程二、线路测量的基本过程二、线路测量的

7、基本过程二、线路测量的基本过程n(2)定测阶段定测阶段 主要的技术工作内容是将定线设计的公路主要的技术工作内容是将定线设计的公路中线中线(直线段及曲线直线段及曲线)放样于实地；进行线路放样于实地；进行线路的纵、横断面测量，线路竖向设计等。的纵、横断面测量，线路竖向设计等。 二、线路测量的基本过程二、线路测量的基本过程3、线路工程的施工放样阶段、线路工程的施工放样阶段 根据施工设计图纸及有关资料，在实地放根据施工设计图纸及有关资料，在实地放样线路工程的边桩、边坡及其他的有关点位，样线路工程的边桩、边坡及其他的有关点位，指导施工，保证线路工程建设则顺利进行。指导施工，保证线路工程建设则顺利进行。二

8、、线路测量的基本过程二、线路测量的基本过程4、工程竣工运营阶段的监测、工程竣工运营阶段的监测 对竣工工程，要进行竣工验收，测绘竣工对竣工工程，要进行竣工验收，测绘竣工平面图和断面图，为工程运营做准备。在运平面图和断面图，为工程运营做准备。在运营阶段，还要监测工程的运营状况，评价工营阶段，还要监测工程的运营状况，评价工程的安全性。程的安全性。三、中线测量三、中线测量线路工程的中心线由直线和曲线构成，中线测量就是线路工程的中心线由直线和曲线构成，中线测量就是通过线路的测设，将线路工程中心线标定在实地上。通过线路的测设，将线路工程中心线标定在实地上。中中线测量主要包括测设中心线起点、终点，各交点线测

9、量主要包括测设中心线起点、终点，各交点(JD)和和转点转点(ZD)，量距和钉桩，测量线路各偏角，量距和钉桩，测量线路各偏角()，测设圆曲，测设圆曲线等。线等。 1、中线定线测量、中线定线测量 2、测定转向角、测定转向角 3、中桩测设、中桩测设 三、中线测量三、中线测量1、中线定线测量、中线定线测量 （1）交点的测设）交点的测设线路的转折点称为交点，它是布设线路、详线路的转折点称为交点，它是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。对于低等级的线路，细测设直线和曲线的控制点。对于低等级的线路，常采用一次定测的方法直接在现场测设出交点的常采用一次定测的方法直接在现场测设出交点的位置。对于等级高的线路或

10、地形复杂的地段，一位置。对于等级高的线路或地形复杂的地段，一般先在初测的带状地形图上进行纸上定线，然后般先在初测的带状地形图上进行纸上定线，然后实地标定交点位置。实地标定交点位置。 三、中线测量三、中线测量三、中线测量三、中线测量n由于定位条件和现场情况的不同，交点测设的方法由于定位条件和现场情况的不同，交点测设的方法也需灵活多样，工作中应根据实际情况合理选择测也需灵活多样，工作中应根据实际情况合理选择测量方法。量方法。 (1)根据地物测设交点根据地物测设交点 (2)根据导线点和交点的设计坐标测设交点根据导线点和交点的设计坐标测设交点 (3)穿线交点法测设交点穿线交点法测设交点三、中线测量三、

11、中线测量(1) 根据地物测设交点根据地物测设交点三、中线测量三、中线测量(2) 根据导线点和交点的设计坐标测设交点根据导线点和交点的设计坐标测设交点根据附近导线点和交点的设计坐标，反算出有关测设数根据附近导线点和交点的设计坐标，反算出有关测设数据，按坐标法、角度交会法或距离交会法测设出交点。据，按坐标法、角度交会法或距离交会法测设出交点。三、中线测量三、中线测量 (3)穿线交点法测设交点穿线交点法测设交点 穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解法求出测设数据，通

12、过实地的导线点或地物点，法求出测设数据，通过实地的导线点或地物点，把把中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直线延长相交，定出地面交点桩的位置。线延长相交，定出地面交点桩的位置。 其程序是：放点、穿线、交点。其程序是：放点、穿线、交点。三、中线测量三、中线测量放点放点放点常用的方法有放点常用的方法有极坐标法和支距法。极坐标法和支距法。用量角器和用量角器和比例尺分别比例尺分别量出放样数据量出放样数据三、中线测量三、中线测量在图上从导线点在图上从导线点14、15、16、17作导线边的垂线，分别与中线相交得各作导线边的垂线，分别与中线相交得各临时点，用

13、比例尺量取各相应的支距。在现场以相应导线点为垂足，用临时点，用比例尺量取各相应的支距。在现场以相应导线点为垂足，用方向架标定垂线方向，按支距测设出相应的各临时点。方向架标定垂线方向，按支距测设出相应的各临时点。三、中线测量三、中线测量穿线穿线放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，在这种情况下可根据均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，在这种情况下可根据现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和选择，定出

14、一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB。最后在。最后在A、B或其方向上打下两个以上的转点校，取消临时点桩。或其方向上打下两个以上的转点校，取消临时点桩。三、中线测量三、中线测量交点交点 当两条相交的直线当两条相交的直线AB、CD在在地面上确定后，可进行交点。将地面上确定后，可进行交点。将经纬仪置于经纬仪置于B点瞄准点瞄准A点，倒镜，点，倒镜，在视线上接近交点在视线上接近交点JD的概略位置的概略位置前后打下两桩前后打下两桩(骑马桩骑马桩)。采用正。采用正倒镜分中法在该两桩上定出倒镜分中法在该两桩上定出a,b两两点，并钉以小钉，挂上细线。仪点，并钉以

15、小钉，挂上细线。仪器搬至器搬至C点，同法定出点，同法定出c,d点，挂点，挂上细线，两细线的相交处打下木上细线，两细线的相交处打下木桩，并钉以小钉，得到桩，并钉以小钉，得到JD点。点。三、中线测量三、中线测量（2）转点的测设）转点的测设当相邻两交点互相不通视时，需要在其当相邻两交点互相不通视时，需要在其连线上，测设一点或数点，以供交点、测转连线上，测设一点或数点，以供交点、测转折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的点称为转点点称为转点(ZD)。三、中线测量三、中线测量两交点间设转点两交点间设转点在在JD5、JD6的大致中间的大致中间位置位置ZD架仪。瞄准架仪

16、。瞄准JD5，定出定出JD6 。测量出测量出a、b距离。距离。计算计算e值，实地量取值，实地量取f，得得ZD点。点。在在ZD点架仪，检查三点点架仪，检查三点在一直线上。在一直线上。fbaae三、中线测量三、中线测量延长线上设转点延长线上设转点延长线上设转点延长线上设转点 aefab三、中线测量三、中线测量 2、测定转向角、测定转向角 指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原方向的夹角。当偏转后的方向在原方向的右侧，称为右转角方向的夹角。当偏转后的方向在原方向的右侧，称为右转角Y Y ；反之为左转角；反之为左转角Z Z 。当当右右180

17、时，为左转角，时，为左转角，有：有：z=右右- 180三、中线测量三、中线测量n在转向角测定后，定出其分角线方向在转向角测定后，定出其分角线方向C，在此方向上钉临，在此方向上钉临时桩，时桩，以便日后测设线路曲线的中点。以便日后测设线路曲线的中点。22cbabab三、中线测量三、中线测量3、中桩测设、中桩测设 为了测定线路的长度，进行线路中线测量和测绘纵横断面图，为了测定线路的长度，进行线路中线测量和测绘纵横断面图，从线路起点开始，需沿线路方向在地面上设置整桩和加桩，这项从线路起点开始，需沿线路方向在地面上设置整桩和加桩，这项工作称为中桩测设。从起点开始，按规定每隔某一整数设一桩，工作称为中桩测

18、设。从起点开始，按规定每隔某一整数设一桩，此为此为整桩整桩。根据不同的线路；整柱之间的距离也不同，一般为。根据不同的线路；整柱之间的距离也不同，一般为20m、30m、50m等等(曲线上根据不同半径及桩距，每隔曲线上根据不同半径及桩距，每隔20m、10m或或5m)。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处(如铁路、公如铁路、公路、路、日有管道等日有管道等)及地面坡度变化处要增设及地面坡度变化处要增设加桩加桩。因此，加桩又。因此，加桩又分为分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩等。等。 三、中线测量三、中线测量四、圆曲线测设四

19、、圆曲线测设n线路工程的中心线由直线和曲线构成，曲线又由线路工程的中心线由直线和曲线构成，曲线又由圆曲线和缓和曲线组成，如下图所示。圆曲线和缓和曲线组成，如下图所示。四、圆曲线测设四、圆曲线测设n曲线的形式较多，其中，圆曲线是最基本的平面曲线。n圆曲线半径根据地形条件和工程要求选定，由转角和圆曲线半径R，可以计算出图中其它各测设元素值。n圆曲线的测设分两步进行，先测设曲线的主点(ZY、QZ、YZ)，再依据主点测设曲线上每隔一定距离的里程桩，以详细标定曲线位置。四、圆曲线测设四、圆曲线测设n圆曲线的主点：圆曲线的主点：n直圆点直圆点ZY曲线起点；曲中点曲线起点；曲中点QZ曲线中点；曲线中点；n圆

20、直点圆直点YZ曲线终点。曲线终点。四、圆曲线测设四、圆曲线测设1、圆曲线的主点测设、圆曲线的主点测设（1）主点测设元素计算：）主点测设元素计算： tan2180(sec1)22(TRRLERDTL切曲差）四、圆曲线测设四、圆曲线测设（2）主点桩号计算：）主点桩号计算：ZY桩号桩号=JD桩号桩号-TQZ桩号桩号=ZY桩号桩号+L/2YZ桩号桩号=QZ桩号桩号+L/2JD桩号桩号=QZ桩号桩号+D/2 = YZ桩号桩号-T+D （检核）（检核）四、圆曲线测设四、圆曲线测设（3）主点测设）主点测设n 测设曲线起点测设曲线起点(ZY)(ZY) 在在JDJD点安置经纬仪，后视相邻交点或转点方向，自点安置

21、经纬仪，后视相邻交点或转点方向，自JDJD点沿视线方向点沿视线方向量取切线长量取切线长T T，打下曲线起点桩，打下曲线起点桩ZYZY。n 测设曲线终点测设曲线终点(YZ)(YZ) 经纬仪照准前视相邻交点或转点方向，自经纬仪照准前视相邻交点或转点方向，自JDJD点沿视线方向量取切线点沿视线方向量取切线长长T T，打下曲线终点桩，打下曲线终点桩YZYZ。n 测设曲线中点测设曲线中点(QZ)(QZ) 沿测定路线转角时所测定的分角线方向，量外距沿测定路线转角时所测定的分角线方向，量外距E E，打下曲线中点，打下曲线中点桩桩QZQZ。四、圆曲线测设四、圆曲线测设 2、圆曲线的详细测设、圆曲线的详细测设

22、当地形变化不大、曲线长度小于当地形变化不大、曲线长度小于40m时，测设曲线的时，测设曲线的三个主点已能满足设计和施工的需要。三个主点已能满足设计和施工的需要。 如果曲线较长，地形变化大，则除了测定三个主点以如果曲线较长，地形变化大，则除了测定三个主点以外，还需要按照一定的桩距，在曲线上测设整桩和加桩。外，还需要按照一定的桩距，在曲线上测设整桩和加桩。 测设曲线的整桩和加桩称为圆曲线的详细测设。测设曲线的整桩和加桩称为圆曲线的详细测设。n 公路勘测规范公路勘测规范规定，平曲线上中桩，宜采用：规定，平曲线上中桩，宜采用： 偏角法、切线支距法和极坐标法偏角法、切线支距法和极坐标法敷设。敷设。四、圆曲

23、线测设四、圆曲线测设1）偏角法）偏角法n偏角法测设曲线的原理是：根据偏角和弦长交会出曲线点。由ZY点拨偏角方向与量出的弦长c1交于1点，拨偏角与由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。1iiZYYZ四、圆曲线测设四、圆曲线测设1802290iiiilRlR 2 sin2iicR四、圆曲线测设四、圆曲线测设 2）切线支距法）切线支距法切线支距法，实质为直角坐切线支距法，实质为直角坐标法。它是以标法。它是以ZY或或YZ为坐标为坐标原点，以原点，以ZY（或（或YZ）的切线）的切线为为x轴，切线的垂线为轴，切线的垂线为y轴。轴。x轴指向轴指向JD，y轴指向圆心轴指向圆心O。sin

24、(1 cos)180iiiiiixRyRLRxyixiyh图 5 3 超 高 示 意 图h = 11.8 / Rh超高值，超高值，mR 圆曲线半径，圆曲线半径，mv 汽车的规定时速，汽车的规定时速，km/h2v RP1/ lP 或或 RP = C / lP C 缓和曲线半径的变更率缓和曲线半径的变更率在在HY（YH）处，）处，RP = R，则则C=R ls（1）缓和曲线缓和曲线坐标系坐标系 原点：原点：ZHZH（HZHZ）。）。 X X轴正向：轴正向：沿切线指向沿切线指向JDJD。 Y Y轴正向：轴正向：过原点与切线过原点与切线垂直，指向内侧。垂直，指向内侧。 180slddlRl 02180

25、180 2lssldlRllRl当当 l=ls 时时，即为缓圆点的切，即为缓圆点的切线角线角001802slRRP = C / lPC=R ls（3）曲线参数方程）曲线参数方程cossindxdldydl522373 340 6336ssslxlR lllyRlR lRlyRllxsss64020230HY（YH）点坐标点坐标 在直线与圆曲线间插入缓和曲线时必须将原有的圆曲线在直线与圆曲线间插入缓和曲线时必须将原有的圆曲线向内移动一个距离向内移动一个距离p，才能使缓和曲线的起点位于直线方向，才能使缓和曲线的起点位于直线方向上，这时切线增长上，这时切线增长qR变化变化1：圆心移动圆心移动变化变化

26、2：圆曲线减圆曲线减短短变化变化3：曲线总长曲线总长度增加度增加232240224RllqRlpsssp +R =y0 + Rcos0q = x0 Rsin0 直缓点直缓点 ZH=JDTH 缓圆点缓圆点 HY=ZH+ls 圆缓点圆缓点 YH=HY+Ly（Ly为圆曲线长，为圆曲线长，Ly=L-2 ls） 缓直点缓直点 HZ=YH+ ls 曲中点曲中点 QZ=HY+Ly/2=HZ-L/2 交交 点点 JD=QZ+D/2（校核）或（校核）或HZ=ZH+2T-Dc. 后视末端切线方向上的相邻交点或转点，自后视末端切线方向上的相邻交点或转点，自JD于视线方向上测设于视线方向上测设 (T- x0)，可钉设

27、出，可钉设出YH在始切线上的垂足在始切线上的垂足YC；据此继续向里增加方向测设；据此继续向里增加方向测设x0 ，则，则可钉设出可钉设出HZ。b. 后视始端切线方向上的相邻交后视始端切线方向上的相邻交点或转点，自点或转点，自JD 于视线方向上测设于视线方向上测设 (THx0)，可钉设出，可钉设出HY在始切线上的在始切线上的垂足垂足YC；据此继续向里程减少方向；据此继续向里程减少方向测设测设x0 ，则可钉设出，则可钉设出ZH。a. 在在JD上安置经纬仪，对中、整平。上安置经纬仪，对中、整平。 d. 测设出内角平分线，自测设出内角平分线，自JD于内角平分上测设外矢距于内角平分上测设外矢距E0，则可钉出，则可钉出QZ。e.在始切线上的垂足在始切线上的垂足YC上安置经纬仪，对中、整平。上安置经纬仪，对中、整平。f. 后视始端切线方向上的相邻交点或转点，向曲线内侧