第七章 道路中线测量

1、 公路学院公路学院 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院工程测量 道路中线测量 授课:XXX 2013.04 一一.道路测量的主要内容道路测量的主要内容 1. 道路勘测测量：初测：u 控制网；u 带状地形图测绘。带状地形图测绘。定测：定测：u 公路中线测量；公路中线测量；u 中线高程测量；中线高程测量；u 横断面测量。横断面测量。2.道路施工测量：道路施工测量：u 控制点测量；控制点测量；u 中线恢复测量；中线恢复测量；u 路基放样；路基放样；u 道路竣工测量。道路竣工测量。 二二.定线测量定线测量定线：定线俗称定线俗称“大旗大旗”或或“插旗插旗”。主要确定路线交点位置及公路。主要确定路线

2、交点位置及公路中线位置。中线位置。 纸上定线。纸上定线。 现场定线。现场定线。简单项目采用复杂项目采用 二二.纸上定线纸上定线 纸上定线步骤纸上定线步骤u沿走廊带做控沿走廊带做控制测量。制测量。u测绘大比例尺测绘大比例尺地形图。地形图。u按公路相关要按公路相关要求确定交点。求确定交点。u按公路等级要按公路等级要求拟定曲线半径。求拟定曲线半径。u完成公路中线完成公路中线的计算。的计算。 二二.纸上定线纸上定线放点：放点： 把图纸上的交点在实地标定出来的过程，也称把图纸上的交点在实地标定出来的过程，也称放样放样。u操作步骤：在在S S点点(X(XS S,Y,YS S,),)安置安置好好全站仪。全站

3、仪。计算计算SBSB边方位角。边方位角。照准后视照准后视B B点，锁定水平盘，配置水平点，锁定水平盘，配置水平读数等于读数等于SBSB边方位角。边方位角。计算计算SJD1SJD1边方位角及边方位角及SJD1SJD1边长。边长。转动全站仪使水平读数等于转动全站仪使水平读数等于SJD1SJD1边方边方位角，测距位角，测距SJD1SJD1边长，即可确定边长，即可确定JD1JD1点。点。PolPol（X XB BX XS S,Y,YB BX XS S ）注意事项：注意事项：u 置仪点，后视点及放样点要在同置仪点，后视点及放样点要在同一坐标系内。一坐标系内。u 全站仪水平度盘应设为顺时针增全站仪水平度盘

4、应设为顺时针增加。加。JD1极坐标极坐标法放样法放样在实际测量中，由于地在实际测量中，由于地形等条件限制，一般不进形等条件限制，一般不进行交点桩的放样。行交点桩的放样。视频演示 三三.现场定线现场定线1.路线右角路线右角：2.路线右角的测定方法：路线右角的测定方法： 交点转角用测回法测定。交点转角用测回法测定。3.交点间距的测量：交点间距的测量：用全站仪进行往返测量。用全站仪进行往返测量。4.路线转角的计算：路线转角的计算：JD3JD3转角：转角：+23+235141”5141” 或或a ay=y= 23 235141”5141”JD4JD4转角：转角：-32-322945”2945” 或或a

5、 az=z= 32 322945”2945”转角取值范围：转角取值范围：0 0180180；转角转角=180-=180-右右5.磁方位角计算校核：磁方位角计算校核：后边方位角前边方位角路线转角后边方位角前边方位角路线转角测回法测角记录测回法测角记录表表计算方位角误差计算方位角误差2 图中距离为点图中距离为点与点间的斜距与点间的斜距三三.现场定线现场定线 交点桩固定，指用距离交会的方法保护点的位置，俗称“护桩”或“栓桩”。 三三.现场定线现场定线 现场定线测量中，要求点间准光学通视，否则要增加12个副点进行辅助作业。JD1F2F1JD3JD4OXY在不通视边附近设在不通视边附近设1 12 2个辅

6、助点。个辅助点。依次测量依次测量JD2JD2、F1F1、F2F2、JD3JD3的转角及距离。的转角及距离。计算计算JD2JD2、JD3JD3的转角及距离：的转角及距离：作业步骤及计算方法u以以JD2JD2为坐标原点建立临时坐标系。为坐标原点建立临时坐标系。u计算计算F1F1、F2F2、JD3JD3的坐标及的坐标及JD3JD3至至JD4JD4的方位角。的方位角。u用用POL( )POL( )函数函数JD2JD2至至JD3JD3间距离，方位角即间距离，方位角即JD2JD2转角转角uJD3JD3至至JD4JD4与与JD2JD2至至JD3JD3的方位角差即的方位角差即JDJD转角。转角。JD2砼砼5

7、5 四四.里程桩的设置里程桩的设置从起点沿线路经过的长度，称为里程；以米为单位，从起点沿线路经过的长度，称为里程；以米为单位，称为称为里程桩号或桩号里程桩号或桩号，如：，如：4100.004100.00米，记作米，记作K4+100K4+100。JD1JD2EPBPZYYZZHHYQZYHHZ中桩一般用红油漆书写在长约中桩一般用红油漆书写在长约20厘厘米的扁桩上，一面写里程，一面写编号。米的扁桩上，一面写里程，一面写编号。编号连续增加，以公里为单位循环。无编号连续增加，以公里为单位循环。无法打桩地方钉钢钉或直接在地面上书写。法打桩地方钉钢钉或直接在地面上书写。 四四.里程桩的设置里程桩的设置里程

8、桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始，每里程桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始，每隔隔20m20m或或50m50m设置一桩，加桩分地形加桩、地物加桩、曲设置一桩，加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩、地质加桩、行政区域加桩及断链桩等。线加桩、地质加桩、行政区域加桩及断链桩等。JD1JD2EPBPZYYZZHHYQZYHHZ中桩间距表中桩间距表 中线加桩以能控制地形起伏，满足设计中线加桩以能控制地形起伏，满足设计需要，且应兼顾施工方便，灵活掌控。需要，且应兼顾施工方便，灵活掌控。 五五.圆曲线计算圆曲线计算 1. 公路中线的组成：直线：曲率R为无穷大平曲线：平曲线：u 圆曲线。曲率圆曲线。曲率R

9、恒定不变。恒定不变。u 缓和曲线。曲率缓和曲线。曲率R由一个值向另一个值渐变。由一个值向另一个值渐变。JD1JD2EPBPZYYZZHHYQZYHHZ 五五.圆曲线计算圆曲线计算 2. 圆曲线要素计算：外距：外距： 若已知：转角若已知：转角 及半径及半径 R ，则：，则： 五五.圆曲线计算圆曲线计算 3. 主点里程计算：外距：外距： ZY ZY 里程里程 =JD =JD 里程里程 -T -T ；YZ YZ 里程里程 =ZY =ZY 里程里程 +L+L； QZ QZ 里程里程 =YZ =YZ 里程里程 -L/2 -L/2 ；JD JD 里程里程 =QZ =QZ 里程里程 +D/2+D/2。4.

10、交点里程的计算：交点里程的计算：第一曲线第一曲线JD里程里程: BP里程里程+第一条边长；第一条边长；后曲线后曲线JD里程里程: 曲线止点里程曲线止点里程+曲线止点所在边长曲线止点所在边长-本曲线本曲线T2。 五五.圆曲线计算圆曲线计算外距：外距： 例:已知某公路起点里程K5+800，测得起点至测得起点至JD1边边长：长：520.00米，米，JD1转角转角z=344555，JD1至至JD2边长边长620.00米，设米，设JD1圆曲线半径：圆曲线半径：R=700学号，计算学号，计算JD1的曲线元素、主点里程及的曲线元素、主点里程及JD2交点里程。交点里程。 五五.圆曲线计算圆曲线计算 5. 圆曲

11、线点坐标计算：外距：外距： 相对坐标系的建立：相对坐标系的建立： 以曲线起点为原点，以曲线起点为原点，切线方向为切线方向为X正轴，按右手正轴，按右手原则建立测量坐标系。原则建立测量坐标系。任意点任意点K的坐标为：的坐标为：切线切线Y值值右正右正左负左负 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算外距：外距： 1. 概念概念 ：曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线，此曲线为缓和曲线。线半径的过渡曲线，此曲线为缓和曲线。 2.缓和曲线的作用： 连接两不同曲率的线型；连接两不同曲率的线型； 超高顺畅过渡；超高顺畅过渡； 加宽顺畅过渡。加宽顺畅过渡。3.公路缓和曲线采用：回

12、旋线。公路缓和曲线采用：回旋线。 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 4. 基本公式基本公式： 任意点弧长与曲率关系： 5. 切线角： 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 6. 坐标参数方程： 以ZH点为坐标原点，按右手原则建立坐标系。 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 7. 内移值p及切线加长值q的计算的计算： 整理后得：整理后得：u 或或P191(10-26)式式 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 8. 曲线元素的计算： 缓和曲线设置条件：缓和曲线设置条件： 20曲线元素：曲线元素： 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 9. 主点里程计算： ZHZH里程里程 =JD=JD里程里程 -T-TH H ；HYH

13、Y里程里程 =ZH=ZH里程里程 +L+LS S； QZQZ里程里程 =ZH=ZH里程里程 -L-LH H/2 /2 ；YHYH里程里程 =ZH=ZH里程里程 +L+LH H-L-LS S；HZHZ里程里程 =ZH=ZH里程里程 +L+LH H 。 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算 10. 相对坐标的计算 以ZH点为坐标原点，按右手原则建立坐标系。 缓和曲线坐标公式缓和曲线坐标公式Y值值右正右正左负左负 六六.缓和曲线计算缓和曲线计算圆曲线坐标公式圆曲线坐标公式Y值值右正右正左负左负 七七.虚交虚交定义：定义：虚交是指路线交点虚交是指路线交点JD不能设桩或安置仪器（如不能设桩或安置仪器（如JD落

14、入水中或深谷及建筑物等处）。有时交点虽可钉出，落入水中或深谷及建筑物等处）。有时交点虽可钉出，但因转角太大，交点远离曲线或地形地物等障碍而不易到但因转角太大，交点远离曲线或地形地物等障碍而不易到达，可作为虚交处理。达，可作为虚交处理。2点离基线点离基线2点切（割）基线点切（割）基线倒虚交倒虚交AB称为基线称为基线a、b称为虚长称为虚长3点虚交点虚交 七七.虚交虚交2点虚交点虚交u曲线总转角曲线总转角G=A+B。u在半径在半径R及缓和曲线及缓和曲线LS已知已知时，计算时，计算T及其它各曲线要数。及其它各曲线要数。uT1=T-a T2=T-bu由正弦定律知：由正弦定律知：la=ABSinaB/Si

15、nGlb=ABSinaA/SinGBG多点虚交多点虚交提示：提示：任意多点虚交计算虚长时，首先把多点虚任意多点虚交计算虚长时，首先把多点虚交化两点虚交，然后按两点虚交进行解算。交化两点虚交，然后按两点虚交进行解算。 八八.回头曲线回头曲线回头展线是在同一回头展线是在同一面坡上，作相反方向面坡上，作相反方向的前进，以克服高差。的前进，以克服高差。特征：转角特征：转角G180qGpRT2tan)(la=ABSinaB/SinGlb=ABSinaA/SinGlT1=T-alT2=T-b 九、坐标转换九、坐标转换 把属于不同的两个坐标系的坐标值换算到一个坐标把属于不同的两个坐标系的坐标值换算到一个坐标

16、系中的计算系中的计算。高高斯斯坐坐标标系系工工程程独独立立坐坐标标系系坐标换算的作用：坐标换算的作用：坐标的统一性原则；坐标的统一性原则；对于高斯坐标可以减小投影变形。对于高斯坐标可以减小投影变形。 九、坐标转换九、坐标转换方法方法1.（三角函数法）（三角函数法）式中：式中：a-被转换被转换X坐标轴在目标坐标轴在目标坐标系中的方位角。坐标系中的方位角。重点 九、坐标转换九、坐标转换例：例：某独立坐标系某独立坐标系X轴在统一坐轴在统一坐标系中的方位角为标系中的方位角为60 ，各数据见下，各数据见下表，计算表，计算P点在统一坐标系中的坐标点在统一坐标系中的坐标值。值。操作实例操作实例 九、坐标转换

17、九、坐标转换方法方法2.（复数法）（复数法）操作实例操作实例例：例：某独立坐标系某独立坐标系X轴在统一坐轴在统一坐标系中的方位角为标系中的方位角为60 ，各数据见下，各数据见下表，计算表，计算P点在统一坐标系中的坐标点在统一坐标系中的坐标值。值。重点 九、坐标转换九、坐标转换方法方法3.（POL( )函数函数+复数）复数）重点 1.计算计算OP在原坐标系在原坐标系中的边长及方位角，边长中的边长及方位角，边长记为记为S,方位角记为方位角记为F。 POL( XP ,YP ) 2.用复数计算坐标。用复数计算坐标。 十、道路中线坐标计算十、道路中线坐标计算路线逐桩坐标的计算，首先需要完成交点坐标的计算

18、JD1JD2前进前进BPJD3右右=121235”左左=201545”边长边长=225.35米米边长边长=250.55米米边长边长=300.65米米方位角方位角=15 X=5000.000Y=4000.000u一阶段定测导线坐标计算一阶段定测导线坐标计算n计算各边的方位角计算各边的方位角lJD1至至JD2的方位角的方位角=15+121235”=271235”lJD2至至JD3的方位角的方位角=271235”+201545”=65650”n计算导线点坐标计算导线点坐标lJD1坐标坐标=5000+4000i+225.3515=5217.671+4058.325ilJD2坐标坐标=5217.671+

19、4058.325i+250.55 271235” =5440.495+4172.889i n计算曲线要素计算曲线要素 设设JD1曲线半径曲线半径500米，缓米，缓 和曲线长和曲线长35米，则：米，则：lT1=70.99lT2=70.99lL=141.55lE=2.95十、道路中线坐标计算十、道路中线坐标计算JD1JD2BPJD3右右=121235”左左=201545”边长边长=225.35米米边长边长=250.55米米边长边长=300.65米米X=5000.000Y=4000.000u计算曲线计算曲线X=5217.671Y=4058.325X=5440.495Y=4172.889K6+100.

20、00n计算主点里程计算主点里程lZH=K6+254.36lHY=K6+289.36lYH=K6+360.91lHZ=K6+395.91 十、道路中线坐标计算十、道路中线坐标计算JD1JD2BP右右=121235”边长边长=225.35米米边长边长=250.55米米X=5000.000Y=4000.000u计算中线坐标计算中线坐标X=5217.671Y=4058.325X=5440.495Y=4172.889K6+100.00方位角方位角=15 方位角方位角= 271235”nZH后的直线后的直线 K6+120：5000+4000i+2015 ZH K6+254.36：5217.671+4058

21、.325i70.9915=5149.100+4039.951nHZ前的直线前的直线 K6+450： 5217.671+4058.325i+(450 360.91+70.99)2712 35 HZ K6+254.36： 5217.671+4058.325i+70.992712 35 =5154.537+4025.865in计算主点里程计算主点里程ZH=K6+254.36HY=K6+289.36YH=K6+360.91HZ=K6+395.91n曲线要素曲线要素R=500 LS=35T1=70.99T2=70.99L=141.55E=2.95 十、道路中线坐标计算十、道路中线坐标计算JD1JD2BP右右=121235”边长边长=250.55米米X=5000.000Y=4000.000u计算中线坐标计算中线坐标X=5217.671Y=4058.325X=5440.495Y=4172.889K6+100.00方位角方位角=15 方位角方位角= 271235”nZH 5149.100+4039.951inHZ 5154.537+4025.865in计算主点里程计算主点里程ZH=K6+254.36HY=K6+289.36YH=K6+360.91HZ=K6+395.91n曲线要素曲线要素R=500 LS=35T1=