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长安大学公路学院第十一章道路中线测量1/74§11-1概述道路中线测量是把图纸上设计好道路中心线在地面上标定出来，供设计和施工之用。即经过直线和曲线测设，将道路中线平面位置详细地敷设到地面上去，并标定出其里程，供设计和施工之用。中线测量包含：中线各交点(JD)和转点(ZD)测设，量距和钉桩，测量路线各偏角(α)，测设圆曲线等。2/74§11-2交点和转点测设一、交点测设在路线测设时，应先定出路线导线转折点，称为交点。交点测设方法：

1.放点穿线法：利用图上测图导线点与纸上定线之间角度、距离关系，作为测设数据，将路线导线放于实地上。（1）放点：一条直线应放三个以上暂时点，采取极坐标和支距法。3/74§11-2交点和转点测设一、交点测设1.放点穿线法：（1）放点（2）穿线：用目估或经纬仪，使直线穿过或靠近放出暂时点，最终定出二转折点桩。（3）交点：打“骑马桩”定交点。4/74§11-2交点和转点测设一、交点测设1.放点穿线法2.拨角放线法：依据纸上定线交点坐标，反算直线长度和坐标方位角，以及转角，利用这些数据在现场测设交点。这种方法有累积误差，故每隔一段距离应与测图导线联测校核调整。3.坐标放样法：交点坐标在地形图上确定以后，利用测图导线按全站仪坐标放样法将交点直接放样在地面上。这种方法外业工作更加快，因为利用测图导线放点，故无误差累积现象。5/74§11-2交点和转点测设二、转点测设1.在交点间设转点ZD′为粗略定出转点位置。将经纬仪置于ZD′，用正倒镜分中法延长直线JD5—ZD′于JD6′。若JD6′与JD6重合或量取偏差在路线允许移动范围内，则转点位置即为ZD′，这时应将JD6移至JD6′，并在桩顶上钉上小钉表示交点位置。6/74§11-2交点和转点测设二、转点测设1.在交点间设转点当偏差超出允许范围或JD6不许移动时，则须重新设置转点。设e为ZD′应横向移动距离，仪器在ZD′用视距测量方法测出距离a、b，则将ZD′沿偏差相反方向横移至ZD。将仪器移至ZD，延长直线JD5—ZD看是否经过JD6或偏差小于允许值，不然应再次设置转点，直至符合要求为止。7/74§11-2交点和转点测设二、转点测设1.在交点间设转点2.在延长线上设转点设置似前8/74§11-3路线转角测定和里程桩设置一、路线转角测定转角：交点处后视线延长线与前视线夹角，以α表示。转角有左右之分，位于延长线右侧，为右转角；位于延长线左侧，为左转角。在路线测量中，转角通常是经过观察路线右角（测回法）计算求得。9/74§11-3路线转角测定和里程桩设置一、路线转角测定右角测定方法：采取测回法观；限差要求：高速公路、一级公路限差为20秒以内，二级及二级以下公路限差为60秒以内。夹角分角线测设为了确保测角精度，还须进行路线角度闭合差检核10/74§11-3路线转角测定和里程桩设置二、里程桩设置

从线路起点沿线路经过长度，称为里程；把里程表示为整公里数+不足整公里米数形式以区分线路上不一样点，称为里程桩号，比如：K4+100。1．道路中线测量基本要求

中桩间距表表11-1

直线（m）曲线（m）平原微丘区山岭重丘区不设超高曲线R>6060≥R≥30R<30≤50≤25252010511/74§11-3路线转角测定和里程桩设置二、里程桩设置2．里程桩设置里程桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始，每隔20m或50m设置一桩，加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩,其中关系加桩是指线路上转点(ZD)和交点(JD)桩。12/74§11-3路线转角测定和里程桩设置二、里程桩设置2．里程桩设置

平曲线主点名称及缩写表表11-4

名称简称汉语拼音缩写英语缩写交点JDIP转点ZDTP圆曲线起点直圆点ZYBC圆曲线中点曲中点QZMC圆曲线终点圆直点YZEC公切点GQCP第一缓解曲线起点直缓点ZHTS第一缓解曲线终点缓圆点HYSC第二缓解曲线起点圆缓点YHCS第二缓解曲线终点缓直点HZST13/74§11-4圆曲线测设依据线路偏角α、圆曲线半径R计算测设数据进行放样。测设分两步进行，先测设圆曲线三个主点（直圆点ZY、曲中点QZ和圆直点YZ），再详细测设圆曲线上按要求桩距各副点(中桩点)。14/74§11-4圆曲线测设一、圆曲线测设元素计算15/74§11-4圆曲线测设二、圆曲线主点测设1．主点里程计算

注意：YZ=JD+T-D16/74§11-4圆曲线测设二、圆曲线主点测设例1已知某交点里程为K3+182.76，测得转角，确定圆曲线半径R=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：①计算圆曲线测设元素17/74§11-4圆曲线测设二、圆曲线主点测设例1已知某交点里程为K3+182.76，测得转角，确定圆曲线半径R=300m，求圆曲线测设元素及主点桩里程。解：②计算主点桩里程JD-）TK3+182.7668.71ZY+)LK3+114.05135.09YZ-)L/2K3+249.1467.54QZ+)D/2K3+181.601.16JDK3+182.76（校核）（计算无误）18/74§11-4圆曲线测设二、圆曲线主点测设1．主点里程计算2．主点测设（1）ZY点：将经纬仪置于交点JDi上，望远镜照准后交点JDi-1或此方向上转点，自交点JDi沿此方向量取切线长T，即得圆曲线起点ZY；量取ZY到最近一个直线桩距离与两桩号之差比较，不应超出限值，最终打桩。（2）YZ点：将望远镜照准前交点JDi+1或此方向上转点，往返量取切线长T，得圆曲线终点，打下YZ桩。（3）QZ点：沿分角线方向量取外距E，打下QZ桩。19/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设1．圆曲线测设基本要求详细测设所采取桩距与曲线半径相关，桩距要求见表11-1。设桩通常有两种方法。（1）整桩号法：将曲线上靠近ZY第一个桩桩号凑整成为l0倍数整桩号，然后按桩距l0连续向YZ设桩，这么设桩均为整桩号。(2)整桩距法:从曲线起点和终点开始，分别以桩距l0连续向曲线中点设桩，或从曲线起点，按桩距l0设桩至终点。因为这么设置桩均为零桩号，所以应注意加设百米桩和公里桩。

20/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设2.圆曲线详细测设方法圆曲线详细，最惯用方法有切线支距法、偏角法等。切线支距法切线支距法是以圆曲线起点ZY或终点YZ为坐标原点，以切线为x轴，过原点半径方向为y轴，建立直角坐标。按曲线上各点坐标x、y设置曲线。ＸＹ０ＹＸxy21/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设2.圆曲线详细测设方法切线支距法例2

例1若采取切线支距法并按整桩号法设桩，试计算各桩坐标。22/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设000°00′00″0YZK3+249.140.149.141°44′44″9.14+2401.4129.095°33′55″29.14+2204.0248.929°23′06″49.14+200QZK3+181.603.5145.778°46′33″45.95+1601.1225.924°57′22″25.95+1400.065.951°08′11″5.95+120000°00′00″0ZYK3+114.05（m）（m）圆心角（）

各桩至ZY或YZ曲线长度（li）

桩号

切线支距法计算表23/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设2.圆曲线详细测设方法切线支距法测设步骤①从ZY（或YZ）点开始用钢尺或皮尺沿切线方向量取Pi横坐标xi，得垂足Ni。②在各垂足Ni上用方向架定出垂直方向，量取纵坐标yi，即可定出Pi点。③曲线上各点设置完成后，应量取相邻各桩之间距离，与对应桩号之差作比较，且考虑弧弦差影响，若较差均在限差之内，则曲线测设合格；不然应查明原因，给予纠正。24/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设2.圆曲线详细测设方法(2)偏角法偏角法是以圆曲线起点ZY或终点YZ至曲线任一待定点Pi弦线与切线T之间弦切角（这里称为偏角）和弦长ci来确定点Pi位置。25/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设2.圆曲线详细测设方法(2)偏角法偏角法测设步骤:①在ZY点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘读数配到0°00′00″；②转动照准部到度盘读数为Δ1，从ZY点量取弦长

C1，定出1点；③转动照准部到度盘读数为Δi，从第i－1点量取弦长

Ci，与此方向交出第i点；26/74§11-4圆曲线测设三、圆曲线详细测设3.两种测设方法适用性偏角法不但能够在ZY和YZ点上测设曲线，而且可在QZ点上测设，也可在曲线任一点上测设。它是一个灵活性大，测设精度较高，适用性较强惯用方法。但这种方法存在着测点误差累积缺点，所以宜从曲线两端向中点或自中点向两端测设曲线。切线支距法适合用于平坦开阔地域，含有操作简单，测设方便，测点误差不累积优点，但测设点位精度偏低。27/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设一、缓解曲线1．缓解曲线概念缓解曲线:为了使路线平面线形愈加符合汽车行驶轨迹、离心力逐步改变，确保行车安全和舒适，需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐步改变到圆曲线半径过渡性曲线，此曲线称为缓解曲线。

当前我国公路设计中，以盘旋线作为缓解曲线。28/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设一、缓解曲线2．盘旋线型缓解曲线公式(1)基本公式r-盘旋线上某点曲率半径（m）；l-盘旋线上某点到原点曲线长（m）;c-常数r29/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设一、缓解曲线2．盘旋线型缓解曲线公式(2)切线角公式dl即为缓解曲线全长所正确中心角即切线角，亦称缓解曲线角。

积分得：

30/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设一、缓解曲线2．盘旋线型缓解曲线公式(3)缓解曲线参数方程dlxydydx31/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设一、缓解曲线2．盘旋线型缓解曲线公式(3)缓解曲线参数方程xyx0y032/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设二、带有缓解曲线平曲线主点测设1．内移值p与切线增值q计算xy33/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设二、带有缓解曲线平曲线主点测设2．平曲线测设元素34/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设二、带有缓解曲线平曲线主点测设3．平曲线主点测设35/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设二、带有缓解曲线平曲线主点测设4.主点测设过程：(1)在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘读数配到0°00′00″，在此方向量取TH，定出ZH点；(2)从JD沿切线方向量取TH－XO，然后再从此点沿切线垂直方向量取YO,定出HY点；(3)倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为α，量取TH，定出HZ点；(4)从JD沿切线方向量取TH－XHY，然后再从此点沿切线垂直方向量取YHY,定出YH点；(5)继续转动照准部到度盘读数为（α＋180°）/2，量取EH，定出QZ点。36/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设1．切线支距法(1)计算曲线上各点坐标（1）缓解曲线范围内37/74y§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设1．切线支距法(1)计算曲线上各点坐标缓解曲线范围内圆曲线范围内l38/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设1．切线支距法(2)测设方法①在算出缓解曲线和圆曲线上各点坐标后，即可按圆曲线切线支距法测设方法进行设置。

l39/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设1．切线支距法(2)测设方法②圆曲线上各点亦能够缓圆点HY或圆缓点YH为坐标原点用切线支距法进行测设。Td40/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设2．偏角法(1)偏角法计算41/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设2．偏角法(2)测设过程缓解曲线范围：①在ZH点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘读数配到0°00′00″；②转动照准部到度盘读数为δ1，从ZH点量取分段弦长C，定出1点；③转动照准部到度盘读数为δi，从第i－1点量取分段弦长C，与此方向交出第i点；④另二分之一缓解曲线在HZ点上按一样方法测设。42/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设2．偏角法(2)测设过程圆曲线范围：①在HY点安置经纬仪（对中、整平），后视ZH点，配置水平度盘读数为b0(当路线右转时，将水平度盘读数改配为360°-b0)。②转动照准部使水平度盘读数为0°00′00″，此时望远镜照准方向为HY切线方向，倒转望远镜；③按照圆曲线偏角法进行测设。43/74§11-5带有缓解曲线平曲线测设三、带有缓解曲线平曲线详细测设3．极坐标法极坐标测设基本原理是以控制导线为依据，以角度和距离交会定点。如图所表示，在导线点Ti置仪，后视Ti-1（或Ti+1），待放点为P。图a）为采取夹角J放样法，图b）为采取方位角A放样法。只要算出夹角J或方位角A和置仪点到待放点P距离D，就可在实地放出P点。44/74§11-6虚交点测设定义：虚交是指路线交点JD不能设桩或安置仪器（如JD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抵达，可作为虚交处理。一、单圆曲线虚交测设1．圆外基线法45/74§11-6虚交点测设一、单圆曲线虚交测设1．圆外基线法假如计算出t1、t2出现负值，说明曲线ZY点、YZ点位于辅助点与虚交点之间。依据t1、t2、即可定出曲线ZY点和YZ点。A点里程量出后，曲线主点里程亦可算。T46/74§11-6虚交点测设一、单圆曲线虚交测设1．圆外基线法测设时由ZY和YZ点分别沿切线量出T’得M点和N点，再由M点或N点沿MN或NM方向量T’即得QZ点。曲线主点定出后，即可用切线支距法或偏角法进行曲线详细测设。47/74§11-6虚交点测设一、单圆曲线虚交测设2．切基线法半径R应算至厘米。R算得后，依据R、αA，αB，即可算出两个同半径曲线测设元素T1、L1和T2、L2。48/74§11-6虚交点测设一、单圆曲线虚交测设2．切基线法测设时，由A沿切线方向向后量T1得ZY点，由A沿AB向前量T1得GQ点，由B沿切线方向向前量T2得YZ。QZ点测设亦可按圆外基线法中进述方法测设，或者以GQ点为坐标原点，用切线支距法设置。49/74§11-6虚交点测设二、两端设有缓解曲线虚交测设1．非对称型曲线公式推导50/74§11-6虚交点测设二、两端设有缓解曲线虚交测设1．非对称型曲线公式推导51/74§11-6虚交点测设二、两端设有缓解曲线虚交测设2．两端设有缓解曲线切基线圆曲线半径反算52/74§11-7复曲线测设复曲线是由两个或两个以上不一样半径同向曲线相连而成曲线。一、不设缓解曲线复曲线测设53/74§11-7复曲线测设二、两端设有缓解曲线中间用圆曲线直接连接复曲线测设54/74§11-7复曲线测设二、两端设有缓解曲线中间用圆曲线直接连接复曲线测设55/74§11-8回头曲线测设回头展线是在同一面坡上，作相反方向前进，以克服高差。一、回头曲线要素计算1．转角180°＜α＜360°时56/74§11-8回头曲线测设一、回头曲线要素计算2．当360°≤＜540°时（图11-27）57/74§11-8回头曲线测设二、回头曲线测设若能在现场定出交点，可由交点量T长定出ZH、HZ点。如无交点，在ZH、HZ点附近设置副交点B、C，测出转向角θ1、θ2及BC长度，按此推算BA、CA长度，由BD=T－BA、CE=T－CA,便可在B、C点分别定出ZH、HZ点。也能够按虚交进行处理。58/74§11-9道路中线逐桩坐标计算计算各曲线“切线支距法”测设数据（xi，yi）计算统一坐标系下（X,Y）xyYX59/74§11-9道路中线逐桩坐标计算一、HZi-1点与ZHi点中桩坐标计算XYXY60/74§11-9道路中线逐桩坐标计算二、HZi-1点至ZHi点之间中桩坐标计算XYlXYP61/74§11-9道路中线逐桩坐标计算三、ZHi点到QZi点之间中桩坐标计算XYxyxi

i-1，iyi左偏k＝-1，右偏k＝+162/74§11-9道路中线逐桩坐标计算四、QZi点到HZi点之间中桩坐标计算xy

i，i+1xiyiXY左偏k＝1，右偏k＝-163/74§11-10用全站仪测设道路中线一、导线控制理论与实践已经证实，用全站仪观察高程，假如采取对向（往返）观察，竖直角观察精度m2≤±2″，测距精度不低于（5+5×10-6D）mm，边长控制在0.5km之内，即可到达四等水准限差要求。所以，在导线测量时通常都是观察三维坐标，将高程观察结果作为路线高程控制，以代替路线纵断面测量中基平测量。64/74§11-10用全站仪测设道路中线二、中线测量65/74§11-11用GPSRTK技术测设公路中线一、GPSRTK基本原理RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术组成组合系统，是以载波相位观察量为基础实时差分测量技术。

66/74§11-11用GPSRTK技术测设公路中线二、GPSRTK组成RTK测量系统普通由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。1．GPS接收机RTK测量系统中最少包含两台GPS接收机，其中一台安置在基准站上，另一台或若干台分别安置在不一样流动站上。67/74§11-11用GPSRTK技术测设公路中线二、GPSRTK组成2．数据传输系统数据传输设备是由调制解调器和无线电台组成。在基准站上，利用调制解调器将相关数据进行编码和调制，然后由无线电发射台发射出去。在流动站上利用无线电接收台将其接收，并由解调器将数据解调还原，送入流动站上GPS接收机中进行数据处理。68/74§11-11用GPSRTK技术测设公路中线二、GPSRTK组成3．软件系统实时动态测量软件系统应具备快速解算或动态快速解算整周含糊度、实时解算流动站三维坐标、求解坐标系之间转换参数、进行坐标系统转换、解算结果质量分析与评价、作业模式(静态、准动态、动态等)选择与转换以及测量结果显示与绘图等基本功效。69/74§11-11用GPSRTK技术测设公路中线三、RTK基准站和流动站基本要求1．基准站要求（1）基准站GPS天线周围无高度超出15°障碍物阻挡卫星信号，周围无信号反射物。并要尽可能避开交通要道、过往行人干扰。（2）基准站要远离微波