线路工程测量的任务内容和特点.docx

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线路工程测量的任务内容和特点

线路工程测量的任务、内容及特点

主要内容：

8-1

8-1、线路测量的任务和内容

8-2、新建铁路初期的测量工作

8-3、铁路定测过程中的测量工作

8-4、线路纵横断面测绘

实验二十纵横断面测绘

8-5、曲线测设

8-6、缓和曲线

实验二十一曲线测设〔经纬仪

实验二十二曲线测设〔全站仪

8-7、曲线测设过程中遇到的常见问题解决办法

8-8、线路施工测量

重点：

曲线测设、施工测量、铁路初期测量工作。

难点：

曲线测设。

学习目标：

〔1掌握铁路初期与定测过程中的测量方法

〔2学会纵横断面测量与绘制工作

〔3曲线测设

工程测量学第四十次课教案

8-1、线路测量的任务和内容

一、概述线路工程是指长宽比很大的工程,包括公路、铁路、运河、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在地表,但也有在地下或在空中的,如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等,工程可能延伸十几公里以至几百公里,它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。

相比之下,铁路的工程测量工作较为细致。

因此,在本章叙述中大多以铁路工程为例。

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。

二、线路测量的任务和内容线路测量是为各等级的公路、铁路及各种管道设计及施工提供服务的。

它的任务有两方面：

一是为线路工程的设计提供地形图和断面图,主要是勘测设计阶段的测量工作；二是按设计位置要求将线路敷设于实地,其主要是施工放样的测量工作。

整个线路测量工作包括下列内容：

1、收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料,收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料

2、根据工程要求,利用已有地形图,结合现场勘察,在中小比例尺图上确定规划路线走向,编制比较方案等初步设计。

3、根据设计方案在实地标出线路的基本走向,沿着基本走向进行控制测量,包括平面控制测量和高程控制测量。

4、结合线路工程的需要,沿着基本走向测绘带状地形图或平面图,在指定地点测绘工地地形图〔例如桥位平面图。

测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定。

5、根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上,称为中线测量。

中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。

6、根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。

为线路平面设计和纵坡设计及路基设计提供图纸资料。

纵横断面图的比例尺则依据不同工程的实际要求选定。

7、根据线路工程的详细设计进行施工测量。

由施工设计图纸及有关资料,在实地放样线路工程的边桩、边坡及其它的有关点位指导施工,保证线路工程建设的顺利进行。

8、工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面图和断面图。

线路工程竣工后,对已竣工的工程,要进行竣工验收,测绘竣工平面图和断面图,为工程运营作准备。

在运营阶段,还要监测工程的运营状况,评价工程的安全性

三、线路测量的基本特点

1．全线性测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。

以铁路工程为例,测量工作开始于工程之初,深入于施工的各个点位,铁路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作,当工程结束后,还要进行工程的竣工测量及运营阶段的稳定监测。

2．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。

体现了线路设计和测量之间的阶段性关系。

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。

3．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细的过程,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。

8-2新建铁路初测过程中测量工作

初测阶段是在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。

初测工作在初步设计阶段以前进行,包括插大旗、导线测量、高程测量和地形测量。

一、铁路初测中的大旗组

插大旗具有双重任务：

一方面要选定线路的基本走向,另一方面又要选出导线点的位置。

二、铁路初测中的导线测量

<一>布设导线的基本要求

初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。

导线布设应首先满足这两项基本要求,同时还要便于导线本身的测角和量边。

<二>导线测量方法

水平角测量主要应用J2和J6经纬仪,测量一个测回。

〔两半测回角值允许较差分别为20″和30″边长测量应用光电测距仪往返测量各一测回,每测回读数两次。

<三>导线的检核

《铁路测量技术规程》规定在导线的起讫点以及导线中间,与国家平面控制点或同等精度的其他平面控制点不远于30km时应联测。

联测可采用后方交会、前方交会或侧方交会等方法。

线路测量的平面坐标很难完全采用国家统一坐标,因为采用统一坐标的投影,使导线长度产生变形,而采用实际长度更切合工程设计的使用。

与国家平面控制点联测及闭和导线其角度闭和差应不大于±30″√n,联测计算导线总闭合差时须进行投影换算。

计算导线总闭合差时应将导线测量成果改化到大地水准面和高斯平面上去。

最后用经过改化的坐标增量来计算导线的闭合差。

当附合导线两端点的已知控制点不在同一投影带时,应先将邻带的控制点换算到同一带,然后再进行计算。

三、铁路初测中的水准测量

在铁路初测阶段所进行的水准测量任务有两类：

一是沿线建立高程控制点,为地形测量和以后定测、施工测量、竣工测量等服务；

二是测定导线点的高程。

初测中的水准测量按五等〔等外水准的要求进行。

根据工作目的和精度的不同,水准测量又分为水准点高程测量〔通称基平和中桩高程测量〔通称中平。

<一>基平测量

基平测量的任务是在沿线附近建立水准点并测定其高程。

一般地段每隔约2km设立一点,工程复杂地段每1km设立一点,在300m以上的大桥两端及隧道洞口附近各设立一点。

每段水准路线采用往返观测或两组单程观测。

两组高差不符值应在±30√kmm之内。

水准路线应起始并闭合于国家水准控制点上,线路较长时应与国家水准点联测。

<二>中平测量

中平测量在初测中的任务是测定导线点的高程。

中桩高程测量采用单程水准路线,附合于水准基点。

在地形起伏较大的地段,可采用三角高程测量。

四、铁路初测中的地形测量

铁路初测中的地形测量是测量沿线带状地形图,作为线路设计和方案比较的依据。

比例尺一般为1∶2000,地形简单的地区可用1∶5000,地形复杂的地区使用1∶1000。

测量宽度,在平坦地区为每侧200～300m,丘陵地区为150～200m。

测量方法同一般地形测量的碎部测量。

8-3铁轮定测过程中的测量工作

定测的任务：

是把图纸上设计好的线路中心线<即纸上定线>或在野外实地选定的线路中心线<即现地定线>的位置在地面上标定出来,也就是要把确定线路各直线段的控制点和交点测设到地面。

定测的工作内容：

1.放线测量：

测设各直线段的控制点和交点。

2.中线测量：

详细测设直线段和曲线段。

3.纵横断面测量：

详细测量线路中线上和垂直于线路中线方向上的地面起伏情况。

一、线路平面组成与平面位置的标志

1．线路的平面组成：

由直线和平面曲线组成

线路平面曲线包括：

圆曲线——具有一定半径的圆弧。

缓和曲线——曲率半径逐渐变化的曲线。

2．平面位置的标志

中线桩〔中桩：

表示线路中心位置的木桩〔方桩。

分为

直线：

转点〔ZD、交点〔JD

控制桩

曲线：

直圆点〔ZY、圆直点〔YZ；

直缓点〔ZH、缓圆点〔HY、

圆缓点〔YH、缓直点〔HZ、

曲中点〔QZ、交点〔JD

控制桩需要设置标志桩予以说明。

公里桩

里程桩〔板桩

百米桩

里程是指从线路起点起到该点的距离。

如：

某中线桩的里程为K326+750.89,表示从线路起点起沿中线到该点的距离为326km又750.89m。

Ø加桩〔板桩地形变化和设计需要的位置

直线不远于50米

曲线不远于20米

里程桩的设置:

•里程桩的作用

•标定路线中线的位置和长度

•测量路线纵、横断面的依据

二、放线测量

任务：

将线路中线直线部分的控制桩〔JD,ZD测设到地面上。

穿线放线法

常用方法拨角放线法

极坐标法

1、穿线法放线<支距法>

穿线法放线就是先根据初测导线测设出线路直线上必要的转点,然后用经纬仪检查这些标定点是否在一条直线上,并延长相邻两直线得到直线的交点,从而达到定线的目的。

放线的步骤：

<1>室内选点。

<2>计算标定要素。

<3>现场放线。

<4>穿线。

<5>确定交点。

穿线法放线的特点

<1>每一条直线是根据初测的导线独立放出的,一条直线的误差不会影响到下一条直线,测量误差不会积累,精度比较均匀。

<2>适用于地形起伏较大、直线端点通视不良的地段。

<3>要求设计路线与初测导线相距较近,如很远,将影响放线精度和效率。

<4>步骤多,工序较复杂,工效较低。

2、拨角法放线

拨角法放线是根据纸上定线先计算出各交点的转向角和相邻交点间的距离,然后在野外按照标定要素依次测设各交点。

图中C1、C2、…为初测导线点,JD1、JD2、JD3······为纸上定线的各直线交点。

其测设的步骤为:

<1>计算标定要素β0、S0、β1、S1、···等。

<2>现场放线。

首先根据标定要素定出线路交点JD1；然后在JD1点设站,根据标定要素得到交点JD2,同时测设直线上的中线桩、转点桩等；接下来将仪器搬到JD2点,根据标定要素得到交点JD3点,如此继续下去。

<3>连续测设3～5km后与初测导线附合一次,进行检查。

若导线的相对闭合差在允许的范围〔k≤1/2000,一般不进行调整,但需通过平差计算得到JD4′新的坐标,再以JD4′为新的起点,重新计算JD4′与JD5的长度及在JD4′的拨角、JD5的拨角。

然后按上述计算数据放样以后各点。

若导线的相对闭合差超限,应检查不闭合的原因,并予以纠正。

3、极坐标法放线

仪器：

全站仪、测距仪

优点：

精度高、速度快、劳动强度低。

主要工作：

计算放线资料、现场放线、现场检核等内容。

8-4线路纵横断面测绘

一、线路纵断面测量

任务：

测定线路中线上所有桩点〔中桩的地面高程并绘制纵断面图,供纵断面设计使用。

1.方法：

水准测量

三角高程测量

均应起闭于水准点,构成附合路线,闭合差的限差为30〔mm。

L—为附合路线的长度,以km计。

水准测量：

〔一基平测量-------控制测量〔同四等水准测量

〔二中平测量-------逐个测定中桩的地面高程。

2、路线纵断面测量：

〔1纵断面图的绘制

〔2加桩在所有加桩和百米桩处绘制竖线,竖线旁的数字表示该桩到上一百米桩的距离。

〔3地面标高依次标注所有中线桩的地面高程。

〔4设计坡度竖线表示变坡点的位置,斜线表示坡度的方向,斜线上方的数字表示坡度的千分率〔‰,斜线下方的数字表示坡段长度。

〔5路肩设计标高即设计的路基肩部标高。

根据变坡的路肩标高和设计坡度,计算出所有位于该坡段上的中桩处的路肩设计标高,并标注在该栏内。

〔6工程地质特性根据地质调查或钻探结果填写沿线地质情况。

〔7线路平面

中央直线表示线路的直线段

上凸折线表示线路向右转曲线

下凸折线表示线路向左转曲线

折线中间水平线表示圆曲线

两端的斜线表示缓和曲线。

曲线起终点的里程只标志百米以下的尾数,即该点到上一百米桩的距离。

〔8连续里程指消除了断链以后,从线路起点开始连续计算的里程。

用短竖线表示公里标的位置,其下的数字表示公里数,短线左侧的数字表示公里标到上一个相邻百米桩的距离。

二、线路横断面测量

任务：

测定线路中线桩两侧一定范围的地面起伏形状,并绘制横断面图供路基断面设计、路基土石方量计算或路基边坡放样使用。

<1>横断面测量的密度和宽度

a.密度：

所有中线桩均应施测。

工程集中地段和地质不良地段应加测。

b.宽度：

以填挖高度为主,能满足横断面设计的需要。

<2>横断面的方向

直线段:

与中线垂直

曲线段：

曲线的法线方向,即半径方向。

常用仪器：

经纬仪

工具:

方向架〔木制十字架

a.直线段中线桩横断面方向的确定：

b.曲线段中线桩横断面方向的确定

<3>横断面测量的方法

实质：

测定横断面方向上地面坡度变化点相对于中桩的水平距离和高差。

a.水准仪法:

地势平坦、通视良好的地段。

安置一次仪器可测绘多个横断面。

横断面方向：

方向架

水平距离：

皮尺丈量

高差：

水准仪测定

b.经纬仪视距法

地形起伏较大,不便于丈量距离的地段。

仪器：

经纬仪〔安置在中桩上

方法：

视距测量

优点：

速度快〔常用方法

c.任意点光电测距法

仪器：

光电测距仪/全站仪〔安置在任意点

优点：

精度高速度快

安置一次仪器可测量多个断面如有袖珍计算机配合计算,将能充分发挥光电测距的优势。

采用光电三角高程方法时,中桩高程测量可与中桩位置测设同时进行。

观测原理：

安置仪器于点T,将棱镜安置在中线桩O点：

照准后将水平度盘设置为0°00′00″,测定T到O的水平距离s0和高差hTO；再将棱镜安置在横断面方向上

的i点,测定水平角βi、水平距离si、高差hTi,设棱镜高为v,仪器高为i,测站高程为HT,则：

断面点高程Hi＝HT+hTi+i–v

中桩高程H0＝HT+hT0+i–v

两式相减得观测点i相对于中桩的高差：

hi=Hi–H0=hTi–hT0

而测点i相对于中桩的水平距离li由余弦定理：

4．横断面测量的精度要求

铁路和一级公路检测时的限差：

高程±〔m

距离±

〔m

二级～四级公路的检测限差：

高程±

〔m

距离±〔m

h：

检测点相对于中桩的高差

l：

检测点至中桩的水平距离。

工程测量学第四十一次课实验

工程测量学第四十二次课教案

8-5曲线测设

在线路转向处<两条直线相交处>应设置平面曲线。

线路的平面曲线有圆曲线、缓和曲线和回头曲线等。

圆曲线又分为单曲线和复曲线两种。

在变坡点处,必须用曲线连接不同坡度,此种曲线称为竖曲线。

一、圆曲线的测设

圆曲线测设分两步,首先测设曲线的主点,即直圆点、曲线中点和圆直点。

然后进行曲线的详细测设,即在曲线上每相距10m或20m测设一个曲线桩。

一>圆曲线主点标定要素及其计算

圆曲线的半径R、线路转向角α、切线长T、曲线长L、外矢距E及切曲差q等称为圆曲线的标定要素。

<二>圆曲线主点里程的计算

〔四圆曲线主点的详细测设

曲线详细测设：

按一定的密度对曲线进行加密点测设,以详细标定出曲线的平面形状。

铁路:

缓和曲线每隔10m

圆曲线20m整桩

公路无论缓和曲线或圆曲线均设置20m整桩

特殊情况：

如果设计需要或在地形变化处另设整米加桩。

7-6缓和曲线

一、缓和曲线的概念与性质

1、概念：

缓和曲线直线与圆曲线之间的一段过渡曲线

2、性质：

二、缓和曲线的方程

1、缓和曲线坐标系

原点：

ZH〔HZ。

X轴正向：

沿切线指向JD。

Y轴正向：

过原点与切线垂

直,指向内侧。

四、曲线综合要素计算及主点测设

〔二曲线综合要素计算

工程测量学第四十三次课实验

工程测量学第四十四次课实验

工程测量学第四十五次课教案

8-7曲线测设中常见问题处理方法

一、副交点的测设

交点可能落在无法测设的地方。

〔地物地形限制

交点距中线较远,不便测设。

〔转向角较大

3、弦线法

利用弦线和弦切角的关系确定圆曲线主点的方法。

如右图所示：

EF、GH是两条中线的直线段,AB弧是设计的圆曲线。

1在EF段中初定A点,在GH段中初定B点；

2分别在A、B点安置经纬仪测量∠EAB、∠ABG；

3调整点位,确定圆曲线的起、终点。

设初设的B点位置不准确,

用B′表示,这时所测的角

∠EAB′＞∠AB′G

则：

α=∠EAB′+∠AB′G

αA=〔∠EAB′+∠AB′G/2

在A点安置经纬仪,以AE为起始方向,拨αA,这时经

纬仪的视准轴的方向与GH段的交点就是B点的正确位置。

调整结果：

A点为圆曲线的起点,B点为圆曲线的终点。

测量AB长度,求圆曲线半径R,即：

§8-8　线路施工测量

任务：

测设中桩、边桩等各种桩点,为

线路施工提供依据。

内容：

线路施工复测

设置护桩

路基边坡放样

路基竣工测量

一、线路施工复测

施工开始前,检查恢复定测桩点。

目的：

恢复定测桩点

检查定测质量

工作内容：

恢复控制桩点线路转向角观测

中线测量曲线测设

基平测量中平测量

〔应尽量按定测桩点进行

X施工复测的精度与定测相同

X当复测与定测成果的不符值在允许范围内时,应采用定测成果。

X复测成果与定测成果的不符值超限时,应再作复测,当确认定测资料精度不符合规定时,应改动定测成果。

为了施工方便,在施工复测时也要：

⎰增设一些水准点

⎰适当增加中线桩和横断面的密度

平坦地段50m/个

起伏较大的地段20m/个

〔测量精度与定测相同

二、护桩设置

在施工范围以外的稳固地方另外设置一些桩点,与被保护的控制桩构成一定的关系,一旦控制桩被破坏,可根据这些桩点用简单的方法恢复。

护桩应根据控制桩周围的地形、地物条件,按图所示的其中一种形式进行布置。

三、路基边桩测设

目的：

根据路基的设计横断面和中桩位置,在

地面上标定出路基填挖边界〔即路堤的

坡脚线和路堑的坡顶线,以便根据边

桩确定路基填筑或开挖的范围。

方法:

计算法、图解法、试探法。

1．计算法

如果地面平坦,中桩到边桩的距离为

b—路堤顶面或路堑底面〔含侧沟和平台的宽度；

m—路基边坡系数；

H—路基填挖高度；

2．图解法

地势比较平坦,横断面测绘精度较高。

可以在路基横断面设计图上直接量取中桩到边桩的距离,然后在现场进行放样。

3.试探法

地面横向坡度起伏较大,两侧边桩到中桩的距离相差较大时使用。

具体作法：

路堤：

先估计边桩大致位置1点处〔上坡测出水平距离D1′,高差h1

路基面到1点的高差为H–h1,在此高差时,中桩到边桩的水平距离应为