1、线路工程测量主讲人：张杰胜课 时：一小时本课程重点介绍路线工程测量中常用的测量方法，包括选线、中线测量、曲线测设、基平、中平、纵横断面绘制以及线路施工测量。一. 路线测量概述路线测量包括路线勘测设计测量路线勘测设计测量和道路施工道路施工测量测量。1 、路线勘测设计测量路线勘测设计一般分为初测和定测两个阶段。初测阶段的任务是：沿路线可能经过的范围内布设导线，测量路线带状地形图路线带状地形图和纵断面纵断面图图，收集沿线地质、水文等资料，作纸上定线或现场定线，编制比较方案，为初步设计提供依据。定测阶段的任务是：在选定设计方案的路线上进行路线中线、高程、横断面、纵断面、桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保
2、护等测量和资料调查，为施工图设计提供资料施工图设计提供资料。2 、道路施工测量道路设计完成后，需要按照设计图纸测设或恢复道路中线恢复道路中线、测设路基边桩测设路基边桩和竖曲线竖曲线；工程逐项完工后进行竣工验收测量，为工程竣工后的使用和养护提供基础资料。二、 路线中线测量路线中线测量是将路线设计中心线测设在实地上。路线中线的平面线形由直线和曲线组成，曲线又由圆曲线和缓和曲线组成，如图所示： ZD图11-1 路线中线ZYZDZHRQZJD1YZQZLJD2HYYHHZ中线测量的主要工作是：测设中线交点JD和转点ZD、量距和钉桩、测量转点上的转角、测设曲线等。上图中的JD、ZD等为公路测量符号。测量
3、符号可采用英文字母或汉语拼音字母表示，但同一工程只用一种符号。1、路线交点的测设纸上定线完成后，应将图上确定的路线交点位置标定到实地。1.1交点的测设 DD545DD4JD5DDD3图11-2 测设交点（b）根据导线点测设交点26.7817.52JD514.37（a）根据地物测设交点（1）根据地物的关系测设交点，如图所示，交点JD5的位置已经在地形图上选定，在图上量得该点至两房角和电线杆的距离，在现场用距离交会法测设JD5。 DD545DD4JD5DDD3图11-2 测设交点（b）根据导线点测设交点26.7817.52JD514.37（a）根据地物测设交点如图，根据导线点测设交点根据导线点的坐
4、标和交点设计坐标，计算出测设数据，用极坐标法、距离交会法或角度交会法或角度交会法测设交点交会法测设交点。如图所示，根据导线点DD4、DD5和JD5三个点的坐标，计算出导线边的方位角和DD4到JD5的平距D和方位角,用极坐标法测设JD5。1.2 路线转角的测定路线在转折点处改变其方向，改变后的方向与原方向之间的水平夹角称为转角，亦称偏偏角角。转角又分为右转角和左转角，如图所示，当180时为右转角，表示路线向右偏转；18为左转角，表示路线向左偏转。 JD1路线前进方向LJD2R121.3 设置里程桩和控制桩路线中线上设置里程桩的作用是：标定线路中线的位置和长度，它也是施测路线纵横断面的依据。设置里
5、程桩的工作主要是定线、定线、量距和钉桩量距和钉桩。距离测量可以用钢尺或测距仪，等级较低的也可以用皮尺。里程桩分为整桩整桩和加桩加桩两种。如下图所示，自路线起点开始，沿中线用经纬仪或花杆定线，每隔20 m（铁路、公路等较长的线路则每隔50 m或100 m）及其整倍数用钢尺丈量距离，这样设置的里程桩，称为整桩。在整桩之间如遇有坡度变化较大或重要地物的地方要增加桩点，在这样里设置的里程桩，称为加桩加桩。木桩要与地表齐平，在旁边另打一副桩。里程桩都要以路线起点到该桩的距离进行编号。标定线路的起点、终点、交点JD、直线转点ZD的桩称为控制桩。控制桩用桩顶边长46cm、桩长3040cm的方桩制作。控制桩桩
6、顶与地面齐平，并钉上一小钉表示它精确的点位。 (a)(b)(c)2.5 cm(d)(e)K1+200K2+345.6 涵YZ K3+345.786 cm6 cm40 cm40 cm6 cm为了便于寻找，在线路的前进方向左侧（曲线地段在外侧），距控制桩约50cm处打一标志桩，标志桩用宽610cm的板桩制成，上面要标明点的名称编号及里程。里程桩和控制桩分别如下图所示：三、圆曲线测设 当路线由一个方向转向另一个方向时，常用曲线进行连接。曲线的形式较多，其中圆曲圆曲线是最基本的平面曲线线是最基本的平面曲线，如图所示。圆曲线的测设工作分两个步骤。先测设曲线的主点（ZY、QZ、YZ），再依据主点测设曲线上
7、每隔一定距离的里程桩，以详细标定曲线位置。单击查看图片 圆心 O QZ曲线中点切线长 T曲线起点 ZY曲线半径 R曲线长 L曲线终点 YZ 转角外距 ET交点JD/2 JD JD：交点，即两直线相交的点：交点，即两直线相交的点 ZY ZY：直圆点，按线路前进方向：直圆点，按线路前进方向由直线进入圆曲线的分界点由直线进入圆曲线的分界点 QZ QZ：曲中点，为圆曲线的中点：曲中点，为圆曲线的中点 YZ YZ：圆直点，按线路前进方向：圆直点，按线路前进方向由圆曲线进入直线的分界点由圆曲线进入直线的分界点 T T：切线长，为交点到：切线长，为交点到ZYZY或或YZYZ点的长度点的长度 L L：曲线长，
8、为圆曲线的长度：曲线长，为圆曲线的长度 E E：外矢距，为：外矢距，为JDJD到到QZQZ的距离的距离 ：转向角，分左偏和右偏：转向角，分左偏和右偏1、圆曲线主点测设（1）主点测设元素的计算圆曲线的起点ZY、曲线的中点QZ、圆曲线的终点YZ总称为圆曲线的主点。应根据图上标注的偏角偏角转角转角和设计曲线半径R，用下式计算圆曲线的切线长T、曲线长L、处距E及切曲差q。LTqRRERaLRT212cos112sec1802tan2、主点桩号计算曲线主点ZY，QZ，YZ的桩号根据JD桩号和曲线测设元素计算，计算公式为：ZY ZY 桩号桩号 = JD = JD 桩号桩号 - T - TQZ QZ 桩号桩
9、号 = ZY = ZY 桩号桩号 + L/2 + L/2 YZ YZ 桩号桩号 = ZY = ZY 桩号桩号 + L + L 【例1】设JD桩号为K2+522.31m若=1049，设计曲线半径为R=1 200 m，求曲线测设元素及圆曲线起点ZY、曲线中点QZ和圆曲线终点YZ的桩号？解】按下式计算可得： 圆曲线起点ZY桩号=K2+522.31-113.61 =K2+408.70曲线中点QZ桩号= K2+408.70+226.54/2 =K2+521.97圆曲线终点YZ的桩号= K2+408.70+226.54 =K2+635.2454.22661.113237. 5124910sec120054
10、.2261804910120061.11324910tan1200qmEmLmT3、圆曲线的主点放样测设曲线起点ZY和终点YZ。将经纬仪安置在JD桩上，以线路两个方向的交点或转战定向，自JD点起沿两视线方向分别量出切线长T，钉下曲线起点桩ZY和曲线终点桩YZ。测设曲线的中点。以ZY点为后视点，测设角度（180-）/2得分角线方向。沿此方向，自交点JD量出外距E，钉下曲线中点桩QZ。4圆曲线细部点的测设测设圆曲线细部点的方法很多，这里介绍最常用的偏角法偏角法和弦线支距法弦线支距法，还有目前最常用的全站仪法全站仪法。（1 1）偏角法）偏角法偏角法测设圆曲线是以曲线起点曲线起点ZYZY或终点或终点Y
11、ZYZ站站作为测站，计算出测站至曲线上任一细部点的弦线与切线的夹角以及弦长，据此确定细部点的位置，如下图所示：单击查看图片 JDYZ31+3451+2111ZY1+2曲线上1点的里程桩，一般是整桩，其桩号减去ZY桩号得其弧长，根据弧长计算出圆心角，从而得出弦切角弦切角，根据已知半径R计算出其弦长1。曲线上2、3、4各细部点都是整桩，其相邻点的弦长和弦切角都是相等的。第1点采用极坐标法测设出，2、3、4各细部点采用角度和距离交会角度和距离交会测设出。将经纬仪安置在曲线起点ZY上，照准JD设置水平度盘读数为00000，转动照准部，当水平度盘读数为1时，在视线方向自ZY量取1，钉桩得出1点位置；在此
12、基础上继续转动照准部，将角度值增加一个，得出视线方向，将钢尺零点对准1点，以弦长为半径，把钢尺止于经纬仪方向线上，定出2点；同法定出以后的3、4各细部点细部点。（2）弦线支距法弦线支距法是一种直角坐标法，适用于测设适用于测设不需按里程定桩的建筑物圆曲线不需按里程定桩的建筑物圆曲线。如图所示，设圆曲线的起点为A，终点为B，半径为R。放样时，量出AB的长度D，取其中点Q作为坐标原点。按下式算出Q点对圆心的距离K，即：222DRK在Q点定出AB的中垂线，沿垂线量取一段平距等于R减K，即定出曲线的中点曲线的中点M M。如果弦线上量距不方便，可以在曲线中点M作一条切线代替弦线切线代替弦线，此法叫做切线支
13、距法切线支距法，以M为坐标原点。这时为了定出曲线左右两段上的点位，可以先在弦线上任选一些点，设某点至中点Q的平距为xi，则从该点沿垂直于AB的方向量出一段平距yi，即可定一个相应的曲线点。 AOBMRNKxiyiyiKXRyii2222IiXRRy（3）全站仪法随着科学技术的不断进步，测量水平也在飞速提升，目前在施工的过程中，所有的测量放样都是采用全站仪直接放样，即利用全站仪建站，计算出待放样点的坐标，输入仪器，便可放样。v圆曲线上任意一点的坐标计算圆曲线上任意一点的坐标计算由于曲线上的坐标公式比较复杂，为了方便，一般建立以ZH点为坐标原点，ZH点切线方向为正北方向的一直角坐标系，求出坐标后再
14、利用坐标系间的转换公式转换为施工中的当地坐标。具体的计算过程如下：具体的计算过程如下：00iiii180l -lp) cos- 1 (ymsin xRRR）（这里的X,Y为圆曲线上任意一点在切线坐标系中的切线坐标系中的坐标坐标。lili是曲线上任意一点到直缓点的长度，l。是缓和曲线的长度。 是缓和曲线角，即HY点的切线与ZH点的切线交角，亦即圆曲线一端延长部分所对应的圆心角。0RRR24lp240l-2lm1802l020000其计算公式如下：m m是切垂距切垂距，即ZH点到由圆心o向切线所作垂线的垂足距离。p p是圆曲线内移量圆曲线内移量，为垂线垂线长于圆曲线半径R之差。四、缓和曲线的测设为
15、缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失，需要在直线（超高为 0 ）与圆曲线（超高为 h ）之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线（使超高由 0 变为 h ），此曲线为缓和曲线缓和曲线。主要有回旋线回旋线、三次抛物线三次抛物线及双纽线双纽线。1 、概念 2、回旋型缓和曲线基本公式 已知：缓和曲线上任一点离ZH点的长度：li 圆曲线的半径：R 缓和曲线的长度：l。RR24lp240l-2lm0200缓和曲线是在不改变直线段方向和保持圆曲缓和曲线是在不改变直线段方向和保持圆曲线半径不变的条件下插到直线段和圆曲线之线半径不变的条件下插到直线段和圆曲线之间这样使圆曲线沿切线方向，
16、向里移动距离间这样使圆曲线沿切线方向，向里移动距离P P，称为内移距，插入缓和曲线后圆曲线长度变短称为内移距，插入缓和曲线后圆曲线长度变短了，如下图：了，如下图：m、p的公式如下：l。是缓和曲线的长度。LTRPRERlLLPRT2q-2sec)(l2180)2(2m2tan)(0000y现将缓和曲线要素计算公式一一列出如下：RRR24lp240l-2lm1802l020000根据坐标计算公式算出缓和曲线上任意一点任意一点的坐标后，可直接利用全站仪进行放样。在这里我们可以看到m、p、。、。这些都是缓和曲线的常数，其中。=。/3,。又叫缓和曲线的总偏角，坐标计算近似公式如下。03i205iiil6
17、lyil40l-lx2RR当li=l。时，即为HY点的坐标。例：已知线路某转点ZD的里程为K26+532.18，ZD沿里程增加方向到JD的距离为D=263.46m，该JD处设计时速选配的圆曲线半径R=500m，缓和曲线长l。=60m，实测转向角为283620，试计算曲线要素并推算各主点里程。解：（1）先根据上述的各个公式计算缓和曲线常数：。=32616，。=1 08 45，p=0.300m，m=29.996m由上述要素计算计算曲线要素如下：T=157.55m,L=309.63m，E。=16.30m，q=5.47m （2）主点里程推算ZD K26+532.18+(D-T) 105.91ZH K2
18、6+638.09+l。 60HY K26+698.09+（L-2l。）/2 94.815QZ K26+792.905+（L-2l。）/2 94.815YH K26+887.72+l。 60HZ K26+947.72五、纵、横断面水准测量纵断面水准测量又称为路线水准测量路线水准测量，它的任务是测定中线上各里程桩（简称中桩）的地面高程，绘制纵断面图，供线路纵坡设计线路纵坡设计用。横断面测量是测定各中桩两侧垂直于中线的地面高程，绘制横断面图，供线路断面设计、计算土石方量及施工时边桩放样用。为了保证成果的精度和检核的需要，根据“由整体到局部”的测量原则。下面我们先简单介绍下竖曲线上的高程计算已知：第一
19、坡度：i1(上坡为 ，下坡为 )第二坡度：i2(上坡为 ，下坡为 )变坡点桩号：SZ变坡点高程：HZ竖曲线的切线长度：T待求点桩号：S 纵断面测量一般分两步进行：一是高程控制测量(也称基平测量基平测量)，即沿路线方向设置水准点，使用水准测量的方法测量点位的高程；再是中桩高程测量(也称中平测量中平测量)，即利用基平测量布设的水准点，分段进行附合水准测量，测定各里程桩的地面高程。1、 纵断面水准测量（1）基平测量线路较长时，在进行纵断面水准测量之前，应先沿线路每隔12 km设置一个固定水准点，300 m左右设置一个临时水准点。水准点的位置离线路中心不应太远，水准测量的精度应满足有关规范规定的要求。
20、基平测量的方法 （1）路线附合水准路线（2）仪器 水准仪不低于 DS3 精度 全站仪竖直角观测精度不大于22 ， 标称精度不低于（ 5+55+51010-6-6D D）mm（3）测量要求 水准测量一般按三、四等水准测量三、四等水准测量规范进行。 如：要进行往返测，闭合差不超过 mm 三角高程测量一般采用全站仪三角高程 测量（四等）规范进行。 （2）中平测量中平测量是以两个相邻水准点为一测段，从一个水准点出发，逐个测定中桩的地面高程，附合到下一个水准点上。测量时，在每一测站上首先读取后、前两转点TP的尺上读数，再读取两转点间两转点间所有中桩地面点的尺上读数，这些点称为中间点。中间点的立尺由后视点
21、立尺人员来完成。如下图所示，起点编号为0+000以后各整桩的编号依次为0+050、0+100、，到1 km处的整桩编号就是K1+000（加号前为公里数，加号后为米数），加桩编号也与此相同，编编号用红油漆写在副桩上号用红油漆写在副桩上。 0+2400+2000+221TP20+1600+180TP10+1080+1000+1200+1400+0000+050图11-9 中平测量 BM1水准仪置于站，后视水准点BMl，前视转点TP1，将观测结果分别记入表中；然后观测BM1且与TP1间的各个中桩，将后视点BM1上的水准尺依次立于0+000，+050，+140等各中桩地面上，将读数分别记入表1中。高速
22、公路、一级公路： （mm）； 二级及以下公路： (mm)。完成了一个测段的纵断面水准测量后，要根据观测数据进行以下计算工作：高差闭合差的计算与调整。高差闭合差应满足如下要求： 为了提高观测速度，各中桩的读数，只要读到厘米即可。仪器搬至站，后视转点TP1，前视转点TP2，然后观测竖立于各中桩点上的水准标尺。用同法继续向前观测，直至附合到水准点BM2，完成此测段的观测工作。 ( 3 )高程计算 根据改正后的高差，推算出各转点的高程。用视线高程法计算中间点的高程。后视点高程加上第二次仪器高度时的后视读数，即得各测站的视线高程。各测站视线高程减中间前视读数，得各中间点的高程。 纵断面的绘制纵断面的绘制
23、如符合要求，则将高差闭合差用相反符号，平均分配各测站的高差中去，并求出改正后的高差。2、纵断面图的绘制纵断面水准测量各桩点的高程计算出来以后，即可在毫米方格纸上绘制纵断面图。绘制纵断面图时，以里程为横坐标，高程为纵坐标。为了更明显地表示出沿线路的地面高程变化情况，高程比例尺一般比水平距离比例尺大高程比例尺一般比水平距离比例尺大10102020倍倍。绘制方法如下图。（1）在方格适当位置绘制水平线，水平线以下绘出坡度与距离、设计高程、地面高程、桩号及直线与曲线。水平线上描绘纵断面图水平线上描绘纵断面图。 0.3912.8912.500+00012桩号直线与曲线地面高程填挖土挖填坡度与距离10设计高
24、程1116141315T=113.78 mJD =0+221.700+0500.5912.610+10010+1080+1200.0113.890.530 5813.4813.601.413.2013.9018014.0114.18L=226.90 m =10500.400.700+1600+1400+18015.1415.160.1814.84R0+2000+2210+2400.1414.650.3114.460.3314.6014.7414.4615.0214.511.258014.7714.270+050左侧电杆右1mBM1高程12.3140.3014.3214.020+3840.031
25、3.990+3200.06E=5.39 mR=1200 m0+2600+2800+3000.0114.0814.010.0214.000+3500+3350.4313.590.2313.7914.0214.0214.0214.0214.0214014.0200.310.350+3910+40014.3314.3714.0214.020+400右侧20m石桥BM2高程14.618（2）自水平线的左端点开始，根据水平距离比例尺，定出各桩点的位置，并填写桩号、桩点间距离及相应的地面高程。（3）根据中桩手簿绘出线路平面图。（4）在水平线的左端点处作垂线，按选定的 高程比例尺进行高程注记。注记高程时，应
26、 选择一个适当的高程作为起始高程。然后根 据各桩点的地面高程和里程定出断面点，把 相邻的断面点用直线相连相邻的断面点用直线相连，即得线路的纵断 面图。 纵断面绘好以后，可在纵断面上进行线路设 计，将设计坡度和设计高程填入相应栏内，并将设计线绘在纵面图上。3、横断面水准测量横断面测量的宽度须视工程的需要而定，对于道路和管道工程，一般向两侧各测出2030 m。横断面方向可用下图十字架定出。在横断面上应选择地面坡度变化较显著的点作为断面点。断面点到中线的距离可用皮尺丈量，高程用水准仪根据中线桩点高程用视线高程法测定。目前大都数采用全站仪来确定横断面的方向，极大的节约工作成本和提高了工作效率。 abc
27、abc中线方向abb横向a 0+05013.202.351.841.801.091.091.680.440.1420.012.711.29.16.812.220.0方向架测设直线方向架测设直线水准仪测横断面水准仪测横断面4、横断面的绘制一般采用1:100或1:200的比例尺绘制横断面。根据横断面测量得到的各点间的平距和高差数据，在计算纸上绘出各中桩的横断面图。如下图细实线所示，绘制时，先标定中桩位置，由中桩开始，逐一将特征点画在图上，再直接连接相邻点，即绘出横断面的地面线横断面的地面线。 0+05013.20设计断面线原始地面线道路中垂线横断面图画好后，经路基设计，先在透明纸上按与横断面图相同
28、的比例尺分别绘出路堑、路堤、和半填半挖的路基设计线，称为标准标准断面断面，然后按纵断面图上该中桩的设计高程把标准断面图套在实测的横断面图上，也可将路基断面设计线直接画在横断面图上，绘制成路基断面图，该项工作俗称“戴帽子戴帽子”。 上图粗实线所示为半填半挖的路基断面图。根据横断面的填、挖面积及相邻中桩的桩号，可以算出施工的土石方量。六、路线施工测量路线施工测量的主要工作包括：恢复道路中恢复道路中线线，测设施工控制桩测设施工控制桩、路基边桩路基边桩和竖曲线竖曲线。从路线勘测，经过道路工程设计到开始道路施工这段时间里，往往有一部分道路中线桩点被碰动或丢失。为了确保路线中线位置的正确无误，施工前，应进
29、行一次复核测量，将已经丢失或碰动过的交点桩、里程桩等恢复和校正好，其方法与中线测量相同。其余各项路线施工测量工作介绍如下。1施工控制桩的测设由于路线中线桩在施工中要被挖掉或堆埋，为了在施工中控制中线位置，需要在不易受施工破坏、便于引测、易于保存桩位的地方测设施工控制桩，其方法如下：（1) 平行线法在设计的路基宽度以外，测设两排平行于中线的施工控制桩，如图所示。控制桩的间距一般取一般取101020 m20 m。 K1+100K1+120K1+140K1+160施工控制桩路边线中心线路边线（2）延长线法在路线转折处的中线延长线上以及曲线中点QZ至交点JD的延长线上测设施工控制桩，如图所示。量出控制桩至交点的距离并记录。 ZYZYYZYZQZQZJDJD11112222护桩护桩平行线法平行线法延长线法延长线法2路基边桩的测设路基施工前，要将设计路基的边坡与原地面设计路基的边坡与原地面相交的点相交的点测设出来。该点对于设计路堤为坡脚点坡脚点，对于设计路堑为坡顶点坡顶点。路基边桩的位置按填土高度或挖土深度、边坡设计坡度及横断面的地形情况而定。具体的测设方法将在接下来的 详细阐述，在这就不在说明。路基工程测量路基工程测量
