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第十二章
铁路及公路线路测量
本 章 要 点
1、新线初测; (重点)
2、新线定测 ; (难点)
3、线路施工测量。 (重点)
2
本 章 提 要
本章主要介绍铁路及公路线路测量的内容
和方法 。
介绍铁路测量中的新线初测, 定测 。
详细讨论在新线初测中如何进行导线测
量, 高程测量和带状地形图的测绘
详细讨论在定测中怎样进行线路中线测
量, 线路高程及纵横断面测量,
介绍公路线路的测量工作 。
3
目 录
§ 12—1 铁路线路测量概述 …………………4
§ 12—2 新线初测 ………………… …………………8
§ 12—3 新线定测 ……………… …………………29
§ 12-4 线路施工测量 ………………… ………69
§ 12-6 公路线路测量 ………………… …………
§ 12-7 公路 施工 测量 ………………… ……………
4
§ 12—1 铁路线路测量概述
线路测量:是指铁路、公路、管道等线状构筑物在勘测、
设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作 。
1,铁路线路勘测的目的是:
为铁路的设计搜集所需资料 ( 地形图, 水文, 地质, 气象,
地震等方面的资料 ) 。
2,新建铁路建设不同阶段的测量工作:
( 1) 初步方案研究阶段
为初步方案研究阶段提供中, 小比例尺地形图, 设计人员根
据线路等级, 限制坡度, 牵引种类, 运输能力等重要技术标
准在图上 选线, 并提出多个方案 ( 如 1,5地形图上选线 ) 。
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选线,经过室内研究, 分析和对比,在线路的起, 终点之间找
出在 平面上直而短, 在立面上坡度小的线路位置,以保证所选线
路和工程在经济上合理, 技术上可行 。
( 2) 初步设计阶段 —进行初测
初测的 主要任务,是为初步设计提供详细的地面资料 —大比例尺
带状地形图 ( 多个方案的 ) 。
初步设计主要任务,在提供的带状地形图上选定线路中心线的
位置,经过经济, 技术比较推荐一个最佳方案;同时要确定线路
的主要技术标准, 如线路等级, 限制坡度, 最小半径等 。
( 3) 施工图设计阶段 —进行定测
定测主要任务:
将选定的线路中线测设到地面上去,
进行线路的纵断面和横断面测量;
对个别工程还要测绘大比例尺的工点地形图 。
6
施工图设计是根据定测所取得的资料,对线路的高低位置,
路基, 和路堑的断面, 桥涵, 隧道, 车站, 档土墙等做出设
计,并提供工程数量和施工图预算 。
( 3) 在施工阶段 ——施工测量
施工测量的内容:
复测;
施工控制测量;
施工测量;
峻工测量等 。
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§ 12—2 新线初测
线路初测工作内容:
选点插旗 ( 插大旗 )
导线测量 (为地形图做平面控制, 定测放线的依据 )
高程测量:建立线路高程控制点和进行图根高程
控制 。
测绘带状地形图 。
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一、选点插旗 (插大旗)
将在中, 小比例尺地形图上设计的线路位置大
概地在地面上标定出转折点的位置和线路的走向,
并打桩插旗标定点位, 为导线测量及各专业调查指
出行进方向 。
大旗点的选定, 一方面要考虑线路的基本方向,
另一方面要考虑到导线测量, 地形测量的要求, 因
为 一般情况下, 大旗点亦为导线点, 故要顾及便于
测角, 量距及地形测绘 。
9
二、导线测量
( 一 ) 导线点的布设
初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础,
导线的选点工作是在插大旗的基础上进行的 。 导线
点的位置应满足以下几项要求,
1.尽量接近线路通过的位置 。 大桥及复杂中桥和隧
道口附近, 严重地质不良地段以及越岭垭口地点,均
应设点;
2.地层稳固, 便于保存 ;
3.视野开阔, 测绘方便;
4.点间的距离以不短于 50米, 不大于 400米为宜 。 采
用电磁波测距仪测距时,导线点之间的距离不受限制 。
为测图应用方便, 应在导线边上加设转点, 转点间
的距离应不大于 400米 。
导线点转点应钉设控制桩和标志桩 。
10
(二)导线的施测
1, 水平角测量及其精度:
水平角观测:按, 测规, 规定进行, 使用 J2或 J6经纬仪, 用
测回法测角, 两半测回之间要变动度盘位置,
角度较差在 ± 15″ ( J2) 或 ± 30″ ( J6) 以内时, 取平均数
作为观测结果 。
2, 导线边长的量测与精度
导线边长的量测方法已在第 4章中叙及, 量测时, 初测导线
边长的精度按, 测规, ( 见 表 12-1) 要求进行 。
导线点的编号,自 起点 顺序编写, 点号之前冠以, C”字 。
如, C 5”,则表示 5号初测导线点 。 假定该点离开线路起点的
距离为 2 570.55米,则应写为 CK2+570.55。, CK”,表示初测里
程,C是, 初, 字汉语拼音的声母 。 现在我国铁路测量的桩点
代号除惯用的外,均采用汉语拼音系统 。
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表 12-1 导线测量边长限差
检测
较差
相对闭合差
光电测距
( mm)
其它测
距方法
光电测距
其它测
距方法
( 水平角平差 ) ( 水平角不平差 )
22 MD
2000
1
4000
1
2000
1
2000
1
12
(三)导线的联测与检核
1,概述
1) 联测:为了确定初测导线的方位, 检验导线水平角及
边长的量测精度,, 测规, 规定:
导线的起, 终点及每隔 30公里的点,应与国家大地点
( 三角点, 导线点, Ⅰ 级军控点 ) 或其他不低于四等的大
地点, GPS点进行联测 。
当与国家平面控制点联测困难时,应在导线的起点, 终
点和不远于 30公里的导线点上用天文测量方法 (太阳高度法 )
或用陀螺经纬仪,测定导线边的真北方位角,以控制角度误差
的积累 。
13图 12-1
如 图 12-1所示,在导线 点 A上测得的 A1边的真北方位角 为 AN,
在导线点 B上测得的 BC边的真北方位角为 AK,它们分别是根
据 A点和 B点上的真北方向测定的。
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?推算 BC边的坐标方位角:
( 12-1)
?BC边上的计算真方位角 AK′
( 12-2)
式中 ? —子午线收敛角;
? —A,B两点的平均纬度;
?A—A点的经度; ?B—B点的经度;
( 当 B点在 A点之东时,? 取正号;反之,取负号 。 )
??????? 1
1
' 1 8 0)1(
n
iNk nAa ?
?
?
?
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1
1
''
AB
n
iNKK nAA
15
?角度闭合差为:
? 对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得超过
± ( n为折角的个数 ) 。
? 若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导线
时,其方位角的闭合差不应超过 。
注意,在与国家控制点联测进行检核时,要检查控制点与检
核线路的起算点是否处于同一投影带内,否则应先换带计算,
然后进行检核计算 。
1003 ??? n
n04 ???
?? ????????? 1
1
' 1 8 0)1(
n
kiNkk AnAAAf ???
(12-3)
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2、导线的两化改正
当初测导线与国家控制点联测进行坐标检核时,
应首先将导线测量成果 ( 地球自然表面 ) 化算到
大地水准面上, 然后再归化到高斯投影面上, 才
能与国家控制点坐标进行比较检核, 这项工作称
为导线的两化改正 。
1) 将坐标增量的总和改化至大地水准面上 。 计算
公式为 ( 12-4)
2) 将大地水准面上的坐标增量的总和化算至高斯
投影面上 。 ( 式 12-5)
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3、坐标换带计算
初测导线与国家控制点联测时,有时导线点与联测的国家控制点
会处于两个投影带中,因而必须先将邻带的坐标换算为同一带的
坐标才能进行检核,这项工作简称 ?。 它包括 6° 带与 6° 带的坐标
互换, 6° 带与 3° 带的坐标互换等 。
坐标换带公式法,基本公式分严密公式和近似公式 。
坐标换带表:
? 有, 六度带高斯, 克吕格坐标换带表, 和
,三度带高斯, 克吕格坐标换带表, 两种 。
? 每种表又根据换带计算的精度要求不同, 分为表 Ⅰ 和表 Ⅱ
(, 简表, ) 。
? 使用严密公式换带时, 用表 Ⅰ 查取常数进行计算, 其结果的最
大误差不超过 1mm;
? 当采用近似公式换带时, 用简表进行计算, 其结果精度不超过
1m。
按, 测规, 要求, 线路测量的坐标换带用表 Ⅰ 。 现有专用换带计
算软件可供换带计算使用 。
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三、高程测量
初测阶段高程测量的任务及目的:
水准点高程测量:设置沿线水准基点,建立高程控
制系统;
中桩高程测量:测量中桩 ( 导线桩, 加桩 —地形和
地质显著变化处所钉设的桩橛 ) 高程, 为测图建立
高程控制系统 。
高程系统,1985年国家高程基准
方法:
水准 ( 最多 )
光电三角高程
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(一)水准点高程测量
水准点设置,以, BM”字头顺序编号
水准点应沿线路布设,做到方便实用, 利于保存 。
一般地段每隔约 2km设置 -个水准点,
工程复杂地段每隔约 1km就应设置一个水准点 。
水准点最好设在距线路中心线 l00m范围内 。
水准点宜设在基岩上, 坚固稳定的建筑物上或埋设混凝土桩
? 联测:
应与国家水准点或相当于国家等级水准点联测;
路线长度应不远于 30km联测一次, 形成附合水准路线,
以检验测量成果并进行闭合差调整 。
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1、水准测量方法
水准点水准测量精度,按五等水准测量要求,其限差如
表 12-4所列 。 表中 R为测段长度, L为附合路线长度,F为环线长
度,单位为 km。
水准仪精度指标,不应低于 S3级;所用的水准尺,宜使用整体
式板尺, 其分划线应经过检定,每米平均分划线真长与名义
长度之差,不得超过 0.5mm。
表 12-4
水准测量方法:
采用一组往返或两台
水准仪并测的方法 。 尺读
数估至 mm,高差较差
不符值在允许范围 ( 表 )
内时,取其平均值 。
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( 1)测量应在成象清晰、稳定的时间内进行;
( 2)前、后视距离应尽量相等,如一个测站因条
件限制,造成前后视距离相差较大,则应在以后的
测站中予以补偿;
( 3)一般情况下,视线长度不应大于 150m。但在
跨越河流、深谷时,视线长度可增长至 200m,宜
采用以下跨河水准测量方法:
注意事项:
22
跨河水准测量方法:
如图 12-3,在河 (谷 )两侧大致等高处设置转点 A,B及置镜点 C、
D,并使 AC?BD=15~ 20m。
往测程序, 1) C点置镜, 先测 A点读数 a1, 后测 B点读数 b1,
测完 B点后,应尽快渡河 ( 越谷 ), h?AB= h1= a1 - b1 ;
2) D点置镜,先测 A点读数 a2( 在观测 A点时不许再
调焦 ) 。 后测 B点读数 b2,h?AB= h2= a2 – b2 ;取均值 hAB
返测程序,与往
测相反 。 往返测
得的两转点高程
不符值在限差范
围以内时,取用平
均值 。 图 12-3
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2、光电测距三角高程测量
可与平面导线测量 合并 进行,即导线边长测量, 水准点高
程测量和中桩高程测量一次完成 。
初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或转点与
水准点间的距离和竖直角必须往返观测,斜距应加气象改
正,高差可不加球气差改正,最后采用往返观测的平均值 。
在测量时应尽可能缩短往返测量的时间间隔,往返观测的
平均高差可以削减大地折光系数 K对高差的影响,但无法完
全抵消 。 力求使往返测在同一气象条件 ( 温度, 湿度及大
气压力等 ) 下完成, 使 K值的变化达到最小 。
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距离
测回数
竖直角
边长范围
(米)
测回
数
最大
角值
( ° )
测回间
较差
( ″ )
指标差
互差
( ″ )
往返各一
测回
往返
各两
测回
20 10 10 200~ 500
水准点光电测距三角高程应满足 表 12-5的要求;水
准点的设置要求, 闭合限差及检测极限, 应符合水准测
量要求 (表 12-4)。
表 12-5水准点光电测距三角高程测量技术要求
当竖直角大于 20° 或边长小于 200m时,应增加测回数以提高观测精度 。
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(二)中桩高程测量
1,水准测量方法
中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行 。 所用水准仪应
不低于 S10级 。
从已经设置的水准基点开始,沿导线进行中桩水准测量,最后
附合于相邻的另一个水准点上,形成附合水准路线, 限差要
求见 表 12-6。
中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位至 mm;中
桩高程取位至 cm。
表 12-6 中桩高程测量限差( mm)
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中桩高程测量 也可用光电测距三角高程测量进行, 是与导
线边长测量, 水准点高程测量同时完成的 。
为满足往返测, 宜在同一气象条件下完成, 的要求,要尽
可能地缩短往返测的间隔时间;
光电测距三角高程测量时,只须单向测量即可 。
考虑到上述两种情况,中桩高程测量宜在水准点高程测量的
返测后进行 。
中桩光电测距三角高程测量应满足 表 12-7的要求 。 其中距
离和竖直角可单向正镜观测两次 ( 两次之间应改变反射镜高
度 ),也可单向观测一测回 。 两次或半测回之差在限差以内
时取平均值 。
2,光电测距三角高程测量
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类 别
距离
测回
数
竖 直 角 半测回或
两次高差
较差
( mm)
最大竖直
角( ° ) 测回数
半测回间较
差( ″ )
高程
转点
往返
各一
测回
30
中丝法
往返 12
各一测回
中桩
单向
一测
回
40
单向两次
100
单向
一测回
30
表 12-7 中桩光电测距三角高程测量观测
若单独进行中桩光电测距三角高程测量时, 其高程路线应起
闭于水准点 。 把导线点作为高程转点,高程转点间的竖直角,可
用中丝法往返观测一测回,中桩高程测量应满足 表 12—6要求 。
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四,地形测量
在导线测量, 高程测量完成后进行:
按勘测设计的要求, 须沿初测导线测绘比例尺为
1,500~ 1,10000 的带状地形图 。
地形测量是以导线作为平面控制, 已知高程的导线
点及水准点作为高程控制进行的 。 有关地形测量的
原理, 方法等, 详见第 7章 。
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§ 12—3新线定测
主要测量工作:
线路中线测量, 线路纵断面测量及线路横断面测量 。
一, 线路中线测量
纸上定线,初测完成后,在初测的带状地形图上设计,定出线路
中线 。
中线测量,是把在带状地形图上设计好的线路中线, 结合现场
具体条件, 测设于实地, 并用木桩标定, (主要工作 )
中线测量步骤, 分放线和中桩测设两步进行 。
?放线, 把纸上定线所确定的交点间的直线测设于地面上;定出
JD,ZD。
?中桩测设, 根据已定出的 JD,ZD详细测设直线, 曲线; ( 实地
进行丈量距离, 测量转向角 ) 并按规定钉设中线桩 ( 公里桩,
百米桩, 加桩 ) 。
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(一)放线
放线常用的方法:
拨角法放线:放线速度快, 但误差传递积累 。 ( 常用 )
支距法放线:误差不积累, 无检核;
极坐标法放线:放线速度快, 误差不积累;
具体采用什么方法,可根据线路经过地区的地形条件, 纸
上定线与初测导线的相互位置, 初测图纸的精度以及测量所
用的仪器设备精度而定 。
1,拨角法放线
根据图纸上定线的 JD 坐标,预先在室内计算出每条直线线
段的长度 D及其坐标方位角, 进而计算出转向角 ?;
到现场置仪器于交点 JD,拨转向角 ?, 量距 D,放出中线并检
核 。
拨角法放线步骤,计算放线资料, 实地放线, 调整误差 。
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(1)计算放线资料
① 计算交点和转点的极坐标:
如 图 12-4为一平面图的局部,图中 C0, C1……为初测导线 点 ;
JD0,JD1……为纸上定线 交点 。 初测导线各边的坐标方位角
及导线点的坐标均为已知;
直接从图纸上量取交点 JD0 JD1……的坐标,
反算各转 (交 )点间的边长 Si及其坐标方位角 ?JDi-JDi+1 ……,
计算出各交点的转向角 ?= ?JDi-JDi+1 - ?JDi-1-JDi
计算交点 ( 转点 ) 极坐标 ?,S( 相对于导线点 )
如图 12-4及 表 12-8,由导线点 C0 测设中线起点 JD0 的极坐标
测设数据为:
JD0 的转 向 角:
>0,右转
<0,左转
17201 2 4
06261 9 8945074 0
0010
?????
?????????? ?JDCJDJD ~~ ???
(左 转 )
63701 4 3 1000 ??????? CCJDC ~~ ??? S =145.47
32
图 12-4 拨角放线
33
? ?
1
桩号
坐 标( m) 坐标增量( m) 坐标方位角
α
° ′ ″
直线长
度
S(m)
交点转向角
x y x y ° ′ ″
C1
235 18 30
C0 16293 54311 ?=
143o 07 ′ 36?-138 -46 198 26 06 145.47
16125 54265 124 20 17 左
153 537 74 05 49 558.37
16278 54802 7 12 40 (右 )
85 556 81 18 29 562.46
16363 55358 9 25 19 (左 )
228 697 71 53 10 733.34
16591 56055 55 42 04 右 )
-458 595 127 35 14 750.8616133 56650
JD0
JD1
JD2
JD3
JD4
表 12— 8 拨角法放线距离及偏角计算表
34
② 计算曲线要素及主点里程
根据直线转向角 ?, 曲线半径 R及缓和曲线长度 l0,计算曲
线各要素及曲线主要点里程 。
资料经核对无误后,应填在拨角定线资料表中,供外业中桩
测设时使用 。
( 2) 现场放线
A,放线,(见 表 12-8)
在 C0 点置镜,后视 C1点,拨角 143° 07′ 36″ 定出方向,量距
145.47m定出 JD0 。
在 JD0置镜, 后视 C0点,倒镜,反拨 124° 20′ 17″ (盘左盘
右分中法 )定出方向,量距 558.37定出 JD1 …依次置镜,根据
相应的直线长度 s及转向角,顺序定出 JD2,JD3 …等直线交点 。
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B、测量方法与精度要求
水平角观测, 应使用 DJ2或 DJ6级经纬仪,采用正倒镜分中法
测设, 在限差范围内时取平均值 。
边长, 可用光电测距仪, 钢卷尺测量,
精度要求, 与初测导线的精度要求相同, (见 表 12-1)
只不过定测时是测设转向角和中线 (初测时是量测角度和边
长 )。
在量测中线的同时,按规定应钉设百米桩, 公里桩, 加桩,
曲线主点桩和测设曲线等 。
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检测较差 相对闭合差
光电测距
( mm)
其它测
距方法
光电测距
其它测
距方法
( 水平角平差 ) ( 水平角不平差 )
22 MD
2000
1
4000
1
2000
1
2000
1
水平角测量精度:
按, 测规, 规定进行,用测回法测角, 角度半测回较差在
± 15″ ( J2) 或 ± 30″ ( J6) 以内时, 取平均数作为观测结果 。
导线边长的量测与精度
37
(3) 调整闭合差
拨角法定线的缺点是误差积累 。
为了保证放线的精度,每隔 3~ 5km,特殊情况下不大于 10km,
应与初测导线 ( 或航测控制点, GPS点 ) 联测一次,联测闭合差
不应超过以下规定:
长度相对闭合差:
水平角闭合差:
n为测站总数 。 计算长度相对闭合差时,长度采用初, 定测
导线闭合环的长度 。
当闭合差超限时,应查找原因予以改正;当闭合差符合精度
要求时,则应按具体情况进行调整 。
2000
1
n03 ???
38
( a) 联测:
图 12-5中 B,C及 D分别表示纸上定线点 JD2,JD3, JD4,M、
N表示初测导线点 C3,C4,b c是拨角放线后线路中线交点 JD2
和 JD3在现场的实际放出的位置 。 测量 cN边长和水平角 ?1,?2,
以便求出 ?bc 和 c点坐标 。
图 12-5 拨角放线闭合差
C3
C4
JD2
JD3
JD4
39
( b)计算闭合差
将初测导线点 M,N的坐标方位角, N点坐标 ( 由 表
12-8得 ) 以及测得的 cN边长和水平角 ?1,?2 填入 表 12-9中,
可 求出 ?bc 和 c点坐标 。
角度闭合差,线路中线的理论位置 BC的坐标方位角与放线
后实际位置 bc坐 标方位角之差, 即,f?=?bc-?BC;
f? 要小于
长度相对闭合差,长度闭合差是线路中线点 C的理论位置
与实际放出的 c点的实测位置之差,
f =( fx2+fy2) ? 。
其中,fx=xc-xC,fy=yc-yC 。 长度相对闭合差
f/?Di ? 1/2000,Di 为形成闭合环各边的边长 。
n03 ???
40
桩号 右角 β
° ′ ″
坐标方位角 α
° ′ ″
距离
( m)
坐标增量( m) 坐标( m)
Δx Δy x y
M
121 38 30
N 323 40 36 16457 56110
337 57 54 144.89 134.31 -54.36
c 266 05 12 16591.3 56055.6
251 52 42b
表 12-9 拨角定线闭合差计算表
41
图 12-6
( c) 调整闭合差
? 如图 12-6,线路中线的理论位置 B(JD2 ),C( J D3)、
D(JD4);放线后实际位置 b,c ; 当各项闭合差均小于限差时,
需调整闭合差 —— 即,让放线后 d点与理论位置 D重合。
?据 ?bc 和 c,D点的坐标,计算出在 c点置镜后视 b点,测设 D
点的资料,测设出 D点(图 12-6),并按前述方法测设后续各
点。
42
(1)纸上选点、量距
纸上选点,从初测的导线点或导线转点,做初测导线的垂线,把垂
线与纸上定线的交点做为定测中线的转点 ( 如 图 12-7中的
ZD4-3,ZD4-4等点 ) 。 其应地势较高,视野开阔,是理想的转点,
每段纸上定线的直线上,最少要有三个转点,且转点间尽可能
通视 。
纸上量距,转点(如 ZD4-3)选好后,分别量出初测导线点 (或转
点 )到纸上定线转点的支距长度 l。
2、支距法放线
适用于地面平坦,图上定线点与导线点较近。
优点,不存在放线误差积累。
图 12-7JD4
43
( 2)现场放线
a)放线,根据示意图,到现场找出相应的初测导线点,按着已量
得的支距距离 l和角值,距离 l用皮尺测设,角度用经纬仪或简易
仪器方向架测设。放出的各点应打桩、钉钉、插旗标示其位置
b)穿线:
支距法放出的点均是独立的点,在现场测设同一条直线上
的点( A,B,C)不在一条直线上, 须用经纬仪将各转点调整
到同一直线方向上,这一工作就叫做 穿线 。
方法, 将经纬仪安置在一个放线点上,照准最远的一个转
(ZD),由 远而近 逐一将中间各点都移到直线 (视线 )上;或者移
动仪器至某一点,使得位于仪器前后的大多数转点,都极接近仪
器正倒镜视线所指示的直线方向,则仪器视线方向,便是所放直
线方向。
44
c)延长直线
延长直线一般采用经纬仪盘左盘右分中法 。 如图 12-8,设
AB线段需延长,在 B点置经纬仪,盘左后视 A点,倒转望远镜定
出 C1点;平转望远镜盘右照准 A点,再倒镜在地面上定出 C2。
当延长 直线每 l00m点 C1与 C2间横向距离小于 5mm时,可将
C1与 C2点连线分中定出 C点,BC段便是 A B的延长线 。
,测规, 规定,当 B,C点间距大于 400m时,正倒镜的点位横
向差不大于 2Omm。
图 12-8
C1
C
C2
45
延长直线时应使前后视距离大致相等,距离最长不宜大
于 400m,最短不宜小于 50m。 对点时,应尽可能用测钎或
垂球;当距离较远时可改用花杆对点,但须分中照准花杆
的最下端 。
d)直线中间加点
如 图 12-9,当点 A,B相距过远或 两点虽相距不远但不
通视,需在中间加设一点 P。设 P′为一近似点,求出它与 P
点的偏距 e值,即可定出点 P。
图 12-9
46
置镜 P′ 点,测角 ?, 量出两边长度 a,b。
设 的面积为,则
当 e 值很小时,则
由公式 ( 12-9), ( 12-10) 式
根据 e值移动仪器,按以上步骤重复,直到 ?=0时为止。
ebaab )(s i n ???
?s i nba abe ?? ( 12-11)
,baAB ??
ebaeAB )(2 ????? ( 12-10)
BPA ?? ?s in2 ab?? ( 12-9)?
图 12-9
47
( 3)交点, 测设相邻两直线的交点( JD)
交点是确定中线的直线段方向和测设曲线的重要控制点 。
图 12-10中 A,B,C,D为地面相邻两直线上的转点 (ZD)。
a)在 A点置镜,后视 B点,延长直线 BA,在估计与 CD直线相交处
的前后,打两个木桩 a,b(俗称“骑马桩”),在 a,b桩上钉
钉、拉上小线,则 ab弦线就是 BA直线在交点左右的延长线;
b)在 C点 置镜,后视 D点,延伸直线 DC与 ab线相交定出 JD,打下
木桩,再用测钎 (铅笔尖 )或垂球在桩顶 ab方向上重新对点确定
点位,钉上小钉以标示 JD 的位置。
48
有时在 CD直线延长线,也设置两个骑马桩 c,d,拉
上小线,在 ab,cd两细线交点的位置上,打桩钉钉,最后
定出交点。
图 12-10
不
不
49
3.极坐标法放线
此法是将光电测距仪安置于导线点上,利用极坐
标法测设点位的原理,同时测设数条直线上的若干个
点。其测设数据如距离、角度等通过坐标反算求得。
最后也要经过穿线等来确定直线的位置。
极坐标法充分利用了光电测距仪速度快、精度高
和测程长的优点,提高了放线效率。
50
(二)中桩测设
放线 工作完成之后,地面上已有了控制中线位置的转点桩
ZD和交点桩 JD。
中桩测设 ——依据 ZD和 JD桩,将中线桩详细测设在地面上,
这种工作通称 ?。
中桩测设内容 ——包括 直线测设 和 曲线测设 (第十一章 )。
直线测设:
1) 中线上应钉设 5O米 桩, 百米桩, 公里桩和加桩 。
2) 加桩设在地形变化处或设计需要处的整米处 。 如:沿线路
纵横向地形变化处, 地质不良地段变化处, 线路与其他道
路, 通讯线路或输电线路交叉处等 。 在铁路大型工程地段
( 如桥梁, 隧道两端 ) 也应设置加桩 。
51
3) 限差,中线距离可用光电测距仪或钢尺往返测量,在限差以
内时取平均值 。 百米桩, 加桩的钉设以第一次量距为准 。
中桩桩位误差,按, 测规, 要求不超过下列限差,
横向为 10cm;
式中 s—转点至桩位的距离,以 m计 。
4) 固桩,定测控制桩 ——直线转点、交点、曲线主点桩,一般
都应用固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土
桩,桩顶埋设铁钉表示点位。
ms ?
?
??
?
? ? 1.0
2000纵向为
52
二、线路高程及纵断面测量
定测阶段的水准测量分为,基平测量和中平测量 。
基平测量的任务,与初测阶段一样,是 沿线路建立水准基
点,以便为定测线路及日后的施工和养护提供高程控制 。
中平测量的任务,是 沿着定测线路中心线的标桩进行中线
水准测量,亦称中桩抄平 。 利用中线水准测量的结果绘制纵
断面,为施工设计提供可靠的资料依据 。
53
(一)线路水准点高程测量
1.水准点的布设
定测阶段水准点的布设应在初测水准点布设的基础上进行 。
首先对初测水准点逐一检核,其不符值在土 3Omm (K为水准
路线长度,以 km为单位 ) 以内时,采用初测成果;若确认超限,
方能更改 。
其次,若初测水准点远离线路,则重新移设至距线路 l00m
的范围内 。 水准点的布设密度,一般 2km设置一个,但长度在
30Om以上的桥梁和 500m以上的隧道两端和大型车站范围内,
均应设置水准点 。
水准点设置在坚固的基础上或埋设混凝土的标桩,以 BM表
示并统一编号 。
54
2.水准点高程测量
测量方法与要求同初测水准点高程测量 。
3.跨河水准测量
在铁路水准点测量中,当跨越河流或深谷时,由于前, 后视
线长度相差悬殊及水面折光的影响,不能按通常的方法进行
水准测量 。 当跨越大河, 深沟视线长度超过 200m时,应按跨
河水准测量进行 。
( 二 ) 中桩高程测量 (定测中平 )
初测中平:是测定导线点及加桩桩顶的高程,为地形测量建
立图根高程控制。
定测中平:是测定中线上各控制桩,50米桩、百米桩、加
桩所在地面高程,为绘制线路纵断面提供资料。
55
1、中桩水准测量
方法,采用一台水准仪单程测量,测量应 起闭于水准点,限
差为土 5O mm(L为水准路线长度,以 km计 )。中桩高程宜
观测两次,其不符值不应超过 10cm,取位至 cm。中桩高程闭
合差在限差以内时可不作平差。
记录计算,在水准点, 转点上有后视读数和前视读数, 各
中桩处有中视读数 ( 见 图 12-11) 记录, 计算表格如 表 12-10。
中桩高程计算采用仪器视线高法, 即
中桩高程 = Hi-中视读数 ; Hi=后视点高程 +后视读数 。
图 12-11中 HBM1=52.460m,HBM2=55.471,
fh=55.450-55.471=-21mm; Fh= ?70mm。
L
56
图 12-11
57
表 12-10
58
2.跨深谷的中桩水准测量
如图 12-12。 为了避免因仪器通过沟底的多次安置而产生的
误差, 先在 测站 1先读取沟对岸的转点 2+200的前视读数, 再
以支水准路线形式测定沟底中桩高程 (宜另行记录 );最后, 将
仪器搬至 测站 4读取转点 2+200的后视读数, 再继续往前测量 。
为了削减 由于测站 1前视距离长而产生的测量误差, 测站 4
( 或以后其他测站 ) 的后视距离适当加长, 使后视距离之和
与前视距离之和大致相等 。
当跨越的深谷较宽时, 也可采用跨河水准测量方法传递高程 。
图 12-12
59
(三 )绘制线路纵断面图
纵断面图,横轴 ——中桩里程, 纵轴 ——中桩地面高程
根据已测出的线路中线里程和中桩高程绘制纵断面图, 形
象地将线路中线经过的地形, 地质等自然状况以及设计的线
路平, 纵断面资料表示出来, 如 图 12-13。
线路纵断面图通常绘在厘米方格纸上。为了线路纵断面设
计的需要,一般采用的高程比例尺(纵坐标)是水平距离比
例尺(横坐标)的 10倍,从而突出地面纵向的起伏( p241)。
线路纵断面图上的内容:
连续里程 表示线路自起点计算的公里数, 短粗线表示公里
桩 的位置, 线条下的注字为公里数, 线条左侧的注字为公里
标至相邻百米标的距离 。
60图 12-13
61
线路平面 表示线路平面形状 — 直线和曲线的图 。 图 12-13 。 中
央的实线表示线路中线, 在曲线地段表示为中心线向上下凸出:
向上凸出表示线路向右转;向下凸出表示线路向左转;斜线部
分表示缓和曲线;连接两斜线的直线表示圆曲线 。 在曲线处注
名曲线要素 。 曲线起终点的注字, 表示起终点至百米标的距离 。
里程 表示勘测里程, 在整百米和整公里处注字 。
加桩 竖线表示加桩位置, 旁边和注字表示加桩到相邻百米桩
的距离 。
地面标高 是各中线桩的地面高程 。
设计坡度 用斜线表示, 斜线倾斜方向表示上坡或下坡 。 斜线上
面的注字是设计坡度的千分率 ( 如坡度为5 ‰, 注字为5 ),
下面的注字为该坡段的长度 。
路肩设计标高 路基肩部的设计标高, 由线路起点路肩标高, 线
路设计坡度及里程计算得出 。
工程地质特征 表示沿线地质情况。
62
三、线路横断面测量
线路横断面测量的目的,是测量垂直于线路方向的地面线,
并绘制线路横断面图。 主要用于路基断面设计、土石方数量
计算、路基施工放样以及挡土墙设计等。
1,横断面施测地点及其密度
横断面施测地点及横断面密度:在曲线控制点、公里桩、百
米桩、和线路纵、横向地形变化处,在铁路站场、大、中桥
桥头、隧道洞口、高路堤、深路堑、地质不良地段及需要进
行路基防护地段宽度、应根据地形、地质情况适当加大横断
面施测密度。
宽度,横断面测绘宽度应满足路基、取土坑、弃土堆及排水
系统等设计的要求。
63
图 12-14
2,横断面方向的测定
线路横断面应垂直于线路中线 ( 在曲线 上与 切线相垂直 ) 。
确定直线地段的横断面方向, 用方向架测设, 如 图 12-14,
将方向架立于中线测点上, 用一个方向瞄准中线远方花杆定
向, 则方向架瞄准的另一个方向, 就是横断面的方向 。
64
2) 确定曲线上横断面方向:
方法 1,将仪器 ( 方向架, 经纬
仪等 ) 置于点 B,先瞄准分弦
点 A,测定弦线 AB的垂直方向
BD′, 并标出点位 D′ ;再瞄
准 另 一 侧 分 弦 点 C ( 要求
BC=AB), 测设弦线 BC的垂直
方向 D″, 标出点位 D″, 应使
BD″ =BD′ 。 最 后 分 中
D′ D″ 得 D点, 则 BD方向,
就是 B点的横断面方向 。
( 如 图 12-15) 。 图 12-15
方法 2,根据曲线资料可计算 出 BA点的 弦切角 α,置于 B点的经
纬仪照准 A点后, 顺时针拨 ( 90+α) 角, 即定出横断面的方向 。
65
3, 横断面的测量方法
( 1) 手水准测横断面
测量时,以方向架定向,选择方向上变坡点立尺或花杆,
皮尺量距,手水准测高差。表 12-11是手水准测量记录格式,
按线路里程增加方向的左、右侧分别记录测量成果,分母是
相邻测点间的平距,分子是相邻两点间高差。 在绘制横断面
图时,再统一换算成各测点到中桩的距离和与中桩的高程差。
1 8,5
2,6+
8,7
- 1,9
012
12+
.
.
1 6,0
- 1,4
1 0,5
1,8+
1 4,5
- 1,4
左 侧 中 桩 号 右 侧
DK4+111
表 12-11横断面测量记录格式
66
( 2) 水准仪测横断面
适用于,地势平坦, 通视良好, 横断面精度要求较高 。
横断面仪器,用方向架 (或其他仪器 ), 皮尺 (或钢尺 )量距 。
测量方法,与中桩水准测量相同, 即后视转点取得仪器高程后,
将断面上的坡度变化点 (测点 )作为中间点观测 。 若仪器安置适
当, 置一次镜可观测一个或几个横断面, 如 图 12-16所示 。
如果地面横向坡度较大, 为了减少置镜数, 可以采取以两台水
准仪分别沿线路左右侧测量的方法 。
图 12-16
67
( 3) 经纬仪测横断面
( 4) 光电测距仪测横断面
将经纬仪或光电测距仪安置在中线桩上, 定出横断面方向
后, 即可较快地测出各测点的距离和高差 。 这些方法既能
保证精度, 效率又高, 可适用于各种地形 。
注意:记录表格中的 距离是仪器到立尺或反射镜点的距离
4,横断面测量检测精度与横断面图的绘制
( 1), 测规, 对线路横断面测量检测限差规定:
高程,?( h/100 + L/200 + 0.1) m
明显地物点的距离,?( L/100 + 0.1) m
式中 h — 检查点至线路中桩的高差 ( m) ;
L— 检查点至线路中桩的水平距离 (m)。
68
( 2) 横断面图 绘制,
坐标,纵坐标 ( 高程 ), 横坐标 (水平距离 ),绘在厘米格纸上
比例尺,纵横一致, 1,200( 图 12-17) 。
横断面图最好现场 绘制, 以便及时检查 。
绘制根据,测点到中桩距离 ( 从中桩开始, 分左右两侧 )
测点的高程 ( 或各点相对与中桩的高差 )
图 12-17
69
§ 12— 4 线路施工测量
线路施工测量的任务,是在地面上测设 线路施工桩点的
平面位置和高程,线路施工桩点主要是指,中线桩和标志
路基施工界线的边桩。
线路复测,在线路施工开始之前, 必须进行 中线复测,
把定测时的中线桩恢复起来;还应检查定测资料的可靠性,
这项工作称为 ~。
路基边坡的放样,修筑路基以前, 需要在地面上把标志
路基的施工界线桩钉出来, 作为线路施工的依据, 这些标
桩称为边桩 。 测设边桩的工作, 称为路基边坡的放样 。
70
一,线路复测
线路复测 包括线路中线和路线水准复测, 它与定测的工作内
容和方法基本相同,
1,交接桩点,
首先与设计院交接有关测量资料 (初测, 定测资料 ),并在实地
交接桩点 ( 导线点, 水准点, 中线桩 )
2,复测:
( 1) 用与初测和定测相同的方法测定导线点, 水准点;
( 2) 用与定测相同的方法检测或恢复被破坏的中线点 ( JD,
ZD, 曲线主点, 百米桩, 公里桩, 曲线桩等 ) 。
71
复测与定测成果不符值的限差如下:
a,水平角,± 30″;
b,距离:钢尺 1/ 2000,光电测距 1/4 000;
c,转点的横向差, 每 l00m不应大于 5mm,当距离超过 400m时,
不应大于 20mm ;
d,曲线横向闭合差, 10cm; e,水准点高程闭合差, ± 30mm;
f,中桩高程, ± 10cm。 在施工之前须进行路线水准测量 。
复测结果与定测资料比较相差不大时, 应采用定测成果 。
当复测与定测成果不符值超出容许范围时, 应多方寻找原因 。
如确属定测资料错误或桩点发生移动时, 则应改动定测成果 。
3,横断面加密,由于在施工阶段对土石方的计算要求比设计
阶段准确, 在平坦地区为每 50m一个, 在土石方数量大的复
杂地区, 应不远于每 20m一个 。 在施工中线上 加密 里程桩,
每 50m或 20m一个桩 。
72
二、路基放样
路基放样的内容:是钉设路基纵断面上的施工零点和测设路
基横断面的边坡桩 。
路基边坡的放样依据,横断面上所设计的路基,
填方,路堤
挖方,路堑
施工零点, h=0,不 填不挖 。
1,路基施工零点的测设
路基施工的零点,是线路纵断面图上设计中线与地面线的交
点, 即在地面上线路中线不填不挖点 。
测设实质,施工前要在中线桩两侧用桩标出填, 挖边界桩 。
路堤 路堑
73
( 1) 零点位置的计算,设相邻里程桩 A,B之间的水平距离为 d,
零点距邻近里程桩 A的水平距离为 x, A点挖深为 a,B点填
高为 b。
则 故
( 2) 零点的测设,自 A起 沿中线方向量水平距离 x,即可测设
出零点桩 O。
图 12-18 路基施工零点测设
xd
b
x
a
?? dba
ax ?
??
74
2.路基边桩的测没
边桩,沿线路中桩两侧用桩标志出路堤路基边坡脚或路堑
边坡坡顶的位置, 即填土或挖土的边界桩 。
边桩放样常用图解法和逐点接近法两种方法 。
( 1) 图解法
适用条件,当地形变化不大, 横断面测量和绘图准确时使用 。
测设方法,在横断面图上量取边坡线与地面线交点至中桩的
水平距离 D,再实地边桩放样 。
75
( 2) 逐点接近法
地面平坦时,
a)计算中线桩到边桩的距离 D:
D=b+m?H, b— 线路中心到路肩边缘的宽度,
H — 路基顶部到中桩地面的高差(填挖高),
坡度 1:m= H:d,d — 坡顶到坡脚的水平距离。
例如图 12-19( a) 中 1,m= 1,1.5,则 D1 =b1+1.5?H。
b)由 中线桩向横断面的左侧量取 D1,钉出边桩。
图 12-19
1:m= H:d
76
边桩到中线桩的距离随着地面的高低而发生变化, 需用逐
点趋近法进行测设 。
a) 在断面方向上边桩大致位置点 1处竖立水准尺,再用水准仪测
出 1点与中桩的高差 h1,用尺量出 1点至中桩的距离 D′ (图 12-20)
地面倾斜时
图 12-20
77
b) 计算边坡桩至中桩的距离 D,
测设路堤下坡一侧时, h1取, +”; 测设路堤上坡一侧时,h1取, -”。
测设 路堑 下坡一侧时, h1取, -”;测设路堑上坡一侧时, h1取
,+”。
c) ΔD=D— D′如 ΔD >0,向 1点的 外边量取 ΔD得 2点 ;
ΔD <D′时, 向 1点 里边量取 ΔD得 2点 。 再次进行试测, 直至 ΔD
<0.1m时, 即可认为立尺点即为边桩的位置 。
)( 1hHmbD ???? ( 12-12)
图 12-20
78
三,铺设铁路上部建筑物时的测量 (路基竣工后)
在路基上部建筑物的施工时进行 。 路基上部建筑物包括:
道碴, 轨枕和铁轨 。 为了保证路基上部建筑物按设计的平
面位置和高程位置的要求建造起来, 在铺设道碴之前还必
须进行如下的测量工作 。
1,在路基上放样线路中心线,据路基范围以外的控制桩进行
的 。 放样时应将中心线上的里程桩全部钉出, 并对曲线的
放样细致地进行检核;
2,沿中线标桩进行纵断面水准测量,即应沿中线标桩进行水
准测量, 并根据测量的结果计算出每个标桩处路基面的高
程, 与设计高程进行比较, 以此对路基进行修整, 使之符
合设计要求;
79
3,铁路上部建筑物的平面位置和高程位置的放样:
铁路上部建筑物的平面位置是由中心线的标桩向两侧量距
放样出来的 。 上部建筑物在高程方面的设计位置一般放样在
中线标桩的侧面上, 或以划线或以切口表示 。 第一个标记为
路基顶面的标高, 第二个记号为轨枕底平面的标高, 而第三
个记号则是钢轨顶面的标高 。 在直线地段内两轨的标高是一
致的, 曲线地段则应考虑到外轨的超高 。
? 铺设轨道时高程放样的容许误差为 ± 4毫米, 因此操作时
应认真细致 。
80
作业,P263~264
1,2,6,7,8,9,10,11,12,13,14
第十二章
铁路及公路线路测量
本 章 要 点
1、新线初测; (重点)
2、新线定测 ; (难点)
3、线路施工测量。 (重点)
2
本 章 提 要
本章主要介绍铁路及公路线路测量的内容
和方法 。
介绍铁路测量中的新线初测, 定测 。
详细讨论在新线初测中如何进行导线测
量, 高程测量和带状地形图的测绘
详细讨论在定测中怎样进行线路中线测
量, 线路高程及纵横断面测量,
介绍公路线路的测量工作 。
3
目 录
§ 12—1 铁路线路测量概述 …………………4
§ 12—2 新线初测 ………………… …………………8
§ 12—3 新线定测 ……………… …………………29
§ 12-4 线路施工测量 ………………… ………69
§ 12-6 公路线路测量 ………………… …………
§ 12-7 公路 施工 测量 ………………… ……………
4
§ 12—1 铁路线路测量概述
线路测量:是指铁路、公路、管道等线状构筑物在勘测、
设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作 。
1,铁路线路勘测的目的是:
为铁路的设计搜集所需资料 ( 地形图, 水文, 地质, 气象,
地震等方面的资料 ) 。
2,新建铁路建设不同阶段的测量工作:
( 1) 初步方案研究阶段
为初步方案研究阶段提供中, 小比例尺地形图, 设计人员根
据线路等级, 限制坡度, 牵引种类, 运输能力等重要技术标
准在图上 选线, 并提出多个方案 ( 如 1,5地形图上选线 ) 。
5
选线,经过室内研究, 分析和对比,在线路的起, 终点之间找
出在 平面上直而短, 在立面上坡度小的线路位置,以保证所选线
路和工程在经济上合理, 技术上可行 。
( 2) 初步设计阶段 —进行初测
初测的 主要任务,是为初步设计提供详细的地面资料 —大比例尺
带状地形图 ( 多个方案的 ) 。
初步设计主要任务,在提供的带状地形图上选定线路中心线的
位置,经过经济, 技术比较推荐一个最佳方案;同时要确定线路
的主要技术标准, 如线路等级, 限制坡度, 最小半径等 。
( 3) 施工图设计阶段 —进行定测
定测主要任务:
将选定的线路中线测设到地面上去,
进行线路的纵断面和横断面测量;
对个别工程还要测绘大比例尺的工点地形图 。
6
施工图设计是根据定测所取得的资料,对线路的高低位置,
路基, 和路堑的断面, 桥涵, 隧道, 车站, 档土墙等做出设
计,并提供工程数量和施工图预算 。
( 3) 在施工阶段 ——施工测量
施工测量的内容:
复测;
施工控制测量;
施工测量;
峻工测量等 。
7
§ 12—2 新线初测
线路初测工作内容:
选点插旗 ( 插大旗 )
导线测量 (为地形图做平面控制, 定测放线的依据 )
高程测量:建立线路高程控制点和进行图根高程
控制 。
测绘带状地形图 。
8
一、选点插旗 (插大旗)
将在中, 小比例尺地形图上设计的线路位置大
概地在地面上标定出转折点的位置和线路的走向,
并打桩插旗标定点位, 为导线测量及各专业调查指
出行进方向 。
大旗点的选定, 一方面要考虑线路的基本方向,
另一方面要考虑到导线测量, 地形测量的要求, 因
为 一般情况下, 大旗点亦为导线点, 故要顾及便于
测角, 量距及地形测绘 。
9
二、导线测量
( 一 ) 导线点的布设
初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础,
导线的选点工作是在插大旗的基础上进行的 。 导线
点的位置应满足以下几项要求,
1.尽量接近线路通过的位置 。 大桥及复杂中桥和隧
道口附近, 严重地质不良地段以及越岭垭口地点,均
应设点;
2.地层稳固, 便于保存 ;
3.视野开阔, 测绘方便;
4.点间的距离以不短于 50米, 不大于 400米为宜 。 采
用电磁波测距仪测距时,导线点之间的距离不受限制 。
为测图应用方便, 应在导线边上加设转点, 转点间
的距离应不大于 400米 。
导线点转点应钉设控制桩和标志桩 。
10
(二)导线的施测
1, 水平角测量及其精度:
水平角观测:按, 测规, 规定进行, 使用 J2或 J6经纬仪, 用
测回法测角, 两半测回之间要变动度盘位置,
角度较差在 ± 15″ ( J2) 或 ± 30″ ( J6) 以内时, 取平均数
作为观测结果 。
2, 导线边长的量测与精度
导线边长的量测方法已在第 4章中叙及, 量测时, 初测导线
边长的精度按, 测规, ( 见 表 12-1) 要求进行 。
导线点的编号,自 起点 顺序编写, 点号之前冠以, C”字 。
如, C 5”,则表示 5号初测导线点 。 假定该点离开线路起点的
距离为 2 570.55米,则应写为 CK2+570.55。, CK”,表示初测里
程,C是, 初, 字汉语拼音的声母 。 现在我国铁路测量的桩点
代号除惯用的外,均采用汉语拼音系统 。
11
表 12-1 导线测量边长限差
检测
较差
相对闭合差
光电测距
( mm)
其它测
距方法
光电测距
其它测
距方法
( 水平角平差 ) ( 水平角不平差 )
22 MD
2000
1
4000
1
2000
1
2000
1
12
(三)导线的联测与检核
1,概述
1) 联测:为了确定初测导线的方位, 检验导线水平角及
边长的量测精度,, 测规, 规定:
导线的起, 终点及每隔 30公里的点,应与国家大地点
( 三角点, 导线点, Ⅰ 级军控点 ) 或其他不低于四等的大
地点, GPS点进行联测 。
当与国家平面控制点联测困难时,应在导线的起点, 终
点和不远于 30公里的导线点上用天文测量方法 (太阳高度法 )
或用陀螺经纬仪,测定导线边的真北方位角,以控制角度误差
的积累 。
13图 12-1
如 图 12-1所示,在导线 点 A上测得的 A1边的真北方位角 为 AN,
在导线点 B上测得的 BC边的真北方位角为 AK,它们分别是根
据 A点和 B点上的真北方向测定的。
14
?推算 BC边的坐标方位角:
( 12-1)
?BC边上的计算真方位角 AK′
( 12-2)
式中 ? —子午线收敛角;
? —A,B两点的平均纬度;
?A—A点的经度; ?B—B点的经度;
( 当 B点在 A点之东时,? 取正号;反之,取负号 。 )
??????? 1
1
' 1 8 0)1(
n
iNk nAa ?
?
?
?
?
?
??
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?
?
????
????
s in)(
180)1(
1
1
''
AB
n
iNKK nAA
15
?角度闭合差为:
? 对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得超过
± ( n为折角的个数 ) 。
? 若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导线
时,其方位角的闭合差不应超过 。
注意,在与国家控制点联测进行检核时,要检查控制点与检
核线路的起算点是否处于同一投影带内,否则应先换带计算,
然后进行检核计算 。
1003 ??? n
n04 ???
?? ????????? 1
1
' 1 8 0)1(
n
kiNkk AnAAAf ???
(12-3)
16
2、导线的两化改正
当初测导线与国家控制点联测进行坐标检核时,
应首先将导线测量成果 ( 地球自然表面 ) 化算到
大地水准面上, 然后再归化到高斯投影面上, 才
能与国家控制点坐标进行比较检核, 这项工作称
为导线的两化改正 。
1) 将坐标增量的总和改化至大地水准面上 。 计算
公式为 ( 12-4)
2) 将大地水准面上的坐标增量的总和化算至高斯
投影面上 。 ( 式 12-5)
17
3、坐标换带计算
初测导线与国家控制点联测时,有时导线点与联测的国家控制点
会处于两个投影带中,因而必须先将邻带的坐标换算为同一带的
坐标才能进行检核,这项工作简称 ?。 它包括 6° 带与 6° 带的坐标
互换, 6° 带与 3° 带的坐标互换等 。
坐标换带公式法,基本公式分严密公式和近似公式 。
坐标换带表:
? 有, 六度带高斯, 克吕格坐标换带表, 和
,三度带高斯, 克吕格坐标换带表, 两种 。
? 每种表又根据换带计算的精度要求不同, 分为表 Ⅰ 和表 Ⅱ
(, 简表, ) 。
? 使用严密公式换带时, 用表 Ⅰ 查取常数进行计算, 其结果的最
大误差不超过 1mm;
? 当采用近似公式换带时, 用简表进行计算, 其结果精度不超过
1m。
按, 测规, 要求, 线路测量的坐标换带用表 Ⅰ 。 现有专用换带计
算软件可供换带计算使用 。
18
三、高程测量
初测阶段高程测量的任务及目的:
水准点高程测量:设置沿线水准基点,建立高程控
制系统;
中桩高程测量:测量中桩 ( 导线桩, 加桩 —地形和
地质显著变化处所钉设的桩橛 ) 高程, 为测图建立
高程控制系统 。
高程系统,1985年国家高程基准
方法:
水准 ( 最多 )
光电三角高程
19
(一)水准点高程测量
水准点设置,以, BM”字头顺序编号
水准点应沿线路布设,做到方便实用, 利于保存 。
一般地段每隔约 2km设置 -个水准点,
工程复杂地段每隔约 1km就应设置一个水准点 。
水准点最好设在距线路中心线 l00m范围内 。
水准点宜设在基岩上, 坚固稳定的建筑物上或埋设混凝土桩
? 联测:
应与国家水准点或相当于国家等级水准点联测;
路线长度应不远于 30km联测一次, 形成附合水准路线,
以检验测量成果并进行闭合差调整 。
20
1、水准测量方法
水准点水准测量精度,按五等水准测量要求,其限差如
表 12-4所列 。 表中 R为测段长度, L为附合路线长度,F为环线长
度,单位为 km。
水准仪精度指标,不应低于 S3级;所用的水准尺,宜使用整体
式板尺, 其分划线应经过检定,每米平均分划线真长与名义
长度之差,不得超过 0.5mm。
表 12-4
水准测量方法:
采用一组往返或两台
水准仪并测的方法 。 尺读
数估至 mm,高差较差
不符值在允许范围 ( 表 )
内时,取其平均值 。
21
( 1)测量应在成象清晰、稳定的时间内进行;
( 2)前、后视距离应尽量相等,如一个测站因条
件限制,造成前后视距离相差较大,则应在以后的
测站中予以补偿;
( 3)一般情况下,视线长度不应大于 150m。但在
跨越河流、深谷时,视线长度可增长至 200m,宜
采用以下跨河水准测量方法:
注意事项:
22
跨河水准测量方法:
如图 12-3,在河 (谷 )两侧大致等高处设置转点 A,B及置镜点 C、
D,并使 AC?BD=15~ 20m。
往测程序, 1) C点置镜, 先测 A点读数 a1, 后测 B点读数 b1,
测完 B点后,应尽快渡河 ( 越谷 ), h?AB= h1= a1 - b1 ;
2) D点置镜,先测 A点读数 a2( 在观测 A点时不许再
调焦 ) 。 后测 B点读数 b2,h?AB= h2= a2 – b2 ;取均值 hAB
返测程序,与往
测相反 。 往返测
得的两转点高程
不符值在限差范
围以内时,取用平
均值 。 图 12-3
23
2、光电测距三角高程测量
可与平面导线测量 合并 进行,即导线边长测量, 水准点高
程测量和中桩高程测量一次完成 。
初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或转点与
水准点间的距离和竖直角必须往返观测,斜距应加气象改
正,高差可不加球气差改正,最后采用往返观测的平均值 。
在测量时应尽可能缩短往返测量的时间间隔,往返观测的
平均高差可以削减大地折光系数 K对高差的影响,但无法完
全抵消 。 力求使往返测在同一气象条件 ( 温度, 湿度及大
气压力等 ) 下完成, 使 K值的变化达到最小 。
24
距离
测回数
竖直角
边长范围
(米)
测回
数
最大
角值
( ° )
测回间
较差
( ″ )
指标差
互差
( ″ )
往返各一
测回
往返
各两
测回
20 10 10 200~ 500
水准点光电测距三角高程应满足 表 12-5的要求;水
准点的设置要求, 闭合限差及检测极限, 应符合水准测
量要求 (表 12-4)。
表 12-5水准点光电测距三角高程测量技术要求
当竖直角大于 20° 或边长小于 200m时,应增加测回数以提高观测精度 。
25
(二)中桩高程测量
1,水准测量方法
中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行 。 所用水准仪应
不低于 S10级 。
从已经设置的水准基点开始,沿导线进行中桩水准测量,最后
附合于相邻的另一个水准点上,形成附合水准路线, 限差要
求见 表 12-6。
中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位至 mm;中
桩高程取位至 cm。
表 12-6 中桩高程测量限差( mm)
26
中桩高程测量 也可用光电测距三角高程测量进行, 是与导
线边长测量, 水准点高程测量同时完成的 。
为满足往返测, 宜在同一气象条件下完成, 的要求,要尽
可能地缩短往返测的间隔时间;
光电测距三角高程测量时,只须单向测量即可 。
考虑到上述两种情况,中桩高程测量宜在水准点高程测量的
返测后进行 。
中桩光电测距三角高程测量应满足 表 12-7的要求 。 其中距
离和竖直角可单向正镜观测两次 ( 两次之间应改变反射镜高
度 ),也可单向观测一测回 。 两次或半测回之差在限差以内
时取平均值 。
2,光电测距三角高程测量
27
类 别
距离
测回
数
竖 直 角 半测回或
两次高差
较差
( mm)
最大竖直
角( ° ) 测回数
半测回间较
差( ″ )
高程
转点
往返
各一
测回
30
中丝法
往返 12
各一测回
中桩
单向
一测
回
40
单向两次
100
单向
一测回
30
表 12-7 中桩光电测距三角高程测量观测
若单独进行中桩光电测距三角高程测量时, 其高程路线应起
闭于水准点 。 把导线点作为高程转点,高程转点间的竖直角,可
用中丝法往返观测一测回,中桩高程测量应满足 表 12—6要求 。
28
四,地形测量
在导线测量, 高程测量完成后进行:
按勘测设计的要求, 须沿初测导线测绘比例尺为
1,500~ 1,10000 的带状地形图 。
地形测量是以导线作为平面控制, 已知高程的导线
点及水准点作为高程控制进行的 。 有关地形测量的
原理, 方法等, 详见第 7章 。
29
§ 12—3新线定测
主要测量工作:
线路中线测量, 线路纵断面测量及线路横断面测量 。
一, 线路中线测量
纸上定线,初测完成后,在初测的带状地形图上设计,定出线路
中线 。
中线测量,是把在带状地形图上设计好的线路中线, 结合现场
具体条件, 测设于实地, 并用木桩标定, (主要工作 )
中线测量步骤, 分放线和中桩测设两步进行 。
?放线, 把纸上定线所确定的交点间的直线测设于地面上;定出
JD,ZD。
?中桩测设, 根据已定出的 JD,ZD详细测设直线, 曲线; ( 实地
进行丈量距离, 测量转向角 ) 并按规定钉设中线桩 ( 公里桩,
百米桩, 加桩 ) 。
30
(一)放线
放线常用的方法:
拨角法放线:放线速度快, 但误差传递积累 。 ( 常用 )
支距法放线:误差不积累, 无检核;
极坐标法放线:放线速度快, 误差不积累;
具体采用什么方法,可根据线路经过地区的地形条件, 纸
上定线与初测导线的相互位置, 初测图纸的精度以及测量所
用的仪器设备精度而定 。
1,拨角法放线
根据图纸上定线的 JD 坐标,预先在室内计算出每条直线线
段的长度 D及其坐标方位角, 进而计算出转向角 ?;
到现场置仪器于交点 JD,拨转向角 ?, 量距 D,放出中线并检
核 。
拨角法放线步骤,计算放线资料, 实地放线, 调整误差 。
31
(1)计算放线资料
① 计算交点和转点的极坐标:
如 图 12-4为一平面图的局部,图中 C0, C1……为初测导线 点 ;
JD0,JD1……为纸上定线 交点 。 初测导线各边的坐标方位角
及导线点的坐标均为已知;
直接从图纸上量取交点 JD0 JD1……的坐标,
反算各转 (交 )点间的边长 Si及其坐标方位角 ?JDi-JDi+1 ……,
计算出各交点的转向角 ?= ?JDi-JDi+1 - ?JDi-1-JDi
计算交点 ( 转点 ) 极坐标 ?,S( 相对于导线点 )
如图 12-4及 表 12-8,由导线点 C0 测设中线起点 JD0 的极坐标
测设数据为:
JD0 的转 向 角:
>0,右转
<0,左转
17201 2 4
06261 9 8945074 0
0010
?????
?????????? ?JDCJDJD ~~ ???
(左 转 )
63701 4 3 1000 ??????? CCJDC ~~ ??? S =145.47
32
图 12-4 拨角放线
33
? ?
1
桩号
坐 标( m) 坐标增量( m) 坐标方位角
α
° ′ ″
直线长
度
S(m)
交点转向角
x y x y ° ′ ″
C1
235 18 30
C0 16293 54311 ?=
143o 07 ′ 36?-138 -46 198 26 06 145.47
16125 54265 124 20 17 左
153 537 74 05 49 558.37
16278 54802 7 12 40 (右 )
85 556 81 18 29 562.46
16363 55358 9 25 19 (左 )
228 697 71 53 10 733.34
16591 56055 55 42 04 右 )
-458 595 127 35 14 750.8616133 56650
JD0
JD1
JD2
JD3
JD4
表 12— 8 拨角法放线距离及偏角计算表
34
② 计算曲线要素及主点里程
根据直线转向角 ?, 曲线半径 R及缓和曲线长度 l0,计算曲
线各要素及曲线主要点里程 。
资料经核对无误后,应填在拨角定线资料表中,供外业中桩
测设时使用 。
( 2) 现场放线
A,放线,(见 表 12-8)
在 C0 点置镜,后视 C1点,拨角 143° 07′ 36″ 定出方向,量距
145.47m定出 JD0 。
在 JD0置镜, 后视 C0点,倒镜,反拨 124° 20′ 17″ (盘左盘
右分中法 )定出方向,量距 558.37定出 JD1 …依次置镜,根据
相应的直线长度 s及转向角,顺序定出 JD2,JD3 …等直线交点 。
35
B、测量方法与精度要求
水平角观测, 应使用 DJ2或 DJ6级经纬仪,采用正倒镜分中法
测设, 在限差范围内时取平均值 。
边长, 可用光电测距仪, 钢卷尺测量,
精度要求, 与初测导线的精度要求相同, (见 表 12-1)
只不过定测时是测设转向角和中线 (初测时是量测角度和边
长 )。
在量测中线的同时,按规定应钉设百米桩, 公里桩, 加桩,
曲线主点桩和测设曲线等 。
36
检测较差 相对闭合差
光电测距
( mm)
其它测
距方法
光电测距
其它测
距方法
( 水平角平差 ) ( 水平角不平差 )
22 MD
2000
1
4000
1
2000
1
2000
1
水平角测量精度:
按, 测规, 规定进行,用测回法测角, 角度半测回较差在
± 15″ ( J2) 或 ± 30″ ( J6) 以内时, 取平均数作为观测结果 。
导线边长的量测与精度
37
(3) 调整闭合差
拨角法定线的缺点是误差积累 。
为了保证放线的精度,每隔 3~ 5km,特殊情况下不大于 10km,
应与初测导线 ( 或航测控制点, GPS点 ) 联测一次,联测闭合差
不应超过以下规定:
长度相对闭合差:
水平角闭合差:
n为测站总数 。 计算长度相对闭合差时,长度采用初, 定测
导线闭合环的长度 。
当闭合差超限时,应查找原因予以改正;当闭合差符合精度
要求时,则应按具体情况进行调整 。
2000
1
n03 ???
38
( a) 联测:
图 12-5中 B,C及 D分别表示纸上定线点 JD2,JD3, JD4,M、
N表示初测导线点 C3,C4,b c是拨角放线后线路中线交点 JD2
和 JD3在现场的实际放出的位置 。 测量 cN边长和水平角 ?1,?2,
以便求出 ?bc 和 c点坐标 。
图 12-5 拨角放线闭合差
C3
C4
JD2
JD3
JD4
39
( b)计算闭合差
将初测导线点 M,N的坐标方位角, N点坐标 ( 由 表
12-8得 ) 以及测得的 cN边长和水平角 ?1,?2 填入 表 12-9中,
可 求出 ?bc 和 c点坐标 。
角度闭合差,线路中线的理论位置 BC的坐标方位角与放线
后实际位置 bc坐 标方位角之差, 即,f?=?bc-?BC;
f? 要小于
长度相对闭合差,长度闭合差是线路中线点 C的理论位置
与实际放出的 c点的实测位置之差,
f =( fx2+fy2) ? 。
其中,fx=xc-xC,fy=yc-yC 。 长度相对闭合差
f/?Di ? 1/2000,Di 为形成闭合环各边的边长 。
n03 ???
40
桩号 右角 β
° ′ ″
坐标方位角 α
° ′ ″
距离
( m)
坐标增量( m) 坐标( m)
Δx Δy x y
M
121 38 30
N 323 40 36 16457 56110
337 57 54 144.89 134.31 -54.36
c 266 05 12 16591.3 56055.6
251 52 42b
表 12-9 拨角定线闭合差计算表
41
图 12-6
( c) 调整闭合差
? 如图 12-6,线路中线的理论位置 B(JD2 ),C( J D3)、
D(JD4);放线后实际位置 b,c ; 当各项闭合差均小于限差时,
需调整闭合差 —— 即,让放线后 d点与理论位置 D重合。
?据 ?bc 和 c,D点的坐标,计算出在 c点置镜后视 b点,测设 D
点的资料,测设出 D点(图 12-6),并按前述方法测设后续各
点。
42
(1)纸上选点、量距
纸上选点,从初测的导线点或导线转点,做初测导线的垂线,把垂
线与纸上定线的交点做为定测中线的转点 ( 如 图 12-7中的
ZD4-3,ZD4-4等点 ) 。 其应地势较高,视野开阔,是理想的转点,
每段纸上定线的直线上,最少要有三个转点,且转点间尽可能
通视 。
纸上量距,转点(如 ZD4-3)选好后,分别量出初测导线点 (或转
点 )到纸上定线转点的支距长度 l。
2、支距法放线
适用于地面平坦,图上定线点与导线点较近。
优点,不存在放线误差积累。
图 12-7JD4
43
( 2)现场放线
a)放线,根据示意图,到现场找出相应的初测导线点,按着已量
得的支距距离 l和角值,距离 l用皮尺测设,角度用经纬仪或简易
仪器方向架测设。放出的各点应打桩、钉钉、插旗标示其位置
b)穿线:
支距法放出的点均是独立的点,在现场测设同一条直线上
的点( A,B,C)不在一条直线上, 须用经纬仪将各转点调整
到同一直线方向上,这一工作就叫做 穿线 。
方法, 将经纬仪安置在一个放线点上,照准最远的一个转
(ZD),由 远而近 逐一将中间各点都移到直线 (视线 )上;或者移
动仪器至某一点,使得位于仪器前后的大多数转点,都极接近仪
器正倒镜视线所指示的直线方向,则仪器视线方向,便是所放直
线方向。
44
c)延长直线
延长直线一般采用经纬仪盘左盘右分中法 。 如图 12-8,设
AB线段需延长,在 B点置经纬仪,盘左后视 A点,倒转望远镜定
出 C1点;平转望远镜盘右照准 A点,再倒镜在地面上定出 C2。
当延长 直线每 l00m点 C1与 C2间横向距离小于 5mm时,可将
C1与 C2点连线分中定出 C点,BC段便是 A B的延长线 。
,测规, 规定,当 B,C点间距大于 400m时,正倒镜的点位横
向差不大于 2Omm。
图 12-8
C1
C
C2
45
延长直线时应使前后视距离大致相等,距离最长不宜大
于 400m,最短不宜小于 50m。 对点时,应尽可能用测钎或
垂球;当距离较远时可改用花杆对点,但须分中照准花杆
的最下端 。
d)直线中间加点
如 图 12-9,当点 A,B相距过远或 两点虽相距不远但不
通视,需在中间加设一点 P。设 P′为一近似点,求出它与 P
点的偏距 e值,即可定出点 P。
图 12-9
46
置镜 P′ 点,测角 ?, 量出两边长度 a,b。
设 的面积为,则
当 e 值很小时,则
由公式 ( 12-9), ( 12-10) 式
根据 e值移动仪器,按以上步骤重复,直到 ?=0时为止。
ebaab )(s i n ???
?s i nba abe ?? ( 12-11)
,baAB ??
ebaeAB )(2 ????? ( 12-10)
BPA ?? ?s in2 ab?? ( 12-9)?
图 12-9
47
( 3)交点, 测设相邻两直线的交点( JD)
交点是确定中线的直线段方向和测设曲线的重要控制点 。
图 12-10中 A,B,C,D为地面相邻两直线上的转点 (ZD)。
a)在 A点置镜,后视 B点,延长直线 BA,在估计与 CD直线相交处
的前后,打两个木桩 a,b(俗称“骑马桩”),在 a,b桩上钉
钉、拉上小线,则 ab弦线就是 BA直线在交点左右的延长线;
b)在 C点 置镜,后视 D点,延伸直线 DC与 ab线相交定出 JD,打下
木桩,再用测钎 (铅笔尖 )或垂球在桩顶 ab方向上重新对点确定
点位,钉上小钉以标示 JD 的位置。
48
有时在 CD直线延长线,也设置两个骑马桩 c,d,拉
上小线,在 ab,cd两细线交点的位置上,打桩钉钉,最后
定出交点。
图 12-10
不
不
49
3.极坐标法放线
此法是将光电测距仪安置于导线点上,利用极坐
标法测设点位的原理,同时测设数条直线上的若干个
点。其测设数据如距离、角度等通过坐标反算求得。
最后也要经过穿线等来确定直线的位置。
极坐标法充分利用了光电测距仪速度快、精度高
和测程长的优点,提高了放线效率。
50
(二)中桩测设
放线 工作完成之后,地面上已有了控制中线位置的转点桩
ZD和交点桩 JD。
中桩测设 ——依据 ZD和 JD桩,将中线桩详细测设在地面上,
这种工作通称 ?。
中桩测设内容 ——包括 直线测设 和 曲线测设 (第十一章 )。
直线测设:
1) 中线上应钉设 5O米 桩, 百米桩, 公里桩和加桩 。
2) 加桩设在地形变化处或设计需要处的整米处 。 如:沿线路
纵横向地形变化处, 地质不良地段变化处, 线路与其他道
路, 通讯线路或输电线路交叉处等 。 在铁路大型工程地段
( 如桥梁, 隧道两端 ) 也应设置加桩 。
51
3) 限差,中线距离可用光电测距仪或钢尺往返测量,在限差以
内时取平均值 。 百米桩, 加桩的钉设以第一次量距为准 。
中桩桩位误差,按, 测规, 要求不超过下列限差,
横向为 10cm;
式中 s—转点至桩位的距离,以 m计 。
4) 固桩,定测控制桩 ——直线转点、交点、曲线主点桩,一般
都应用固桩。固桩可埋设预制混凝土桩或就地灌注混凝土
桩,桩顶埋设铁钉表示点位。
ms ?
?
??
?
? ? 1.0
2000纵向为
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二、线路高程及纵断面测量
定测阶段的水准测量分为,基平测量和中平测量 。
基平测量的任务,与初测阶段一样,是 沿线路建立水准基
点,以便为定测线路及日后的施工和养护提供高程控制 。
中平测量的任务,是 沿着定测线路中心线的标桩进行中线
水准测量,亦称中桩抄平 。 利用中线水准测量的结果绘制纵
断面,为施工设计提供可靠的资料依据 。
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(一)线路水准点高程测量
1.水准点的布设
定测阶段水准点的布设应在初测水准点布设的基础上进行 。
首先对初测水准点逐一检核,其不符值在土 3Omm (K为水准
路线长度,以 km为单位 ) 以内时,采用初测成果;若确认超限,
方能更改 。
其次,若初测水准点远离线路,则重新移设至距线路 l00m
的范围内 。 水准点的布设密度,一般 2km设置一个,但长度在
30Om以上的桥梁和 500m以上的隧道两端和大型车站范围内,
均应设置水准点 。
水准点设置在坚固的基础上或埋设混凝土的标桩,以 BM表
示并统一编号 。
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2.水准点高程测量
测量方法与要求同初测水准点高程测量 。
3.跨河水准测量
在铁路水准点测量中,当跨越河流或深谷时,由于前, 后视
线长度相差悬殊及水面折光的影响,不能按通常的方法进行
水准测量 。 当跨越大河, 深沟视线长度超过 200m时,应按跨
河水准测量进行 。
( 二 ) 中桩高程测量 (定测中平 )
初测中平:是测定导线点及加桩桩顶的高程,为地形测量建
立图根高程控制。
定测中平:是测定中线上各控制桩,50米桩、百米桩、加
桩所在地面高程,为绘制线路纵断面提供资料。
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1、中桩水准测量
方法,采用一台水准仪单程测量,测量应 起闭于水准点,限
差为土 5O mm(L为水准路线长度,以 km计 )。中桩高程宜
观测两次,其不符值不应超过 10cm,取位至 cm。中桩高程闭
合差在限差以内时可不作平差。
记录计算,在水准点, 转点上有后视读数和前视读数, 各
中桩处有中视读数 ( 见 图 12-11) 记录, 计算表格如 表 12-10。
中桩高程计算采用仪器视线高法, 即
中桩高程 = Hi-中视读数 ; Hi=后视点高程 +后视读数 。
图 12-11中 HBM1=52.460m,HBM2=55.471,
fh=55.450-55.471=-21mm; Fh= ?70mm。
L
56
图 12-11
57
表 12-10
58
2.跨深谷的中桩水准测量
如图 12-12。 为了避免因仪器通过沟底的多次安置而产生的
误差, 先在 测站 1先读取沟对岸的转点 2+200的前视读数, 再
以支水准路线形式测定沟底中桩高程 (宜另行记录 );最后, 将
仪器搬至 测站 4读取转点 2+200的后视读数, 再继续往前测量 。
为了削减 由于测站 1前视距离长而产生的测量误差, 测站 4
( 或以后其他测站 ) 的后视距离适当加长, 使后视距离之和
与前视距离之和大致相等 。
当跨越的深谷较宽时, 也可采用跨河水准测量方法传递高程 。
图 12-12
59
(三 )绘制线路纵断面图
纵断面图,横轴 ——中桩里程, 纵轴 ——中桩地面高程
根据已测出的线路中线里程和中桩高程绘制纵断面图, 形
象地将线路中线经过的地形, 地质等自然状况以及设计的线
路平, 纵断面资料表示出来, 如 图 12-13。
线路纵断面图通常绘在厘米方格纸上。为了线路纵断面设
计的需要,一般采用的高程比例尺(纵坐标)是水平距离比
例尺(横坐标)的 10倍,从而突出地面纵向的起伏( p241)。
线路纵断面图上的内容:
连续里程 表示线路自起点计算的公里数, 短粗线表示公里
桩 的位置, 线条下的注字为公里数, 线条左侧的注字为公里
标至相邻百米标的距离 。
60图 12-13
61
线路平面 表示线路平面形状 — 直线和曲线的图 。 图 12-13 。 中
央的实线表示线路中线, 在曲线地段表示为中心线向上下凸出:
向上凸出表示线路向右转;向下凸出表示线路向左转;斜线部
分表示缓和曲线;连接两斜线的直线表示圆曲线 。 在曲线处注
名曲线要素 。 曲线起终点的注字, 表示起终点至百米标的距离 。
里程 表示勘测里程, 在整百米和整公里处注字 。
加桩 竖线表示加桩位置, 旁边和注字表示加桩到相邻百米桩
的距离 。
地面标高 是各中线桩的地面高程 。
设计坡度 用斜线表示, 斜线倾斜方向表示上坡或下坡 。 斜线上
面的注字是设计坡度的千分率 ( 如坡度为5 ‰, 注字为5 ),
下面的注字为该坡段的长度 。
路肩设计标高 路基肩部的设计标高, 由线路起点路肩标高, 线
路设计坡度及里程计算得出 。
工程地质特征 表示沿线地质情况。
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三、线路横断面测量
线路横断面测量的目的,是测量垂直于线路方向的地面线,
并绘制线路横断面图。 主要用于路基断面设计、土石方数量
计算、路基施工放样以及挡土墙设计等。
1,横断面施测地点及其密度
横断面施测地点及横断面密度:在曲线控制点、公里桩、百
米桩、和线路纵、横向地形变化处,在铁路站场、大、中桥
桥头、隧道洞口、高路堤、深路堑、地质不良地段及需要进
行路基防护地段宽度、应根据地形、地质情况适当加大横断
面施测密度。
宽度,横断面测绘宽度应满足路基、取土坑、弃土堆及排水
系统等设计的要求。
63
图 12-14
2,横断面方向的测定
线路横断面应垂直于线路中线 ( 在曲线 上与 切线相垂直 ) 。
确定直线地段的横断面方向, 用方向架测设, 如 图 12-14,
将方向架立于中线测点上, 用一个方向瞄准中线远方花杆定
向, 则方向架瞄准的另一个方向, 就是横断面的方向 。
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2) 确定曲线上横断面方向:
方法 1,将仪器 ( 方向架, 经纬
仪等 ) 置于点 B,先瞄准分弦
点 A,测定弦线 AB的垂直方向
BD′, 并标出点位 D′ ;再瞄
准 另 一 侧 分 弦 点 C ( 要求
BC=AB), 测设弦线 BC的垂直
方向 D″, 标出点位 D″, 应使
BD″ =BD′ 。 最 后 分 中
D′ D″ 得 D点, 则 BD方向,
就是 B点的横断面方向 。
( 如 图 12-15) 。 图 12-15
方法 2,根据曲线资料可计算 出 BA点的 弦切角 α,置于 B点的经
纬仪照准 A点后, 顺时针拨 ( 90+α) 角, 即定出横断面的方向 。
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3, 横断面的测量方法
( 1) 手水准测横断面
测量时,以方向架定向,选择方向上变坡点立尺或花杆,
皮尺量距,手水准测高差。表 12-11是手水准测量记录格式,
按线路里程增加方向的左、右侧分别记录测量成果,分母是
相邻测点间的平距,分子是相邻两点间高差。 在绘制横断面
图时,再统一换算成各测点到中桩的距离和与中桩的高程差。
1 8,5
2,6+
8,7
- 1,9
012
12+
.
.
1 6,0
- 1,4
1 0,5
1,8+
1 4,5
- 1,4
左 侧 中 桩 号 右 侧
DK4+111
表 12-11横断面测量记录格式
66
( 2) 水准仪测横断面
适用于,地势平坦, 通视良好, 横断面精度要求较高 。
横断面仪器,用方向架 (或其他仪器 ), 皮尺 (或钢尺 )量距 。
测量方法,与中桩水准测量相同, 即后视转点取得仪器高程后,
将断面上的坡度变化点 (测点 )作为中间点观测 。 若仪器安置适
当, 置一次镜可观测一个或几个横断面, 如 图 12-16所示 。
如果地面横向坡度较大, 为了减少置镜数, 可以采取以两台水
准仪分别沿线路左右侧测量的方法 。
图 12-16
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( 3) 经纬仪测横断面
( 4) 光电测距仪测横断面
将经纬仪或光电测距仪安置在中线桩上, 定出横断面方向
后, 即可较快地测出各测点的距离和高差 。 这些方法既能
保证精度, 效率又高, 可适用于各种地形 。
注意:记录表格中的 距离是仪器到立尺或反射镜点的距离
4,横断面测量检测精度与横断面图的绘制
( 1), 测规, 对线路横断面测量检测限差规定:
高程,?( h/100 + L/200 + 0.1) m
明显地物点的距离,?( L/100 + 0.1) m
式中 h — 检查点至线路中桩的高差 ( m) ;
L— 检查点至线路中桩的水平距离 (m)。
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( 2) 横断面图 绘制,
坐标,纵坐标 ( 高程 ), 横坐标 (水平距离 ),绘在厘米格纸上
比例尺,纵横一致, 1,200( 图 12-17) 。
横断面图最好现场 绘制, 以便及时检查 。
绘制根据,测点到中桩距离 ( 从中桩开始, 分左右两侧 )
测点的高程 ( 或各点相对与中桩的高差 )
图 12-17
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§ 12— 4 线路施工测量
线路施工测量的任务,是在地面上测设 线路施工桩点的
平面位置和高程,线路施工桩点主要是指,中线桩和标志
路基施工界线的边桩。
线路复测,在线路施工开始之前, 必须进行 中线复测,
把定测时的中线桩恢复起来;还应检查定测资料的可靠性,
这项工作称为 ~。
路基边坡的放样,修筑路基以前, 需要在地面上把标志
路基的施工界线桩钉出来, 作为线路施工的依据, 这些标
桩称为边桩 。 测设边桩的工作, 称为路基边坡的放样 。
70
一,线路复测
线路复测 包括线路中线和路线水准复测, 它与定测的工作内
容和方法基本相同,
1,交接桩点,
首先与设计院交接有关测量资料 (初测, 定测资料 ),并在实地
交接桩点 ( 导线点, 水准点, 中线桩 )
2,复测:
( 1) 用与初测和定测相同的方法测定导线点, 水准点;
( 2) 用与定测相同的方法检测或恢复被破坏的中线点 ( JD,
ZD, 曲线主点, 百米桩, 公里桩, 曲线桩等 ) 。
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复测与定测成果不符值的限差如下:
a,水平角,± 30″;
b,距离:钢尺 1/ 2000,光电测距 1/4 000;
c,转点的横向差, 每 l00m不应大于 5mm,当距离超过 400m时,
不应大于 20mm ;
d,曲线横向闭合差, 10cm; e,水准点高程闭合差, ± 30mm;
f,中桩高程, ± 10cm。 在施工之前须进行路线水准测量 。
复测结果与定测资料比较相差不大时, 应采用定测成果 。
当复测与定测成果不符值超出容许范围时, 应多方寻找原因 。
如确属定测资料错误或桩点发生移动时, 则应改动定测成果 。
3,横断面加密,由于在施工阶段对土石方的计算要求比设计
阶段准确, 在平坦地区为每 50m一个, 在土石方数量大的复
杂地区, 应不远于每 20m一个 。 在施工中线上 加密 里程桩,
每 50m或 20m一个桩 。
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二、路基放样
路基放样的内容:是钉设路基纵断面上的施工零点和测设路
基横断面的边坡桩 。
路基边坡的放样依据,横断面上所设计的路基,
填方,路堤
挖方,路堑
施工零点, h=0,不 填不挖 。
1,路基施工零点的测设
路基施工的零点,是线路纵断面图上设计中线与地面线的交
点, 即在地面上线路中线不填不挖点 。
测设实质,施工前要在中线桩两侧用桩标出填, 挖边界桩 。
路堤 路堑
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( 1) 零点位置的计算,设相邻里程桩 A,B之间的水平距离为 d,
零点距邻近里程桩 A的水平距离为 x, A点挖深为 a,B点填
高为 b。
则 故
( 2) 零点的测设,自 A起 沿中线方向量水平距离 x,即可测设
出零点桩 O。
图 12-18 路基施工零点测设
xd
b
x
a
?? dba
ax ?
??
74
2.路基边桩的测没
边桩,沿线路中桩两侧用桩标志出路堤路基边坡脚或路堑
边坡坡顶的位置, 即填土或挖土的边界桩 。
边桩放样常用图解法和逐点接近法两种方法 。
( 1) 图解法
适用条件,当地形变化不大, 横断面测量和绘图准确时使用 。
测设方法,在横断面图上量取边坡线与地面线交点至中桩的
水平距离 D,再实地边桩放样 。
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( 2) 逐点接近法
地面平坦时,
a)计算中线桩到边桩的距离 D:
D=b+m?H, b— 线路中心到路肩边缘的宽度,
H — 路基顶部到中桩地面的高差(填挖高),
坡度 1:m= H:d,d — 坡顶到坡脚的水平距离。
例如图 12-19( a) 中 1,m= 1,1.5,则 D1 =b1+1.5?H。
b)由 中线桩向横断面的左侧量取 D1,钉出边桩。
图 12-19
1:m= H:d
76
边桩到中线桩的距离随着地面的高低而发生变化, 需用逐
点趋近法进行测设 。
a) 在断面方向上边桩大致位置点 1处竖立水准尺,再用水准仪测
出 1点与中桩的高差 h1,用尺量出 1点至中桩的距离 D′ (图 12-20)
地面倾斜时
图 12-20
77
b) 计算边坡桩至中桩的距离 D,
测设路堤下坡一侧时, h1取, +”; 测设路堤上坡一侧时,h1取, -”。
测设 路堑 下坡一侧时, h1取, -”;测设路堑上坡一侧时, h1取
,+”。
c) ΔD=D— D′如 ΔD >0,向 1点的 外边量取 ΔD得 2点 ;
ΔD <D′时, 向 1点 里边量取 ΔD得 2点 。 再次进行试测, 直至 ΔD
<0.1m时, 即可认为立尺点即为边桩的位置 。
)( 1hHmbD ???? ( 12-12)
图 12-20
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三,铺设铁路上部建筑物时的测量 (路基竣工后)
在路基上部建筑物的施工时进行 。 路基上部建筑物包括:
道碴, 轨枕和铁轨 。 为了保证路基上部建筑物按设计的平
面位置和高程位置的要求建造起来, 在铺设道碴之前还必
须进行如下的测量工作 。
1,在路基上放样线路中心线,据路基范围以外的控制桩进行
的 。 放样时应将中心线上的里程桩全部钉出, 并对曲线的
放样细致地进行检核;
2,沿中线标桩进行纵断面水准测量,即应沿中线标桩进行水
准测量, 并根据测量的结果计算出每个标桩处路基面的高
程, 与设计高程进行比较, 以此对路基进行修整, 使之符
合设计要求;
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3,铁路上部建筑物的平面位置和高程位置的放样:
铁路上部建筑物的平面位置是由中心线的标桩向两侧量距
放样出来的 。 上部建筑物在高程方面的设计位置一般放样在
中线标桩的侧面上, 或以划线或以切口表示 。 第一个标记为
路基顶面的标高, 第二个记号为轨枕底平面的标高, 而第三
个记号则是钢轨顶面的标高 。 在直线地段内两轨的标高是一
致的, 曲线地段则应考虑到外轨的超高 。
? 铺设轨道时高程放样的容许误差为 ± 4毫米, 因此操作时
应认真细致 。
80
作业,P263~264
1,2,6,7,8,9,10,11,12,13,14