第十二章 铁路及公路线路测量 本 章 提 要 本章系统地介绍了铁路及公路线路测量的内容和方法。前半部分介绍了铁路测量中的新线初测、定测以及既有铁路线路和站场测量,详细讨论了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以及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,阐述了既有线线路的纵向丈量和横向测绘,线路中线平面测量、高程测量和横断面测量及站场测绘的基本内容和方法;后半部分介绍了公路线路的测量工作。 §12—1铁路线路测量概述 一、铁路线路勘测概述 铁路线路勘测的目的就是为铁路的设计搜集所需地形、地质、水文、气象、地震等方面的资料,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,使其在国民经济和国防建设中充分发挥效益,故修建一条铁路,一般要经过下列程序: 1.方案研究 在小比例尺地形图上找出线路可行的方案和初步选定一些重要技术标准,如线路等级、限制坡度、牵引种类、运输能力等,并提出初步方案(在中比例尺地形图—如1:5万图上选出线路的多个位置)。 2.初测和初步设计 初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作,其主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文资料。初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定线路中心线的位置,亦称纸上定线,经过经济、技术比较提出一个推荐方案;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.定测和施工设计 定测是为施工技术设计而做的勘测工作,其主要任务是把初步设计中所选定的线路中线测设到地面上去,并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。施工技术设计是根据定测所取得的资料,对线路全线和所有个体工程做出详细设计,并提供工程数量和工程预算。该阶段的主要工作是线路纵断面设计和路基设计,并对桥涵、隧道、车站、档土墙等做出单独设计。 二、线路测量 线路测量是指铁路线路在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作。它主要包括:为选择和设计铁路线路中心线的位置所进行的各种测绘工作;为把所设计的铁路线路中心线标定在地面上的测设工作;为进行路基、轨道、站场的设计和施工的测绘和测设工作。 为满足铁路线路勘测设计、施工的需要,我国铁路新线测量通常也相应分两阶段进行,即:新线初测和新线定测。 §12—2新线初测 线路初测工作主要包括:选点插旗、导线测量、高程测量、带状地形图测绘等。初测在一条线路的全部勘测工作中占有重要地位,它决定着线路的基本方向。 一、选点插旗 初测的首要工作是根据线路方案研究阶段在已有地形图上规划的线路位置,结合实际情况,选择线路转折点的位置,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。选点插旗是初测工作的关键,能否选出优良的线路位置,将直接影响线路工程的质量。 插旗时一般应在铁路纸上定线的平面图上标出大旗点的位置和标高,并记录线路沿线的特征。大旗插完以后需要绘制线路的平、纵断面图,以研究确定地形图测绘的范围。当发现个别大旗位置不当或某段线路还可改善时,应及时改插或补插。大旗间的距离以能表示线路走向及清晰地观察目标为原则。 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。 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线放线的基础,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。导线点的编号自起点顺序编写,点号之前冠以“C”字。如“C5”,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。 (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。 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)          三、导线的联测与检核 1、概述 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。 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。 图12-1 方位角检测 由观测角β推算BC边的方位角时其计算式为  (12-1) 如果以B点上的真北方向为准,则BC边上的计算方位角AK′为  (12-2) 式中 —子午线收敛角; —A、B两点的平均纬度; —A点的经度; —B点的经度; 当B点在A点之东时, 取正号;反之,取负号。 由于观测误差的存在,因此和将不相等,产生角闭合差为  (12-3) 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。 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) 式中 、—改化为大地水准面上的纵、横坐标增量的总和,以米为单位; 、—根据边长和平差后的角度计算的纵、横坐标增量的总和,以米为单位; Hm—导线的平均高程,以公里计; R—地球的平均曲率半径,以公里计。 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。计算公式为:  (12-5) 式中 、—高斯平面上纵、横坐标增量的总和,以米为单位; —导线两端点横坐标的平均值,以公里计。 四、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,这项工作简称坐标换带。它包括6°带与6°带的坐标互换、6°带与3°带的坐标互换等。 坐标换带的基本公式,是根据邻带坐标换带的原理,找出地面上任意一点P 在西(东)带的投影坐标(x1, y1)与其在东(西)带的投影坐标(x2,y2)之间的内在联系而建立的。基本公式分严密公式和近似公式。为方便计算,将基本公式的换带常数编制成表,称坐标换带表,供计算时直接查用。 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。 五、高程测量 初测阶段高程测量的目的:一是沿线路设置水准基点,建立线路高程控制系统;二是测量中桩(导线桩、加桩—地形和地质显著变化处所钉设的桩橛)高程,为地形测绘建立较低一级的高程控制系统。 水准点高程测量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。 水准点应沿线路布设,做到既方便又实用,又利于保存。《测规》要求,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l00m范围内。如果有条件,水准点宜设在不易风化的基岩上,坚固稳定的建筑物上亦可埋设混凝土水准点。水准点设置后,以“BM”字头顺序编号。 1、水准点高程测量 1)水准测量 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。 测量所使用的水准仪精度指标不应低于S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。 水准测量通常可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12-4)内时,取其平均值。 为了保证水准点测量精度,应注意以下各点: (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: 表12-4五等水准测量精度  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ACBD=15~20m。往测程序如图示:首先在C点置镜,观测完B点后,应尽快渡河(越谷)至D点置镜,在观测A点时不允许再调焦。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。 2)光电测距三角高程测量 用光电测距三角高程测量方法测量水准点,宜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。 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。因此,在测量时应尽可能缩短往返测量得时间间隔,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。 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 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   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。 2、中桩高程测量 1)水准测量 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) 2)光电测距三角高程测量 前已叙及,光电测距三角高程测量是与导线边长测量、水准点高程测量同时完成的。但为了满足往返测“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;又由于中桩高程精度要求较低,用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。 表12-7 中桩光电测距三角高程测量观测 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    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。 六、 地形测量 在导线测量、高程测量完成的基础上,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。 §12—3新线定测 定测阶段的主要测量工作是: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 初测完成后,在初测的带状地形图上设计,定出线路中线。这一工作称为纸上定线。 中线测量是定测阶段的主要工作,它的任务是把在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。 中线测量工作分放线和中桩测设两步进行。 放线,是把纸上定线所确定的交点间的直线测设于地面上; 中桩测设,是实地进行丈量距离、量测转向角、测设曲线,并按规定钉设中桩(公里桩、加桩)。 1、放线 放线常用的方法有拨角法放线、支距法放线及极坐标法放线等。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 根据平面图纸上定线交点的坐标,预先在室内计算出每条直线线段的长度及其坐标方位角(进而计算出转向角),然后到现场置仪器于交点,拨角、量距放出中线。拨角法放线分为三个步骤:计算放线资料、实地放线及调整误差。 (1)计算放线资料 ①计算交点和转点的极坐标 , 即计算在导线点或测设出的交点上测设其他点的水平距离S、水平角β或转向角α。 转向角α=α前-α后, α>0 ,为右转;α<0,为左转。α后为后一直线的坐标方位角, α前为前一直线的坐标方位角。 图12-4为一平面图的局部,图中…为初测导线;……为纸上定线。初测导线各边的坐标方位角及导线点的坐标均为已知;纸上定线各交点(JD)的坐标,可直接从平面图上量出。由坐标反算公式,可求出纸上定线各边长度及其坐标方位角,从而可求出各交点偏角,如表12-8。所有室内计算结果,应使用比例尺和量角器在平面图上核对。 如图12-4及表12-8,由导线点C0 测设中线起点的极坐标测设数据为:   的转向角: (左转) 表12—8 拨角法放线距离及偏角计算表 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   ° ′ ″  C     235 18 30    C 16293 54311          -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 14 750.86    16133 56650       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l,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 根据室内计算资料,在C点置镜,后视C点,拨角143°07′36″定出方向,量距145.47m定出点。然后在、…依次置镜,根据相应的直线长度s及向角,用极坐标法顺序定出、…等直线交点。 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,其方法与精度要求与对初测导线的测量精度要求相同。所不同的是,初测时是量测角度和边长,定测时是测设转向角度和中线。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。 (3)调整闭合差 拨角法定线的弱点是误差积累。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。 图12-5是图12-4某一处的情况,为了叙述方便,将纸上定线转点、、分别用B、C及D表示;初测导线转点、则用M、N表示。bc是拨角放线后线路中线在现场的实际位置。 闭合差调整分以下几个具体步骤: ①计算闭合差 如图12-5,C点是线路中线转点的理论位置,c点是实测位置,则cC是长度闭合差;线路中线理论位置BC的坐标方位角与放线后实际位置bc标方位角之差,即是角度闭合差。 为计算闭合差,在c点与初测导线点N联测,测量角值、,丈量距离cN。初测导线点M、N及其边长MN的坐标方位角为已知;纸上定线转点B()、C()、D()及其各边方位角由表12-8得。有关已知值,均填入表12-9中。 表12-9拨角定线闭合差计算表 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 42       b         a.计算长度闭合差 由MN边坐标方位角()推算Nc边坐标方位角(); 根据Nc边长(144.89m)及其坐标方位角,计算坐标增量(134.31 m)及 (-54.36 m); 计算点c坐标(16 591.3 m),(56 055.6 m); C( )坐标已知(见表12-10):=16 591 m, =56 055 m; 则坐标闭合差:   长度闭合差  b .计算角度闭合差 按表12-11由Nc边坐标方位角(337゜57′54″)推算bc边坐标方位角(); 按表12-10已知BC边坐标方位角(); 则角度闭含差  c.精度检核 《测规》规定:长度相对容许闭合差容=,角度容许闭合差容=土2O″,n为测站数,本例n=9, 容=士60″。 长度相对闭合差K= 角度闭合差=28″<容=60″ ②闭合差调整 如果闭合差在容许范围以内,因其值很小,可不必调整继续放线;若误差超限,则应视具体情况予以调整,如图12-6,可将中线调整为bc′d(D),也可以将中线调程为bcd(D)。现以后一种情况为例,简单叙述其调整方法。 调整闭合差的目的,是为了使前一段放线所积累的误差到检查点(c)截止,要求放出的下一转点d,应恢复到纸上定线D()位置上,即d、D两点应重合。所以闭合差调整,实质上就是在c点如何设置D点的问题。具体步骤是: 根据c、D点坐标值反算cD边的边长(cD =750.57m)及其坐标方位角(=);已知bc边坐标方位角(),则c点转向角(右)。在c点置镜,后视b点倒转望远镜,顺时针拨角、量距cD、即可定出点D。 2.支距法放线 当地面平坦、初测导线与纸上定线间相距较近时,宜用支距法放线。支距法以导线点为基础,独立放出中线的各条直线,然后将两相邻直线延伸相交得交点,不存在拨角法放线所产生的误差传递、积累问题。实际工作时,常用拨角法放线,每隔一定距离用支距法校正一次,两种方法交替使用。 支距法放线分以下步骤:纸上选点、量距;现场放线;交点。 (1)纸上选点、量距 一般从初测导线的导线点或转点,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、等点。根据需要,也可以在纸上定线上选出便于放线的明显地物点,做为定测中线的转点,如地势较高,视野开阔,是理想的转点,它与初测导线点的距离为l,与-边有一夹角β。 转点(如ZD4-s)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=14.25m和支距与初测导线的夹角β=52.5°,记在平面图上,作为放线时的依据。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。 (2)现场放线 根据放线示意图,到现场找出相应的初测导线点,按着已量得的支距距离和角值,以初测导线为基础,用极坐标方法实地放线。一般距离用皮尺设置,角度用经纬仪测设;当角度为直角时,可使用简易仪器方向架、直角镜等测设。放出的各点,应打桩、插旗标示其位置。 ①穿线 由于放线资料和实际测设都存在误差,因此位于纸上定线中一条直线上的各转点,在现场设置后通常不在一条直线上,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”。 穿线方法:将经纬仪安置在一个放线点上,照准最远的一个转点(ZD),由远而近逐一检查,如各转点偏差不大,说明各点位的设置没有错误,此时,可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。 ②延长直线 在直线地段,常常需要根据两已知点延长直线。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。。 为了保证精度,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。 ③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。 置镜P′点测角,量出两边长度a、b。 设的面积为,则 2 (12-9) 当e值很小时,则  (12-10) 由公式(12-9)、(12-10)式   (12-11) 根据e值移动仪器,按以上步骤重复,直到=0时为止。 一条直线放出后,应就地与纸上定线核对,若满足了设计要求,则该直线即被确定,现场埋桩、钉钉,在地面上标出位置。 (3)交点 不同方向的相邻两直线在地面上放出后,要测设两直线的交点(JD),这一工作称为“交点”。交点是确定中线的直线段方向和测设曲线的重要控制点。 如图12-10所示,A、B、C、D为地面上不同方向的两直线转点。先在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。 搬动仪器置于C点,后视D点,延伸直线DC与ab线相交定出JD。具体钉测时,一人持花杆沿ab线左右移动,在仪器观测者的指挥下,找到交点位置打下木桩,然后用铅笔把ab线方向准确的划在桩顶上,再用测钎(铅笔尖)或垂球在桩顶ab方向上重新对点,点位确定后打下小钉,标示JD的位置。由于具体情况需要,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。 为保证交点的精度,交点到转点(或转点之间)的距离,宜介于400~50m之间。当地面平坦,目标清晰时,也不要长于500m;若点与点间距短于50m,则各项操作(经纬仪对中,望远镜照准,对点、钉点等等)都应格外严格、仔细。当地面有障碍无法测设交点桩时,可钉设副交点。 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。 12.3.1.2中线测设 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。依据ZD和JD桩,即可将中线桩详细测设在地面上,这种工作通称中线测量。它包括直线和曲线两部分,此处介绍直线测设,曲线测设按第11章所述进行。 中线上应钉设公里桩、百米桩和加桩。直线上中桩间距不宜大于5Om;在地形变化处或按设计需要应另设加桩,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。加桩一般宜设在整米处。 中线距离应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; 纵向为。 式中 s—转点至桩位的距离,以m计。 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。 12.3.2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。 12.3.2.1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。 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。 12.3.2.2中桩高程测量 初测时中桩高程测量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。定测时,则是测定中线上各控制桩、百米桩、加桩处的地面高程,为绘制线路纵断面提供资料。 1.中桩水准测量 中桩水准采用一台水准仪单程测量,水准路线应起闭于水准点,限差为土5Omm(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。 中桩高程测量方法如图12-11所示。将水准仪安置于I,读取水准点BMl上的尺读数,作为后视读数。然后依次读取各中线桩的尺读数,由于这些尺读数是独立的,不传递高程,故称为中视读数。最后读取转点的读数,作为前视读数。再将仪器搬至Ⅱ,后视转点,重复上述方法,直至闭合于BM2。中视读数读至cm,转点读数读至mm。记录、计算见表12-10。 中桩高程计算采用仪器视线高法,先计算出仪器视线高Hi,即 Hi=后视点高程+后视读数 中桩高程= Hi-中视读数 在表12-12中,并参考图12-11(a),测站I的视线高为: Hi =52.460+3.769=56.229 m 中线桩DK0+000的高程为: Hi -2.21=54.019 m,采用54.02 m 转点Z1的高程为: Hi -0.415=55.814m 隧道顶部和个别深沟的中桩高程,可以采用三角高程测量法测定。  2.跨深谷的中桩水准测量 线路在穿越沟谷时,会有较多加桩,加上地形陡峭,将给测量带来不便。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,可在测站1先读取沟对岸的转点2+200的前视读数,然后以支水准路线形式测定沟底中桩高程,支水准路线宜另行记录;沟底中桩水准测量结束后,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,可将测站4(或以后其他测站)的后视距离适当加长,以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。 12.3.2.3绘制线路纵断面图 根据已测出的线路中线里程和中桩高程,即可绘制纵断面图,从而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,以加大地面纵向的起伏量,从而突出表示出沿线地形的变化。断面图的上部表示中线纵断面情况(线路中线经过的地貌自然状况及线路中线的设计坡度线)和各种桥隧、车站等建筑物以及水准点位置等。下半部分表示线路中线经过地区的地质情况及各项设计资料等。现将各项内容简述如下:   连续里程  表示线路自起点计算的公里数,短粗线表示公里标的位置,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。 线路平面  表示线路平面形状—直线和曲线的示意图。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弯;向下凸出表示线路向左弯;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。 12.3.3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。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等。 12.3.3.1横断面施测地点及其密度 横断面施测地点及横断面密度、宽度、应根据地形、地质情况以及设计需要而定。一般设在曲线控制点、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,均应适当加大横断面施测密度和宽度。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。 12.3.3.2横断面方向的测定 线路横断面应垂直于线路中线,在曲线地段的横断面方向,应与曲线上测点的切线相垂直。 确定直线地段的横断面方向比较简单,通常用方向架测设,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。 曲线上横断面方向,一般采用以下方法确定。如图12-15,欲定出曲线上B点的横断面方向。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,就是横断面方向。 也可用经纬仪直接拨角定向。如图12-15,根据曲线资料可计算(或查表)得出弦切角α,置于B点的经纬仪照准A点后,顺时针转(90+α)角,即定出横断面的方向。 12.3.3.3 横断面的测量方法 根据铁路横断面数量多、工作量大,但测量精度要求不高的特点,在实际工作中,可根据仪器装备情况及地形条件,在保证测量精度的前提下,选择适当的测量方法,以提高工作效率。 1.手水准测横断面 测量时,以方向架定向,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:分母是测点间的平距,分子是两点间高差。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。 手水准轻巧,测量简便、迅速,亦可满足工程对精度的要求。 2.水准仪测横断面 当地势平坦、通视良好,或横断面精度要求较高时,可以使用水准仪测量横断面上各测点的高程。横断面用方向架(或其他仪器)定向,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。 表12-11横断面测量记录格式 左 侧 桩 号 右 侧   DK4+111    3.经纬仪测横断面 将经纬仪安置在中线桩上,定出横断面方向后,即可较快地测出各测点的距离和高差。如施测其他断面时,横断面方向可用方向架测定,测点距离可用皮尺丈量,高差由视距测量。这种方法既能保证精度,效率又高,可适用于各种地形。 4.光电测距仪测横断面 用光电测距仪测横断面的方法与上述相同。但由于测距仪视线长,测距仪与其它断面测站较远,故应有妥善的联系方法,以便协调地工作,充分发挥仪器的作用。为防止差错,出现混乱,应做好记录、画好草图。 12.3.3.4横断面测量检测精度与横断面图的绘制 《测规》对线路横断面测量检测限差规定如下: 高程:m 明显地物点的距离: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)。 横断面图,是根据测量成果绘在厘米格纸上。为了设计方便,其纵、横坐标(高程、水平距离)应采用同一比例尺:1:200。图12-17为绘制的横断面示意图。 横断面图最好在现场绘制,以便及时复核测量结果,检查绘图质量,也省去了室内绘图时所需要的一系列复核工作。若现场绘图,可不做测绘记录。 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标志线路中心位置的中线桩和标志路基施工界线的边桩。线路中线是线路施工的平面控制系统,也是路基的主轴线,在施工中必须保持定测时的位置。由于定测以后往往要经过一段时间才进行施工,定测时所钉设的某些桩点难免丢失或被移动。因此,在线路施工开始之前,必须进行一次中线复测,把定测时的中线桩恢复起来;同时还应检查定测资料的可靠性,这项工作称为线路复测。 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。 12.4.1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,首先按照定测资料在实地寻找交点桩、中线桩及水准点位置。倘若直线上的转点丢失或移位,可在交点上用经纬仪按定测资料拨角放样,补钉转点桩;倘若交点桩丢失或移位,可根据两直线上的两个以上的转点放线,重新钉出交点桩,重测转向角。复测结果与定测资料比较相差不大时,可按复测的转向角和定测时设计的曲线半径及缓和曲线长计算曲线要素,定出曲线控制桩。直线转点及曲线控制桩补齐以后,须在全线补钉里程桩。同样在施工之前还须进行路线水准测量。首先复测水准点的高程,然后在中线桩恢复以后,复测中桩高程。如果地面标高与原来定测资料相差过大,则应按复测结果计算填挖高差。此外,所有交点桩、曲线控制桩、直线转点桩都要求在土石方工程范围之外设置护桩,连结护桩的交会方向直线应正交,困难时交角不宜小于60℃。 复测与定测成果不符值的限差如下: 1.水平角:±30″; 2.距离:钢尺 1/2000,光电测距 1/4 000; 3.转点的横向差:每l00m不应大于5mm,当距离超过400m时,亦不应大于20mm; 4.曲线横向闭合差:10cm; 5.水准点高程闭合差:±30mm; 6.中桩高程:±10cm。 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。 此外,由于在施工阶段对土石方的计算要求比设计阶段准确,所以横断面要求测得密些,一般在平坦地区为每50m一个,在土石方数量大的复杂地区,应不远于每20m一个。因而,在施工中线上的里程桩也要相应地加密为每50m或20m一个桩。 12.4.2路基放样 路基横断面是根据线路中线桩的填挖高度在横断面图上设计的。在横断面中填方的称为路堤;挖方的称为路堑。当h=0时,为不填不挖,是线路纵断面图上设计中线与地面线的交点,称为路基施工的零点。 路基放样的内容主要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。 1.路基施工零点的测设 首先求算零点距邻近里程桩的距离。如图12-18。A、B为中线上的里程桩。 设x为零点距邻近里程桩A的水平距离; d为相邻里程桩A、B之间的水平距离; a为A点挖深;b为B点填高; 则  故  然后沿中线方向,自A量水平距离x,即可测出零点桩O。 2.路基边坡桩的测没 路基施工前,要沿线路中桩两侧用桩标志出路堤边坡坡脚或路堑边坡坡顶的位置,作为填土或挖土的边界。在边桩放样前,必须熟悉路基设计资料,才能正确测设边桩。边桩放样的方法很多,常用的有图解法和逐点接近法两种。 (1)图解法 当地形变化不大,在横断面测量和绘图比较准确的条件下才适用。在已有的横断面图地段,可以采用在图上量取边坡线与地面线交点至中桩的水平距离,进行边桩放样。在没有横断面图的地段,可以在现场进行补绘横断面图。 (2)逐点接近法 通过计算逐点逼近测设边桩的方法。 当地面平坦时,只需要经过一次计算,算出边桩到中线桩的水平距离D,即中线一侧路基面宽b与填(挖)高H乘以设计边坡的坡度之和。 (路堑还应加边沟顶宽及平台宽) 如图12-19所示 (设已知坡度1:m=1:1.5). 在起伏不平的地面上,边桩到中线桩的距离随着地面的高低而发生变化,就不能简单地像如上所述的计算,而需用逐点接近法进行测设。其法如图12-20所示,先在断面方向上,根据在横断面图上量得的边桩大致位置点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′。根据高差为h1时,按公式(12-12)计算边坡桩至中桩的距离D。  (12-12) 式中 b—侧路基面宽; m—设计边坡的坡度; H—路基中桩填挖高; h1—1点与中桩的高差(实测),h1的“±”号规定为: 当测设路堤下坡一侧时,h1取“+”;测设路堤上坡一侧时,h1取“-”。 当测设路堑下坡一侧时,h1取“-”;测设路堑上坡一侧时,h1取“+”。 如D>D′,说明桩的位置应在1点的外边;D<D′时,则边桩应在1点里边。如图12-20(a),D>D′,需要移动水准尺向外ΔD(=D—D′),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。用接近法测设边桩,需要在现场边测边算。使用逐点接近法有了实际经验之后,一般试测一两次后即可达到要求。 12.4.3铺设铁路上部建筑物时的测量 路基竣工之后,即可着手进行路基上部建筑物的施工。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:这项工作是根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,并根据水准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; 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。 12.5 既有铁路线路和站场测量 既有铁路线路测量,就是对既有线路状况作详细地测绘与调查研究,为铁路改建及增建第二线的技术设计提供翔实的资料。此外,由于列车运行和自然条件的影响,既有线的平、纵断面以及铁路限界内的地物、地貌都不同程度地发生了变化,须定期地进行铁路既有线测量,其测绘资料是日常运营管理、线路的正常维修、养护和特殊情况下线路修复的重要依据。 既有线改建及增建第二线的勘测设计工作分阶段进行。阶段的划分,要根据既有铁路的具体情况和改建方案的确定程度等来决定。如对于长大干线,一般经过初测,编制初步设计;定测,编制施工设计等勘测设计阶段。 既有线线路测量的内容有线路纵向丈量、横向测绘、水准、地形、横断面测量,线路平面测绘及站场测绘等。各勘测阶段由于其目的不同,因而对某些测量资料的深广度要求也不同。 12.5.1 线路纵向丈量及横向测绘 线路纵向丈量,又称百米标纵向丈量或里程丈量。 线路纵向丈量的目的,是沿既有线定出其百米标、公里标及加标。 12.5.1.1 量距 线路里程丈量起点,应由《计划任务书》规定,一般从指定的车站中心或桥梁建筑物中心的既有里程引出;支线、专用线与联络线等,以联轨道岔中心为里程起点,按其原有里程连续推算。所有起点里程均应与既有线文件里程核对取得一致。 量距按原里程增加的方向(一般为下行方向)连续进行。双线区段里程沿下行方向丈量,并行直线地段的上行线里程,是采用下行线里程向上行线投影的方法来确定,使两线里程一致;曲线地段,宜从曲线测量起点(简称曲起点)开始分别丈量,并在曲线测量终点(简称曲终点)外的直线上取得投影断链。当两曲线间的夹直线较短时,可把两条曲线看做是一条曲线连续丈量。当上行线为绕行线时,应单独丈量。断链应设在百米标处,困难时可设在以10m为单位的加标处;断链不应设在车站、桥隧建筑物和曲线范围内。 车站内的里程丈量沿正线进行。当车站股道为鸳鸯股布设时,由车站中心转换到另一股道连续丈量并推算里程(如图12-21中箭头所示)。 里程丈量原则上在线路中心上进行。实际工作时,除曲线范围内在线路中心线上丈量外,直线地段可沿左轨轨顶丈量或将线路中心线平行移到路肩上,沿路肩丈量。设有轨道电路的线路,里程丈量时应采用绝缘措施,以保证列车正常运行。 丈量里程应使用经过检定的钢尺进行。并对丈量结果进行尺长和温差改正;如线路坡度大于13‰时, 应同时考虑斜坡尺长改正。 量距一般应由两组人员持不同长度的钢卷尺依次向前丈量。两组丈量结果每公里核对一次,当相对误差不大于时,以第一组丈量的里程为准;如精度超限,由第二组重新丈量,当确信自己无误后,应立即通知第一组重新丈量并改正,之后,再继续前进。既有线里程丈量应与原有桥、隧及车站等建筑物里程核对,其差数应记录在手簿上。 12.5.1.2加标 线路纵向丈量应设置的标志有:百米标、半公里标、公里标和加标。直线地段一般设50m倍数的加标;在曲线起终点外40~80m处设置曲线测量起点及曲线测量终点,从曲起点至曲终点的曲线范围内,应设置20m整倍数的加标。此外,下列地点应增设加标,并分别规定其里程取位: 1.桥梁中心、中桥以上的桥台挡碴墙前缘和桥台尾,隧道进出口、车站中心、进站信号机及远方信号机等处,取位至cm; 2.涵渠、渡槽、平交道口、跨线桥、坡度标、曲线控制桩、跨越线路的电力线通讯线和地下管线等中心、新型轨下基础、站台、路基防护、支挡工程的起始点和中间变化点等,取位至dm; 3.路堤、路堑边坡的最高和最低处、路堤路堑的交界处、路基宽度变化处、路基病害地段等,取位至m。 拟加设的加标具体位置,最好在里程丈量前,用粉笔划在钢轨腹部,并在轨枕头部注明名称,以便记录。 线路上的所有公里标、百米标及加标位置,均应用白色油漆标记在钢轨的外侧腹部。直线地段标划在左轨上;在曲线范围内,则内外轨均应标记。如图12-22,在钢轨腹部,从上到下垂直画一竖线做为标记。公里标和半公里标应写全里程,百米标及加标可不写公里数。 12.5.1.3线路横向测绘 线路横向测绘,又称百米标横向测绘,是对既有线沿线地物、地貌做详细的调绘,以充实或修正既有线平面图。调绘重点是影响线路方案和第二线位置的控制地段。如果线路有新测绘的大比例尺地形图,则此项测绘内容可简化或省略;在地形图上精度达不到要求和显示有困难的有关地物亦应进行必要的调绘工作。为此.测绘工作开始前应尽可能搜集到该线路的各种平面图,并携带至现场。 既有线横向测绘成果,都应记录和反映在百米标详细记录簿上。 1.百米标记录簿 图12-23是百米标详细记录簿格式。记录簿中间一条上下直线代表线路中线,在其左右各1cm划两条平行线用以代表路肩。记录簿比例尺应根据地物、地貌的复杂程度确定,一般采用1:2000或1:1000。横向测绘开始前,先在室内根据纵向百米标丈量记录,将所测地段的百米标及加标,自下而上地抄在簿内中线右侧的1cm宽度内;路肩上的各种标志则根据实际情况,画在中线两侧的路肩线内。测绘时,以中线里程为纵坐标,与中线相垂直的横向距离为横坐标来确定点位。每边的调绘宽度一般以20m为原则,重点工程及用地较宽处,再酌量加宽。横向测绘精度,根据调绘内容的重要性,用钢尺、皮尺或目估测定。路基以内量至cm,路基以外量至dm,地貌分类(含土地类别)或行政区的分界可估至m即可。 测绘时,应在现场将图基本画好。当地物、地貌比较复杂,记录簿记录不清时,可将这部分地物、地貌用略图表示之,而将其详细情况绘于补充百米标记录簿内,并注明两种记录之间的关系,以便查阅。 2.测绘内容 基本可分为两大类: (1)地貌、地物的调绘 包括山丘、河流、公路、小路、水塘、房屋、电杆、路堤路堑分界点、取土坑、弃土堆 等位置的调绘,并应注明情况。如河流应注明名称、流向及能否通航,公路应注明宽度、路面材料及去向;水塘、取土坑应注明深度;房屋,如属路产应与台帐核对,如有拆迁的可能则应详细调查户主姓名、建筑材料类别、新旧程度等;通讯及电力线路应注明业主、电线对(根)数、电杆材料等,当其跨越线路时,应测出最低电线到轨顶的高度及电线与线路的交角;防护林,则应调查植物名称、树龄,并丈最距线路中心的距离等等。省、市、县、乡的分界线、水田、旱地、荒地等土地种类分界线,亦应调绘、核对。 (2)线路标志与设备的调绘 包括路基上的各种标志、桥涵、平(立)交道口、排水设备以及挡土墙、护坡等的调绘。如坡度标应注明坡度、坡长;曲线标应注明曲线要素;桥梁应按比例尺绘出平面示意图,并注明中心里程及孔数,如系跨线桥尚应注明与铁路的交角及净空;平交道口,应注明宽度、与线路交角、防护栏栅类别、有无看守、每昼夜通车对数及行人情况等等。沿线排水系统,应按要求进行调查,特别是排水不良地段,须测绘1:500或1:1000大比例尺地形图,或测绘排水沟中线及其纵、横断面图。 12.5.2 线路中线平面测量 既有线中线,特别是曲线地段的中线,由于受到列车强大的横向推力作用,常常会离开原设计的正确位置而发生移位。线路中线平面测量,就是通过外业的线路平面测量和内业的曲线半径选择与拨正量计算,以获取线路中线平面现状的资料。 12.5.2.1 线路中线测量方法 在运营线上进行线路中线测量,一般不在中线上进行,而是将中线平行外移到路肩上,即设置与既有线平行的中线外移桩,作为控制线路的依据,使测量在路肩上进行。这主要是考虑到测量工作尽量不干扰正常的运输生产、并确保双方的生产安全以及以后的施工方便等诸因素而确定的。在列车对数很少的线路上,也可以沿线路外轨进行测量,但必须有严格的安全措施。沿轨道测量的优点是工作简便、测量精度高;但是测量后,日常的维修养护和列车的日夜运行,使得测绘时的线路难以保持原状,设置在线路轨道上的各种控制点,将不同程度的发生了移位,因此测量时所提供的各种数据、资料精度也将难以保证。 1.线路中线外移桩的设置 中线外移桩一般设置在划有里程标记的钢轨同侧的路肩上。外移桩距线路中心的距离一般为2.0~3.0m(如图12-24),应注明里程。同一条线路上的外移桩的外移距离力求相等。如有困难,则在一个曲线范围内最好相等,以简化计算。为保证行人安全,并利于保护桩橛,设置的外移桩应打入地下,桩顶与地面平齐或位于地面以下2cm左右为宜。 直线地段,外移桩间距不应长于500m或短于50m,桩与桩之间应通视,并尽量设置在公里标及半公里标处。每设置一个标桩,都应及时记入手簿,并注明左右侧位置及外移距离等。 在遇到特大桥、隧时,外移桩须移回线路中心;当外移桩与曲线外侧非同侧,或当增建的第二线变侧时,外移桩应在曲线前的直线上换侧。换侧可采用等距平行线法进行(如图12-25),图中直角用经纬仪设置,将外移桩移到线路对侧,前后换侧点的边长应不短于200m。 图12-24 中线外移桩 图12-25 外移桩换侧 曲线地段,为了便于瞭望,最好将外移桩设在曲线外侧,特别是半径小、通视不良区段更须如此。但在连续反向曲线的情况下,为了减少外移桩的换边次数,亦可将外移桩设在曲线内侧的路肩上。 2.直线的测量方法 既有线直线测量时,是在直线各中线外移桩上安置经纬仪,作外移导线的水平角测量。同新线导线测量一样,在起点应测定起始边的方位角,然后按百米标的前进方向,用DJ6或DJ2经纬仪测出各外移桩的水平角,一般测一个测回即可。 12.5.2.2 曲线的测量方法 既有线曲线测量,是为选择合理的设计曲线半径与缓和曲线长度,为计算既有线曲线的拨正量提供平面测量资料。 既有线曲线测量方法有矢距法、偏角法和正矢法。正矢法由于测量精度较低,所以在线路改建及增建第二线的勘测设计中很少被采用。以下介绍矢距法和偏角法: 1.矢距法 矢距法测量曲线是利用曲线外移导线进行的。两相邻外移桩的连线称为照准线,如图12-26中的I—II、II—III……,在曲线外侧,从曲线测量起点的外移桩I开始,依次在外移桩I、III……置镜,测出曲线各分段的转向角φ1、φ2……,同时测出线路中心或相应的钢轨中心每20m点到照准线的各段距离值Ci , 则矢距 fi=C0-Ci 。 曲线上各转向角的测量要求,如表12-12 图12-26 矢距法测量曲线 表12-12测角要求及角值限差 仪器等级 测回数 两半测回间较差 (″ ) 两测回间较差 (″)  J2 1 20   J6 2 30 20   曲线测量的一般步骤是: (1) 置经纬仪于曲起点I,后视直线上一点A,前视II点,用全测回法测量转向角φ1,见表12-13中的1、2、3、6、7、9栏。 (2) 重新照准II点,读出照准线上矢距尺在I一II点间对应的曲线上各20m之C值(尺的零点位于轨头中心,如图12-26(b)所示),记入测绘记录手簿的前视栏中(表12-13中的第11栏),表中C值系矢距尺零位置于钢轨中心至照准线的距离。 (3) 在II点置镜,后视I点,读出II一I点间之各C值,记入后视栏(第12栏)中。前后视所测之C值不超过5mm时取平均值。量测转向角φ2。照准III点,读取II~III点间各20m点的前视C值。 (4) 重复以上工作,直至终点。 (5) 为了校核转向角φ,应同时量测大转向角φ,如图12-27。各分转向角总和与大转向角总和之差,即是角度闭合差Δβ。 Δβ=Σφ-Σφ 《测规》规定角度闭合差的容许值Δβ容 Δβ容=±30″ 式中 n—置镜点数。 角度闭合差在限差以内时,以各分转向角之和做为曲线的转向角角值。 2. 偏角法简介 如图12-28,既有线曲线的偏角i,是根据已知曲线间的长度(20m)和测点的实际位置测量出来的。图中的I点是曲起点的外移桩,II点是位于HY点附近的外移桩。现分别在I、II等点置镜,测出其前方每20 m曲线点的偏角(如iII-1、iII-2等)。在圆曲线范围内,置镜点间距视具体情况参照表12-14规定。 在外移桩上测量偏角使用放线尺。放线尺与矢距尺不同之处,是其外端固定一根测钎供照准测角用。 置镜点间每20 m加标的偏角,用全测回法测量1个测回;当上、下两半测回间较差在30″以内时,取平均值。置镜点间各偏角的测角要求及各偏角之和与总偏角之和的角度闭合差的限差,同矢距法测量。 12.5.3 线路高程测量 既有线高程测量的任务是核对或补设沿线水准基点以及测量既有线所有中桩(百米标及加标)的高程。中桩高程对于线路直线地段测左轨(标有桩号一侧)的轨顶高程;曲线地段测内轨轨顶高程。 水准点高程测量和中桩高程测量宜分开进行,不宜同时兼做。一般在水准点高程测量工作完成后,再进行中桩高程测量。 既有线高程应采用国家高程系统。如个别地段有困难,可引用其他独立高程系统,但在全线高程测量接通后,应消除断高,换算成国家高程系统(1985国家高程基准或56年黄海高程系统)。 12.5.3.1 核对和补设水准点 原水准点的编号和高程,一般应以既有线的资料为准,现地核对、确认,不但要求里程、位置相符,而且水准点的注记也要清晰易于辨认,否则按水准点遗失或损坏处理,应重新设点并另外编号、注记以资区别。 当原水准点间距大于2km时,应补设水准点;在大、中桥头及隧道口、车站等处应有水准点,否则应予增设。为方便桥涵丈量与施工,最好在一般小桥涵处设置临时水准点。增补的水准点,均应设置在拟修建第二线的另一侧,以防施工时受到破坏,而绕行地段则设置在绕行线同侧为宜。 12.5.3.2 测量方法与精度 水准点高程测量采取一组往返测量自行闭合或两组单程测量相互闭合的方法进行,其较差及与原有水准点的高程允许闭合差为±30 mm (L为单向水准路线长度,以km计),任何一组(次)测量闭合差超限,均须返工重测。只有在确认原水准点高程有误后,方可更改原有高程。新补设的(包括新更改的)水准点标高,不但要求施测的两组(次)闭合,而且要与其前后水准点高程闭合。 中桩高程测量也应测量两次。测量路线应起闭于水准点,其高程闭合差不应超过±30mm。当精度满足要求后,按与转点个数成正比的原则,将差值分配给各转点和中桩;调整后的中桩高程较差在20mm以内时,以第一次测量平差后的高程为准,取位mm。 12.5.4 线路横断面测量 既有线横断面图是线路维修、技术改造时设计、施工的重要资料,许多问题(诸如线路轨道拨正、道床抬高或降低、施工间距及施工措施等等),都需要在横断面图上考虑决定;由于线路维修或改建的需要,对既有工程建筑与设备的位置、标高等,在测量横断面时均应详细测绘、记录。因此,既有线横断面测量不但工作量大,精度要求也比新线横断面测量高。 12.5.4.1 横断面位置与测绘宽度 l. 横断面的位置 既有线的所有百米标及下述各点加标,均应测绘横断面图:线路填挖分界处、路堤和路堑的最高和最低处、路基宽度变化处、纵向变坡处、取土坑、弃土堆、排水沟、涵管中心、桥隧两端、平(立)交道口以及挡墙、护坡等防护建筑物及设备、路基病害与地质不良地段等。线路横断面的密度应满足设计需要,一般规定:直线地段每隔20~50 m、曲线地段每隔20 m(不宜大于40 m)应设置一个横断面。 2. 横断面测绘宽度 横断面测绘宽度以满足设计要求为原则外,一般应满足以下要求: 从既有线正线中心向两侧测绘,应测到最后一个路基设备(如取土坑、排水沟、防雪、防沙设备等)以外5 m,如拟修建第二线,则第二线一侧为20 m;但离开路基坡脚或路堑边线不应小于20 m。曲线半径需要改大的曲线横断面,应向内侧适当加宽。复线地段,若两线间距在20 m以内时,两线合并测一个横断面,否则应分别单独测绘。 12.5.4.2 测绘内容 由既有线中心起,顺序测出两侧的道床碴肩、碴脚、路基的路肩、侧沟或排水沟槽的沟底、路堤或路堑边坡变化点、路堤坡脚或路堑坡顶、取土坑及弃土堆的边缘、路基及其他设备边沿、电线跨越横断面时两者的交叉点、电线高度以及所有的地面转折点、地物点等等。对桥涵、挡土墙及护坡等工程基础,应根据开挖丈量资料,用实线画出。图12-29为区间线路横断面示意图。 横断面比例尺,一般采用1:200,如需要可增大为1:100,或缩小为1:500。 测量精度:距离、高程均取位cm;检查时的限差,高程为±5cm,距离为±10cm。 既有线横断面测绘的方法与新线同。 12.5.5 既有线站场测绘 站场测绘的特点是面积大、地物多、测量精度要求高,车站作业与测绘工作互相干扰的矛盾尤为突出,特别是在枢纽等大型车站,列车来往频繁,采用传统的测绘方法几乎无法展开工作。 由于站场的测绘工作比较复杂,要细致地做好测绘前的准备工作。应广泛、详尽地向有关各方面(包括地方有关厂矿企业)搜集站场资料(如线路或站场总平面图、曲线要素、坐标系统、高程系统以及测量标志的点之记录等),了解车站作业状况、车流密度等,并与有关方面取得联系,求得配合与支持。 站场的测绘范围一般包括:纵向从车站两端进站信号机以外50m开始,横向到站场两侧最外股道以外l00m。如果这个范围仍不能包括站场全部所属股道及设备,或不能满足站场改建、扩建的要求,则应根据实际情况和设计要求来确定。 站场测绘内容视车站类型及要求而有所不同,主要包括纵向丈量、基线测设、横向测绘、道岔测量、站内线路平面测量、站场导线测量、高程测量及横断面测量等各项。其中纵向丈量、横向测绘、高程测量和横断面测量等与区间的相应测量无大区别,只是由于站场本身所具有的特点而提出一些特殊要求根据站场的测绘特点。本节主要介绍基线测设、道岔测量和站场线路平面测量。 12.5.5.1基线测设 基线是站场平面控制的基础、细部测量的依据。基线的设置必须满足测绘、车站改建或扩建时设计与施工的需要。基线是否与车站附近的城市、厂矿的平面控制点联测,可根据需要确定。 基线布设原则 (1)基线控制点点位的选择,应考虑测绘工作的安全与方便,并尽量减少与站内作业的干扰,控制点间距以100~300m为宜; (2)基线宜布设在正线与到发线之间,尽可能与正线平行。中、小车站也可以正线的中心线为基线; (3)基线以直线最佳,如果必须布设成折线时,应力求减少转点个数; (4) 基线长度根据实际需要确定,但最短其端点也应位于车站两端进站信号机的外方; (5)站场测绘宽度大于30m时,一般应加设辅助基线。基线(亦称主要基线)与辅助基线或辅助基线之间的间距,以30m为宜,但最大不要超过50m(光电测距不受此限)。基线间应构成闭合网。 2. 基线类型 (1)直线型基线 如图12-30,为直线车站所布设的直线型基线。在站内机务段、货场以及到发线、编组场等处,沿直线股道布设的辅助基线,都是直线型基线。 (2)折线型基线 设在曲线上的车站,基线可布设成折线型,如图12-31、图12-32所示。 (3)综合型基线 大型车站上,站场面积大,建筑物及设备多,一般采用基线与站场导线配合布设的综合型基线,如图12-33。 站场导线包括中线外移导线、地形导线、给排水管路导线、为控制曲线平面而布设的股道导线等等。站场导线除了应满足本身专业要求外,有时也要求起辅助基线的作用。因此,对站场导线的测量精度要求,同基线是一致的。 3. 基线坐标系与基线测设方法 (1) 站场平面测绘一般采用直角坐标系,即通常采用以平行于正线股道的某线为x轴(坐标横轴)、以通过车站中心并且垂直于x轴的轴线为y轴,两轴正交之点为原点。在同一个车站里,可能有不同类型的基线或辅助基线,为了测绘方便,可以采用几种坐标系。但各个坐标系均应与主坐标系取得联系,至于是否要换算成统一的坐标系,则视工作需要而定。 (2) 设置基线时,通常是先找出(交会出)坐标原点,然后再用交直线的方法向两个方向延伸,丈量基线长度、测量转折角等。 ① 测定车站中心。车站中心一般为站房中心或运转室中心,测定前应与工务部门和车站联系,找出车站原有中心和有关资料,并实地核对;若无法取得这项资料,则应重新测定。车站中心确定后,引伸到正线计算其里程,定出坐标原点位置。 ② 按己拟定的基线类型布设基线,测量转折角、丈量基线长度等。其测量方法与新线初测阶段的导线测量方法相同。站内布设的辅助基线,均应与主要基线取得联系,组成基线控制网。 坐标原点应设置基线桩,永久保存。基线要牢固,一般在站场测绘工作完成后,将木桩换成20×20×50 cm的混凝土桩,或相应长度的短钢轨,委托车站和养路工区妥为保存。 在基线上也要钉设百米标,并在相应的轨道上用白色油漆标记。 4. 基线设置精度 基线(包括辅助基线)测量精度与新线初测阶段导线的测量精度相同。基线网的水平角容许闭合差为±30″,在容许差以内时,其误差按置镜点个数平均分配;长度相对闭合差在以内时,其误差按坐标增量或边长比例分配。 12.5.5.2 道岔测量 道岔测量是根据己搜集到的站内道岔资料,在实地逐一核对道岔号数及测定道岔中心(岔心)。 1. 测定道岔号数 道岔号数就是辙叉角α的余切(cotα)的值,一般采用下述方法之一: (1) 步量法 如图12-34,在辙叉尾端找出与量测者脚的长度相等处,然后由此处用脚量至辙叉的实际尖端,大约是几只脚的长度,道岔就是几号,如图中所量测的道岔是6号道岔。此法简易明了,为现场所常用。 (2) 尺量法 道理同上法。在辙叉尾端分别找出横向宽为1dm和2dm处的两点,然后纵向量该两点的间距,其dm数即为道岔号数。 2. 测定道岔中心 在设计和施工中,是以岔心的坐标来表示整个道岔在平面上的位置。在站场平面测绘之前,一般应把站场内所有道岔中心在线路平面上的位置钉出。 所谓岔心,就是道岔所联系的两条线路中心线的交点。所以,测定岔心最基本的方法是交线法,即分别定出两条线路的中心线,然后用经纬仪延长两条中心线,其交点即为岔心。 图12-35为曲线道岔,图中“。”代表直线部分的线路中心点,“· ”为道岔中心。 图12-36是对称道岔;图12-37为复式交分道岔,其岔心的测绘方法如图示。 如果是单开道岔,也可以用尺直接量出岔心的位置。如图12-38,在单开道岔尺寸表中,已经注明了道岔理论辙叉尖端到岔心的距离b0;如果没有现成资料,也可采用轨距(1 435mm)乘以道岔号数,近似地确定。如12号道岔,b0=17 250mm,=17 220mm。 岔心测定后,均应打桩标志;并分别在两侧钢轨上划线显示其位置。如果是正线岔心,应量测出岔心里程,警冲标距岔心的距离也应同时测出。有关道岔的细部尺寸,应根据已掌握的资料逐项核对,必要时要重新丈量,核定或重测的细部数据,填写在“道岔调查表”中。 12.5.5.3 站场线路平面测量 1. 既有线股道测量 站场的股道全长及股道有效长度的测量,是在站内横向测绘后进行的,应充分利用已经掌握的资料(经核实了的或新量测的资料),根据具体情况灵活运用,尽量避免重复丈量,现场丈量的只是补充其长度推算的不足部分。如直线车站,股道全长可根据横向测绘资料及道岔尺寸进行计算,然后去现场补量其缺少部分即可;股道有效长可根据警冲标或信号机的坐标计算求得。 2. 站内曲线平面测绘 站场内带缓和曲线的曲线,测绘方法与曲线要素等计算,以及由于线路改(扩)建需要使受到控制点(如大型建筑等)制约的曲线做小量的移位等等,其曲线有关资料的测定与计算方法与前面有关章节介绍的方法相同,在此从略。站内仅有圆曲线的平面测量,一般可采取以下简略施测方法: (1) 用导线控制平面位置。导线的形式,可根据具体条件布设成: ① 股道导线 沿线路中心(或沿外轨)敷设导线以控制曲线平面。曲线的直线部分,至少应有两个导线点以固定切钱方向(如图12-39中的a、b两点),如有可能,定出交点,测出转向角α,量出外矢距E; ② 辅助导线 沿线间距敷设导线,然后用极坐标法测设点位,以控制曲线平面位置。如图12-39,置仪器于点B,后视点A,分别测出点a、b的极坐标等。 导线应与站内基线取得联系,可做为站场基线控制网的组成部分,起着辅助基线的作用。 (2) 计算曲线偏角(转向角)。偏角如不能直接测出时,可间接量测与计算。 ① 参照本节图12-28所示,用偏角法量测,可获取(计算)曲线的转向角(总偏角); ② 利用辅助导线资料,可计算曲线两端直线地段上的测点坐标以及两直线的坐标方位角,最后可计算出两直线(圆曲线切线)的夹角—圆曲线转向角。 ③ 计算曲线半径 a. 正矢法 从曲线测量起点开始,逐一量测ΔL(一般为20m或10m)线段的正矢fi,根据几何公式计算曲线半径R  (12-13) 式中 n一一正矢数。 b. 偏角法 如图12-39,c、d、e为线路中心(或轨道边缘)之三点,间距为ΔL,测得∠dce=δ,则  (12-14) c.外矢法 利用外矢距E及转向角α求算R  (12-15) 3. 站内三角线测量 站内三角线是机车转向的重要设施。三角线曲线要素,是利用站内三角线测量的部分外业资料来求算的。现仅以三个道岔均为对称式道岔的三角线(图12-40)为例,简单介绍其测量方法。三角线的中线位置,可用股道导线控制。 (1) 外业测量 ① 定出岔心A、B、C的位置并置镜,测出三点连线与辙叉中线的夹角βi ; ② 量出A、B、C三点的间距L1、L2及L3; ③ 量出各曲线短弦ΔL(20m或10m)之正矢fi。 (2) 内业计算 ① 计算L边与其相应曲线切线之夹角γi  式中 α—道岔辙叉角。 ② 求算各曲线的转向角θ  ③ 利用正弦定律,求出ΔABO1、ΔBCO2、ΔCAO3之边长AO1、BO1……; ④ 根据公式(12-13)求算曲线半径R; ⑤ 计算曲线要素,推算曲线起始点到相邻岔心的距离。 站场平面测绘内容除道岔测量及站场线路平面测量外,尚有站场客货运输设备及建筑物、站场排水系统以及其他与站场设计有关的建筑物及设备等测绘内容。站内主要建筑物及设备(如站房、站台、天桥、地道、信号机、水鹤、驼峰以及各种为运输生产服务的设备等等)的平面位置也需要测绘。测量是距离应用钢尺丈量,取位cm。 12.5.5.4 横断面测量与地形测量 既有车站的站场横断面测量和站场地形测量,除按线路勘测细则有关规定进行外,尚有一些特殊要求。 1.横断面测量 (1) 横断面位置:车站范围内,在下述地点一般应测绘横断面: ① 直线地段,横断面间距应不大于100m;曲线地段应不大于40m; ② 车站中心,客、货站台坡顶坡脚处,平交道口及跨线桥中心,路基病害工点及地质不良地段等等。 (2) 横断面宽度:站内横断面宽度,应根据实际需要确定。一般应在取土坑或堑顶天沟外缘5~10m;在站场改、扩建一侧,则应测至路基设计坡脚或堑顶以外30m。 (3) 测绘内容:除区间横断面测绘内容外,各股道的轨顶、碴肩、碴脚、路肩、排水沟等均应有测点,各股道间隔、断面方向上所遇到的设备及其相互位置均应测量,如图12-41。 站内横断面测量,距离用钢尺丈量,高程用水准仪测量,距离、高程均取位cm。 2.地形测量 站场地形图比例尺一般为1:2000。中间站及中间站以上大型站场,根据改建情况和要求,可酌情局部或全部测成比例尺为1:1000的地形图。 地形图的测绘范围,应根据站场技术设备情况、改(扩)建设计要求及方案研究比选等实际需要而定。对于中间站测绘范围,一般横向为正线每侧150~200m,纵向为改建设计进站信号机以外300~500 m。 12.6 公路线路测量 12.6.1 公路路线勘测概述 根据现行的《公路工程技术标准》、《公路路线勘测规程》以及有关技术文件的规定,我国公路的勘测设计工作分为两阶段设计和一阶段设计。公路和独立大桥勘测设计工作一般应采用两阶段设计;修建任务紧急的建设项目以及方案明确、工程简易的小型建设项目则采用一阶段设计。 不论线路采用哪一种阶段设计,都需要进行相应的勘测工作,公路线路勘测中的测量工作通常也分为初测和定测两阶段进行。 12.6.1 初测 根据已批准的计划任务书和勘察报告中己确定的路线走向、控制点、路线等级及主要技术指标,对有比较价值的方案进一步勘测落实,进行导线测量、水准测量和地形测量。 1. 导线测量 导线布设要求全线贯通,导线的位置应尽可能符合或接近线路将来通过的位置。导线点间的距离应不大于500 m,不小于50 m。超过500 m时,中间应设置转点。在地形简单的地段,应做到导线即为选定的线路,并在现场拟定半径;在线路平、纵断面受限制的地区,导线可按规定的平均坡度布设,并通过反复放线比选,同时结合地形条件,初步拟定半径。地形复杂、设置线路有困难的地段,导线可在线路附近通过,利用控制性断面,在图上进行局部调整,确定线路;或以导线为控制,实测地形图,进行纸上定线。 导线边上应设置控制地形加桩,并在通过河沟、重要地物、构筑物、占地分界点处加桩。导线测量中,角度以经纬仪施测右角,边长以钢尺量距或电磁波测距测定。 2. 水准测量 水准测量的任务是沿线路设置水准基点,并进行基平测量;导线点及导线边上的加桩的抄平可以用水准仪测量,也可以用经纬仪作三角高程测量。 3. 地形测量 以导线为控制测绘全线带状地形图,以便在图上进行定线和布置工程。路线带状地形图的比例尺一般为1:2000,在人烟烯少的平原微丘区可用1:500~1:1000。路线带状地形图的宽度一般为100~200 m。 12.6.2定测 定测的基本任务是将初测后的线路测设于实地,然后根据定测后的线路进行纵、横断面测量,为公路的技术施工设计提供资料。 定测阶段的工作主要分以下方面进行: 1.放线:两阶段定测的放线工作主要是根据初步设计时纸上所定线路与导线的相对几何关系,应用支距法、拨角放线法或极坐标法,将纸上选定的线路放样到实地上去。当两交点的距离大于500 m或地形起伏较大不便于中桩穿线的地段,应增设转点桩或方向桩。放线过程中应每隔一定距离与原测导线进行联测,取得统一的坐标和方位角,并减少误差的累积。当纸上定线与实际地形有明显出入时,应根据实际情况进行改善。一阶段设计的定测放线工作,应根据任务书及视察报告所拟定线路的基本走向和方案,进行实地落实。对于需要实测比较的路线方案,应进行比选,提出采用方案。 2.测角:采用测回法以一个测回观测右角,并推算偏角。前后半测回的角值较差在以内时取其平均值作为最后结果。水平角检测的允许误差或闭合差不得超过。 角度测量后应根据设计的半径,计算出曲线元素,并放样出曲线的起点、中点及终点。 3.中线测量:以经纬仪定向,用钢卷尺或竹尺丈量距离。中线的标桩除必须钉出起、终点桩、百米桩、公里桩、平曲线主点桩、断链桩及转点桩外,还应在线路的纵横向坡度明显变化处、与既有线路交叉处、拆迁建筑物处、小桥涵、大中桥隧位置、土质明显变化处、不良地质地段的起终点以及行政区划分界处设置加桩。 4.水准测量:沿线每隔一公里及大桥附近、隧道两端设置水准基点。此外,还要测定线路中桩的高程,绘制线路的纵断面图。 5.横断面测量:应在线路所有中桩上进行横断面测量,每侧各15~20 m,并按1:200的比例尺绘制横断面图。 6.地形测量:测绘工程构筑物处的大比例尺地形图。此外还应对踏勘阶段所测绘的地形图核对和修测,并将详测的线路标绘在图上。 总之,公路的测量工作和程序与铁路的测量工作和程序大体相同,因此,公路线路测量中的许多内容和方法可以参考前述铁路线路测量的相关部分进行,只是铁路测量的精度相对高些。 12.7 公路施工测量 公路工程与铁路工程除路基上部建筑不同以外,其他方面是很相似的。因此,公路线路的施工测量与铁路线路的施工测量基本相同。本节着重介绍其不同的方面。 公路线路的施工测量,首要任务也是恢复线路中心线。这项工作包括恢复线路的交点、转点和中线标桩(百米标和加标)。如果在恢复后的交点上量得的转角与原设计表上所列的值相差不大,则可根据勘测设计时给定的半径和曲线元素用直角坐标法或偏角法放样曲线桩;假如量得的转角与原来的转角相差较大,应根据地形情况和原来的切线长,改动曲线半径,重新计算曲线元素,并放样曲线。 路基边坡桩的放样方法与12.4节中介绍的方法完全相同,此处不再重复。在公路施工测量中,除将路基边坡桩放样出来之外,为保证路基的正确施工,还常常对路基的边坡进行放样。当路堤填土不高时,常用竹杆和麻绳一次挂线,给出断面形状,如图12-42(a)所示。在路基填土高度较大的断面上,常采用分层挂线的方法,如图12-42(b)所示。在每层挂线之前均应标定中线并用手水准抄平。 放样边坡的另一种方法是使用边坡放样板。边坡放样板有活动边坡尺和固定边坡样板两种,如图12-43所示。前者用于路堤的边坡放样,后者用于路堑的边坡放样。开挖路堑时,在坡顶外侧立固定样板,施工时可以随时瞄准。 路基施工之后,要进行路面的施工。在铺筑公路路面时,首先应进行路槽的放样,根据线路附近的水准点,在已恢复的路线中线的百米标及加标上,用水准测量的方法求出各桩的路基设计高。然后在线路中线上每隔10 m设立高程桩,并在每个桩上放样出铺筑路面的标高(图12-44)。由高程桩起沿横断面方向各量出路槽宽度之半的长度,钉出路槽边桩,使桩顶高程等于路槽底部的高程(考虑横坡),以指导路槽的开挖。 为有利于排水,路面均铺装成中间高两侧低的拱形,称为路拱。路拱分为抛物线型和圆曲线型。 图12-45为抛物线型的路拱。如将坐标系的原点O选在路拱中心,且过O点的水平线为x轴,铅垂线为y轴,根据抛物线的一般方程式x2=2py,可以求出由路拱中心向外侧不同距离上的y坐标值。 因为当x=时,y坐标值等于路拱高度f,代入抛物线方程后有  于是  将2p值代入抛物线方程式中,并解出y值有  (12-16) 如图12-46所示,当路拱为两个斜面中间插入的圆曲线时,路拱的高度f由下式计算  (12-17) 式中 b一铺装路面的宽度; l1一曲线段的水平投影距离。 公路路面的放样,一般根据设计数据预先制成路拱样板,在放样过程中随时检查。此项工作多由施工人员自行操作。对于碎石路面,放样误差不得超过1cm,对于混凝土和沥青路面则不应超过2~3mm。 习题与思考题 线路初测的目的是什么?试简述初测阶段的主要工作程序。 试述初测导线的布设原则。 进行导线相对闭合差计算时,须对坐标增量总和进行两次改化,为什么? 何谓坐标换带?在导线计算中,有哪些情况要进行坐标换带计算? 设黄堡三角点的坐标 x1=1 951 234.567m y1=20 756 789.123 m 试求算该点在22带的坐标。 水准点高程测量的任务是什么?《测规》对线路水准点的设置、测量方法及精度,有哪些具体要求? 线路定测的目的是什么? 定测放线常用的方法有哪些?各有何优缺点? 简述拨角放线的程序与规则。 10.定测时的高程测量任务与初测时相比,有哪些相同与不同? 11.如图12-47中,初测导线点c1的坐标为x0=10 117 m,y0=10 259 m;c1c2边的坐标方位角为72°14′07″;从图上量得中线交点JD1的坐标为x1=10 045 m,y1=10 268 m;JD2的坐标为x2=11 186 m,y2=12 094 m,试计算用拨角放线法测设JD1和JD2所需要的资料。 12.在拨角放线中,与初测导线联测的资料如图12-48所示。已知c5c6边的坐标方位角为75°18′20″,c6的坐标xc=9 312.40m,yc=15 328.80 m;JD4的坐标为xD=9 262.42 m,yD=15 362.75 m,原内业计算得JD3~JD4的坐标方位角为82°57′40″,此闭合导线(包括中线)共有置镜点32个,总长为9 200 m,问中线测设精度是否符合要求?说明联测以后的放线资料如何计算? 13.在定测线路上进行中桩水准测量,观测结果如图12-49,已知BM5的高程为501.276 m,BM6的高程为503.795 m,试列表计算各点的高程,并检验其闭合差。 14.如图12-50,要在圆曲线DK13+140处测设横断面,已知R=600m,置仪器于DK13+140处后视DK13+100时,其水平角度盘读数为45°10′00″,问横断面方向的度盘读数应为多少? 试述用试探法测设路基边桩的方法和步骤。 16.既有线测量的目的是什么?与新线测量有何不同之处? 17.在既有线的曲线测量中,所设置的“曲线测量起点”和“曲线测量终点”,是否就是曲线实际的ZH(或ZY)点和HZ(或YZ)点?它有什么作用?如何设置? 18.用矢距法进行曲线测量时,对外移桩有何要求?外移桩是否就是置镜点? 19.既有线高程测量的目的是什么?如何进行? 20.为什么要进行既有线站场横断面测量?它与新线站场横断面测量有何不同? 21.既有线站场在测绘时,为什么要布设基线?基线布设的原则是什么? 22.试述公路路基边坡断面、路槽和路面放样的方法和步骤。