第十一章路線縱、橫斷面測量

1、第十一章 路線縱、橫斷面測量,§11.1 路線縱斷面測量§11.2 線路橫斷面測量§11.3 全站儀中線測設(shè)及斷面測量簡介,§11.1 路線縱斷面測量(route profile survey),路線縱斷面測量(route profile survey)又稱路線水準測量(route leveling)，其任務(wù)是測定中線上各里程樁的地面高程，繪制路線縱斷面圖，供路線縱坡

2、設(shè)計使用。橫斷面測量(cross-section survey)是測定中線各里程樁兩側(cè)垂直于中線方向的地面各點距離和高程，繪制橫斷面圖，供路線工程設(shè)計、計算土石方量及施工時放邊樁使用。,為了保證成果的精度和檢核的需要，根據(jù)“由整體到局部”的測量原則，縱斷面測量一般分兩步進行：一是高程控制測量(也稱基平測量)，即沿路線方向設(shè)置水準點，使用水準測量的方法測量點位的高程；再是中樁高程測量(也稱中平測量)，即利用基平測量布設(shè)的水準點，分段

3、進行附合水準測量，測定各里程樁的地面高程。,《公路勘測規(guī)范》對高程控制測量的一般規(guī)定是：公路高程系統(tǒng)，宜采用1985國家高程基準。同一條公路應(yīng)采用同一個高程系統(tǒng)，不能采用同一系統(tǒng)時，應(yīng)給定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。獨立工程或三級以下公路聯(lián)測有困難時，可采用假定高程。公路高程測量采用水準測量。,一、基平測量(principal leveling),在水準測量確有困難的山嶺地帶以及沼澤、水網(wǎng)地區(qū)，四、五等水準測量可用光電測距三角高程測量代

4、替。各級公路及構(gòu)造物的水準測量等級應(yīng)按表13-8選定，各等水準測量的精度應(yīng)符合表13-9的規(guī)定。,,二、中平測量,1、定義： 在基平測量后提供的水準點高程的基礎(chǔ)上，測定各個中樁的高程。2、方法：（1）水準儀法 從一個水準點出發(fā)，按普通水準測量的要求，用“視線高法”測出該測段內(nèi)所有中樁地面高程，最后附合到另一個水準點上。,,,圖形：水準儀中平測量,,,,,,,,,,,高速、一級公路：,二級及以下公路：,高差

5、閉合差的限差為：,mm,mm,具體步驟見下：如圖所示，水準儀置于1站，后視水準點BMl，前視轉(zhuǎn)點TP1，將觀測結(jié)果分別記入表中“后視”和“前視”欄內(nèi)；然后觀測BM1且與TP1間的各個中樁，將后視點BM1上的水準尺依次立于0+000，+050，…，+120等各中樁地面上，將讀數(shù)分別記入表中視欄內(nèi)。儀器搬至2站，后視轉(zhuǎn)點TP1，前視轉(zhuǎn)點TP2，然后觀測豎立于各中樁地面點上的水準標尺。用同法繼續(xù)向前觀測，直至附合到水準點BM2，完

6、成一測段的觀測工作。,,（2）全站儀法,先在BM1上測定各轉(zhuǎn)點TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上測定各樁點的高程。其原理即為三角高程測量原理。,縱斷面圖(profile map)既表示中線方向的地面起伏，又可在其上進行縱坡設(shè)計，是線路設(shè)計和施工的重要資料?？v斷面圖以中樁的里程為橫坐標、其高程為縱坐標進行繪制。常用的里程比例尺有1:5000、1:2000、1:1000幾種。為了明顯地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程為比例

7、尺的10~20倍?？v斷面圖一般自左至右繪制在透明毫米方格紙的背面，這樣，可防止用橡皮修改時把方格擦掉。圖12-22為路線設(shè)計縱斷面圖，圖的上半部，從左至右繪有貫穿全圖的兩條線，細折線表示中線方向的地面線，是根據(jù)中平測量的中樁地面高程繪制的；,三、線路縱斷面圖的繪制,粗折線表示縱坡設(shè)計線。此外，上部還注有以下資料：水準點編號、高程和位置；豎曲線示意圖及其曲線元素；橋梁的類型、孔徑、跨數(shù)、長度、里程樁號和設(shè)計水位；涵洞的類型、孔徑和里

8、程樁號；其它道路、鐵路交叉點的位置、里程樁號和有關(guān)說明等。圖的下部幾欄表格，注記以下有關(guān)測量和縱坡設(shè)計的資料：l) 在圖紙左面自下而上填寫直線與曲線、樁號、填挖土、地面高程、設(shè)計高程、坡度和距離等欄，上部縱斷面圖上的高程按規(guī)定的比例尺注記，但先要確定起始高程(如圖中0+000樁號的地面高程)在圖上的位置，且參考其它中樁的地面高程，使繪出的地面線處于圖上的適當位置。2) 在“樁號”欄中，自左至右按規(guī)定的里程比例尺注上各中樁的樁號。

9、,3) 在“地面高程”欄中，注上對應(yīng)于各中樁樁號的地面高程，并在縱斷面圖上按各中樁的地面高程依次展繪其相應(yīng)位置，用細直線連接各相鄰點位，即得中線方向的地面線。4) 在“直線與曲線”欄中，應(yīng)按里程樁號標明路線的直線部分和曲線部分。曲線部分用直角折線表示，上凸表示路線右偏，下凹表示路線左偏，并注明交點編號及其樁號，注明，R，T，L，E等曲線元素。5) 在上部地面線部分進行縱坡設(shè)計。設(shè)計時，要考慮施工時土石方量最小、填挖方盡量平衡及

10、小于限制坡度等道路有關(guān)技術(shù)規(guī)定。,6) 在坡度和距離一欄內(nèi)，分別用斜線或水平線表示設(shè)計坡度的方向，線上方注記坡度數(shù)值(以百分比表示)，下方注記坡長，水平線表示平坡。不同的坡段以豎線分開。某段的設(shè)計坡度值按下式計算：設(shè)計坡度=(終點設(shè)計高程－起點設(shè)計高程)/平距7) 在設(shè)計高程一欄內(nèi)，分別填寫相應(yīng)中樁的設(shè)計路基高程。某點的設(shè)計高程按下式計算：設(shè)計高程=起點高程+設(shè)計坡度×起點至該點的平距,,§11.2 線

11、路橫斷面測量(route across-profile survey),路線橫斷面測量(route cross-section survey)的主要任務(wù)是在各中樁處測定垂直于道路中線方向的地面起伏，然后繪成橫斷面圖。橫斷面圖是設(shè)計路基橫斷面、計算土石方和施工時確定路基填挖邊界的依據(jù)。目的——測定線路各中樁處垂直于中線方向上的地面起伏情況，繪制橫斷面圖，為線路設(shè)計提供基礎(chǔ)資料。方法——先確定橫斷面方向，再測定變坡點間的平距及高差。,

12、橫斷面測量的寬度，由路基寬度及地形情況確定，一般，在中線兩側(cè)各測15~50m，高程、距離的讀數(shù)取位至0.lm，檢測限差應(yīng)符合下表的規(guī)定。,一、橫斷面方向的確定,1、直線段——一般采用普通方向架測定。2、圓曲線段——采用求心方向架。,普通方向架,求心方向架,3、緩和曲線段——該點的法線方向,選取緩和曲線上的一點N——計算偏角值δ1——后視N點，撥角900±δ1 。,二、橫斷面的測量方法,（一）要求：按前進方向分成左右側(cè)，分別測

13、量橫斷面方向上各變坡點至中樁的平距及高差。平距及高差的精度要求一般為0.1m。（二）方法分類： 1、花桿皮尺法適用于：山區(qū)低等級公路。精度低。2、水準儀法——水準儀測高差、皮尺丈量平距。適用于：地形簡單地區(qū)，精度高。,3、經(jīng)緯儀視距法將經(jīng)緯儀安置在中樁上，照準橫斷面方向，量取儀器橫軸至中樁地面的高度作為儀器高，用視距測量的方法測量出地形特征點與中樁的平距和高差。該法適用于地形困難、山坡陡峻路線的橫斷面測量。4、全站儀法

14、全站儀法的操作方法與經(jīng)緯儀視距法相同，其區(qū)別在于使用光電測距的方法測量出地形特征點與中樁的平距和高差。該法適用于任何地形條件。,一般采用1:100或1:200的比例尺繪制繪制橫斷面圖。根據(jù)橫斷面測量得到的各點間的平距和高差，在毫米方格紙上繪出各中樁的橫斷面圖。如右圖中的細實線所示，繪制時，先標定中樁位置，由中樁開始，逐一將特征點畫在圖上，再直接連接相鄰點，即繪出橫斷面的地面線。,三、橫斷面圖的繪制,橫斷面圖畫好后，經(jīng)路基設(shè)計，先

15、在透明紙上按與橫斷面圖相同的比例尺分別繪出路塹、路堤和半填半挖的路基設(shè)計線，稱為標準斷面圖，然后按縱斷面圖上該中樁的設(shè)計高程把標準斷面圖套在實測的橫斷面圖上。也可將路基斷面設(shè)計線直接畫在橫斷面圖上，繪制成路基斷面圖，該項工作俗稱“戴帽子”。圖中粗實線所示為半填半挖的路基斷面圖。根據(jù)橫斷面的填、挖面積及相鄰中樁的樁號，可以算出施工的土、石方量。,,§11.3 全站儀中線測設(shè)及斷面測量簡介,一、基本原理中線測設(shè)：計

16、算中樁坐標——全站儀點位放樣（極坐標法）縱斷面測量：全站儀測量點的高程（電磁波三角高程測量）橫斷面測量：確定橫斷面點位——全站儀測量點的高程（電磁波三角高程測量）,二、全站儀點的放樣功能,點位放樣原理；（1）先在放樣點的大致位置立棱鏡對其進行觀測，測出當前棱鏡位置的坐標。,（2）將當前坐標與放樣點的坐標相比較，計算出距離差dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。（3）根據(jù)dD、dHR或ΔX、ΔY，逐漸找到放樣點的位置。,

17、,,,,,,,,,,,,,X,Y,后視點,測站點,當前棱鏡位置,,待放樣點,dD,dHR,附：TOPCON全站儀放樣點位的方法,以下介紹的是少量零星點的坐標放樣方法： 1、按MENU——進入主菜單測量模式。2、按LAYOUT——進入放樣程序，再按SKP——略過選擇文件。3、按OOC.PT（F1），再按NEZ，輸入測站O點的坐標（x0,y0,H0）；并在INS.HT一欄，輸入儀器高。,4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/A

18、Z，輸入后視點A的坐標（xA, yA）；若不知A點坐標而已知坐標方位角，則可再按AZ，在HR項輸入的值。瞄準A點，按YES。5、按LAYOUT（F3）：輸入待放樣點B的坐標（xB,yB,HB）及測桿單棱鏡的鏡高后，按ANGLE（F1）。使用水平制動和水平微動螺旋，使顯示的dHR=0，即找到了OB方向，指揮持測桿單棱鏡者移動位置，使棱鏡位于OB方向上。,6、按DIST，進行測量，根據(jù)顯示的dHD來指揮持棱鏡者沿OB方向移動，若dHD為正

19、，則向O點方向移動；反之若dHD為負，則向遠處移動，直至dHD=0時，立棱鏡點即為B點的平面位置。其所顯示的dZ值即為立棱鏡點處的填挖高度，正為挖，負為填。7、按NEXT——放樣下一個點C。,三、中樁測設(shè)的基本程序,1、測定線路交點（JD）的（線路統(tǒng)一）坐標（1）圖上定出交點（2）根據(jù)沿線布設(shè)的（導線）控制點，用全站儀“點的放樣”功能，實地測設(shè)出交點。,（3）根據(jù)實地情況進行交點位置的調(diào)整。（4）根據(jù)沿線布設(shè)的（導線）控制點，

20、用全站儀“坐標測量”功能測量出交點（JD）的（線路統(tǒng)一）坐標。若測出了交點的兩條直線上的4個點坐標，可按數(shù)學方法計算出交點坐標。,2、中樁（線路統(tǒng)一）坐標的計算,（1）直線段中樁由交點坐標和樁號里程，按“坐標正算”公式，可計算出各中樁的坐標。（2）曲線段中樁1）計算出曲線上各中樁在切線支距法坐標系中的坐標。,2）根據(jù)“坐標平移與旋轉(zhuǎn)”公式，將切線支距法坐標轉(zhuǎn)換成線路統(tǒng)一坐標。,,,P,3、中樁的實地放樣,架全站儀在（導線）控制

21、點或交點上，利用全站儀“點位放樣”功能，放樣出各中樁。,,四、中樁高程測量（縱斷面測量）,中樁高程測量是在中樁放樣的同時進行的。在中樁位置立棱鏡，輸入儀器高和棱鏡高，即可利用全站儀“三維坐標測量”功能，在（導線）控制點上，測出中樁處的地面高程。,五、橫斷面測量,橫斷面測量也可在中樁測設(shè)、縱斷面測量的同時進行。關(guān)鍵在于如何將棱鏡立在中樁的橫斷面方向上。其方法之一是：（1）在大致橫斷面方向上的某變坡點F’處立棱鏡，測出點F’的平面坐標。（