第五講線路測(cè)量

公路工程線路測(cè)量主要包括路線中線測(cè)量、縱斷面測(cè)量和橫斷面測(cè)量等。

路線中線測(cè)量是公路工程測(cè)量中關(guān)鍵性的工作，它是測(cè)繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎(chǔ)，是公路設(shè)計(jì)、施工和后續(xù)工作的依據(jù)。

路線縱斷面測(cè)量又稱中線水準(zhǔn)測(cè)量，簡(jiǎn)稱中平。它的任務(wù)是在道路中線測(cè)定之后，測(cè)定中線上各里程樁

(簡(jiǎn)稱中樁

)的地面高程，并繪制路線縱斷面圖，用以表示沿路線中線位置的地形起伏狀態(tài)，主要用于路線縱坡設(shè)計(jì)之用。

橫斷面測(cè)量是測(cè)定中線上各里程樁處垂直于中線方向的地面高程，并繪制橫斷面圖，用以表示垂直于路線中線方向(橫向

)的地形起伏狀態(tài)，供路基設(shè)計(jì)、計(jì)算土石方數(shù)量以及施工放邊樁使用。

5.1點(diǎn)的平面位置的測(cè)設(shè)（1）已知直線長(zhǎng)度的測(cè)設(shè)在實(shí)地上已知直線的一個(gè)端點(diǎn)及直線方向，根據(jù)設(shè)計(jì)的水平距離標(biāo)定直線的另一個(gè)端點(diǎn)的位置，這項(xiàng)工作稱為已知直線長(zhǎng)度的測(cè)設(shè)。已知直線長(zhǎng)度的測(cè)設(shè)的方法有：1.鋼尺量距2.測(cè)距儀（全站儀）測(cè)距（2）水平角測(cè)設(shè)

水平角測(cè)沒就是根據(jù)地面已知的一條直線方向，在直線的一個(gè)端點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，用經(jīng)緯儀定出水平角的另一條方向，使兩條直線方向的水平角等于設(shè)計(jì)的水平角角值。

測(cè)設(shè)水平角有兩種方法：

1.直接測(cè)設(shè)法如圖所示，AB為已知方向（即地面上已知A、B兩點(diǎn)），現(xiàn)需在實(shí)地測(cè)設(shè)水平角等于設(shè)計(jì)角值。測(cè)設(shè)方法如下：

①在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（將儀器對(duì)中、整平）。

②經(jīng)緯儀處于盤左位置，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)，將水平度盤讀數(shù)配置為（讀數(shù)應(yīng)稍大于0°）。

③松開照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使水平度盤讀數(shù)為，固定照準(zhǔn)部，沿視線方向定出P1點(diǎn)。④以盤右位置，用同樣的方法定出P2點(diǎn)。

⑤在P1、P2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)定出P點(diǎn)，AP方向線就是需要定出的方向，即等于設(shè)計(jì)角。2.精確測(cè)設(shè)法當(dāng)測(cè)設(shè)精度要求較高時(shí)，就必須采用精確測(cè)設(shè)方法（也稱為歸化法），其工作步驟是：

①如圖所示，根據(jù)設(shè)計(jì)角值，用直接測(cè)設(shè)法測(cè)設(shè)∠BAP′。

②用測(cè)回法對(duì)∠BAP′進(jìn)行若干測(cè)回的觀測(cè)（測(cè)回?cái)?shù)由測(cè)設(shè)精度確定或查閱有關(guān)測(cè)量規(guī)范），取各測(cè)回的平均值得β′。

③計(jì)算觀測(cè)角度值β′

與設(shè)計(jì)角度值之差

△β

＝β′－β

④丈量AP′的距離，設(shè)AP′＝S。⑤根據(jù)角差△β與S計(jì)算P′點(diǎn)橫向改正數(shù)△S。式中:△S——P′點(diǎn)的橫向改正數(shù)(m)；

S——AP′的長(zhǎng)度(m)；

△β——初步放樣的角度與放樣角度值之差。

⑥通過P′點(diǎn)作垂直于AP的方向線，以P′為起點(diǎn)，量取距離長(zhǎng)度△S得出P點(diǎn)，∠BAP就是所需測(cè)設(shè)的水平角。但改正點(diǎn)位時(shí)應(yīng)注意改正方向，當(dāng)△β為正值時(shí)，應(yīng)向∠BAP′內(nèi)改正，反之，向外改正。（3）高程的放樣高程放樣就是將設(shè)計(jì)的高程點(diǎn)標(biāo)注于實(shí)地上。已知水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程為HA，需要放樣點(diǎn)P的設(shè)計(jì)高程為Hp。首先將水準(zhǔn)儀安置在已知水準(zhǔn)點(diǎn)A與放樣點(diǎn)P之間，在已知點(diǎn)A上樹立水準(zhǔn)尺。水準(zhǔn)儀整平后，照準(zhǔn)A點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺，并讀數(shù)得a，此時(shí)儀器的視線高程為：Hi=HA+aP點(diǎn)上豎立的水準(zhǔn)尺讀數(shù)（中絲讀數(shù)）應(yīng)為：b=Hi-Hp=(HA+a)-Hp5.2圓曲線、緩和曲線的測(cè)設(shè)

(1)圓曲線的主點(diǎn)測(cè)設(shè)1.圓曲線要素計(jì)算已知元素：半徑R,轉(zhuǎn)角，交點(diǎn)里程。計(jì)算切線長(zhǎng)T,曲線長(zhǎng)L,外距E，切曲差D2．主點(diǎn)里程的計(jì)算注意：YZ=JD+T-D3.主點(diǎn)測(cè)設(shè)

從交點(diǎn)沿后視方向量取切線長(zhǎng),可得曲線起點(diǎn)。沿前視方向量取切線長(zhǎng),可得曲線終點(diǎn)。最后沿分角線方向量最取外距,即得曲線中點(diǎn)。主點(diǎn)上控制樁在詳細(xì)測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行校核,并保證一定的精度。(2)帶有緩和曲線的平曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)1．內(nèi)移值p與切線增值q的計(jì)算xy2．曲線測(cè)設(shè)元素計(jì)算3．平曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)4.主點(diǎn)測(cè)設(shè)方法在交點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)后視方向的轉(zhuǎn)點(diǎn)，沿此方向量取切線長(zhǎng)得到曲線起點(diǎn)，瞄準(zhǔn)前視方向的轉(zhuǎn)點(diǎn)，沿此方向量取切線長(zhǎng)得到曲線終點(diǎn)，沿分角線方向量取外距得到曲線中點(diǎn)，緩圓點(diǎn)和圓緩點(diǎn)一般根據(jù)緩和曲線終點(diǎn)的坐標(biāo)(XO，YO)自直緩點(diǎn)和緩直點(diǎn)起，用切線支距法測(cè)設(shè)。5.3道路中線逐樁坐標(biāo)的計(jì)算（1）HZi-1點(diǎn)與ZHi點(diǎn)之間的中樁坐標(biāo)計(jì)算XYXY樁點(diǎn)的坐標(biāo)按下式計(jì)算：（2）ZH點(diǎn)至YH點(diǎn)之間的中樁坐標(biāo)計(jì)算比較包括第一緩和曲線及圓曲線，可按切線支距公式先算出切線支距坐標(biāo)x、y，然后通過坐標(biāo)變換將其轉(zhuǎn)換成測(cè)量坐標(biāo)X、Y。坐標(biāo)變換公式為：在運(yùn)用上式計(jì)算時(shí)，當(dāng)曲線為左轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)以帶入。（3）YH點(diǎn)至HZ點(diǎn)之間的中樁坐標(biāo)計(jì)算此段為第二緩和曲線，仍可按切線支距公式先算出切線支距坐標(biāo)，再按下式轉(zhuǎn)換為測(cè)量坐標(biāo)：當(dāng)曲線為右轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)以帶入。5.4橫斷面測(cè)量與土石方數(shù)量計(jì)算

路線橫斷面測(cè)量是測(cè)定各中樁處垂直于中線方向上的地面起伏情況，然后繪制成橫斷面圖。供路基、邊坡、特殊構(gòu)造物的設(shè)計(jì)、土石方的計(jì)算和施工放樣之用。進(jìn)行橫斷面測(cè)量，首先要確定橫斷面的方向，然后在此方向上測(cè)定中線兩側(cè)地面坡度變化點(diǎn)的距離和高差。任務(wù)：測(cè)定線路中線樁兩側(cè)一定范圍的地面起伏形狀，并繪制橫斷面圖供路基斷面設(shè)計(jì)、路基土石方量計(jì)算或路基邊坡放樣使用。(1)橫斷面測(cè)量的密度和寬度

a.密度：所有中線樁均應(yīng)施測(cè)。工程集中地段和地質(zhì)不良地段應(yīng)加測(cè)。

b.寬度：主要以填挖高度為主,能滿足橫斷面設(shè)計(jì)的需要。

直線段:與中線垂直曲線段：曲線的法線方向，即半徑方向。常用儀器：經(jīng)緯儀工具：方向架（木制十字架）(2)橫斷面的方向a.直線段中線樁橫斷面方向的確定：b.曲線段中線樁橫斷面方向的確定：

實(shí)質(zhì)：測(cè)定橫斷面方向上地面坡度變化點(diǎn)相對(duì)于中樁的水平距離和高差。1.標(biāo)桿皮尺法（抬桿法）標(biāo)桿皮尺法(抬桿法)是一根標(biāo)桿和一卷皮尺測(cè)定橫斷面方向上的兩相臨變坡點(diǎn)的水平距離和高差的一種簡(jiǎn)易方法。如圖所示，要進(jìn)行橫斷面測(cè)量，根據(jù)地面情況選定變坡點(diǎn)1、2、3、…。

(3)橫斷面測(cè)量的方法標(biāo)桿皮尺法：2.水準(zhǔn)儀皮尺法水準(zhǔn)儀皮尺法是利用水準(zhǔn)儀和皮尺，按水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定各變坡點(diǎn)與中樁點(diǎn)間的高差，用皮尺丈量?jī)牲c(diǎn)的水平距離的方法。

橫斷面方向：方向架水平距離：皮尺丈量高差：水準(zhǔn)儀測(cè)定3.經(jīng)緯儀視距法經(jīng)緯儀視距法是指在地形復(fù)雜、山坡較陡的地段采用經(jīng)緯儀按視距測(cè)量的方法測(cè)得各變坡點(diǎn)與中樁點(diǎn)之間的水平距離和高差的一種方法。施測(cè)時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在中樁上，用視距法測(cè)出橫斷面方向各變坡點(diǎn)至中樁的水平距離和高差。（2）土石方數(shù)量計(jì)算在各斷面的面積求得以后，就可以進(jìn)行土石方數(shù)量的計(jì)算。通常為方便計(jì)，一般均采用平均斷面法來近似計(jì)算土石方數(shù)量。假定相鄰斷面間為一棱柱體，其高為斷面間距L，棱柱體體積為：式中：A1、A2—相鄰樁號(hào)之間斷面面積（㎡）

L—相鄰樁號(hào)之差，即斷面間距（m）5.5GPS(RTK)和全站儀測(cè)設(shè)點(diǎn)位（1）GPS測(cè)設(shè)點(diǎn)位的方法根據(jù)空中衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，確定空間衛(wèi)星的軌道參數(shù)，計(jì)算出鎖定的衛(wèi)星在空間的瞬時(shí)坐標(biāo)，然后將衛(wèi)星看作分布于空間的已知點(diǎn)，利用GPS地面接收機(jī)，接受從某幾顆衛(wèi)星在空間運(yùn)行軌道上同一瞬時(shí)發(fā)出的超高頻無線電信號(hào)，再經(jīng)過系統(tǒng)的處理，獲得地面點(diǎn)至這幾顆衛(wèi)星的空間距離，用空間后方距離交會(huì)的方法，求得地面點(diǎn)的空間位置。（2）全站儀測(cè)設(shè)點(diǎn)位方法安置測(cè)距儀（全站儀）于起點(diǎn)上，用儀器定出給定的方向，制動(dòng)儀器，指揮立鏡員，在定出的方向上，終點(diǎn)的概略位置處設(shè)置反光鏡（棱鏡），測(cè)出斜距和豎直角，計(jì)算出水平距離（或直接測(cè)出水平距離），然后與設(shè)計(jì)所需的水平距離進(jìn)行比較，將差值通知立鏡員，由立鏡員在視線方向上用小鋼尺進(jìn)行改正，定出終點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，重新再進(jìn)行觀測(cè)、比較。直接觀測(cè)所得水平距離與設(shè)計(jì)所需的水平距離相等（或差值在允許范圍內(nèi)），則可定出最終終點(diǎn)的位置。5.6縱斷面圖的繪制所謂路線縱斷面圖，就是過一指定方向(如路線方向)的豎直面與地面的交線，它反映了在這一指定方向上地面的高低起伏形態(tài)。在進(jìn)行道路等工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了合理地設(shè)計(jì)豎向曲線和坡度，或?yàn)榱藢?duì)工程的填挖土石方進(jìn)行概算，均需要了解路線上地面的起伏情況，這時(shí)可根據(jù)大比例尺地形圖中的等高線來繪制縱斷面圖。

為了更明顯地表示地面的高低起伏情況，縱斷面圖上的高程比例尺—般比平距比例尺大10倍。

如圖所示，欲繪制地形圖上MN方向的斷面圖，首先在毫