公路工程測量教程課件

1、第13章 公路工程測量,13.1 公路測量概述 13.2 公路踏勘選線及中線測量 13.3 圓曲線主點(diǎn)測設(shè) 13.4 圓曲線細(xì)部測設(shè) 13.5 復(fù)合曲線與反向曲線的測設(shè) 13.6 緩和曲線的測設(shè) 13.7 路線縱斷面水準(zhǔn)測量與縱斷面圖的繪制 13.8 路線橫斷面水準(zhǔn)測量 與橫斷面圖的繪制 13.9 公路豎曲線測設(shè) 13.10 土石方的計(jì)算,1,PPT學(xué)習(xí)交流,13.1 公路測量概述,公路測量又稱公路勘測，業(yè)務(wù)包括勘察與測量，依據(jù)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的高低和地形復(fù)雜的程度，公路勘測分一階段勘測與兩階勘測。,1. 一階段勘測 一階段勘測主要是針對路線方案比較明確、或修建任務(wù)比較急、或技術(shù)等級較低的公路，在

2、現(xiàn)場參照圖上設(shè)計(jì)方案，在現(xiàn)場一次定測。,2,PPT學(xué)習(xí)交流,2.定測：方案選定后，進(jìn)入技術(shù)設(shè)計(jì)階段，為技術(shù)設(shè)計(jì)階段所進(jìn) 行的中線測量、縱橫斷面測量等詳細(xì)測量，稱為定測。 任務(wù)：進(jìn)行中線測量 縱斷面和橫斷面測量 局部地區(qū)的大比例尺地形圖的測繪等 作用：為路線縱坡設(shè)計(jì)，工程土石方量計(jì)算等道路的技術(shù)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的測量資料。,1. 初測：為公路的初步設(shè)計(jì)提供帶狀地形圖和有關(guān)資料的踏 勘測量，稱為初測。 任務(wù)： (1)在指定的范圍內(nèi)布設(shè)導(dǎo)線； (2)測量各方案的帶狀地形圖和縱斷面圖； (3)收集沿線水文，地質(zhì)等相關(guān)資料。 作用： 為紙上定線、編制比較方案、初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)。,2. 兩階勘測,3,PPT學(xué)

3、習(xí)交流,14.2 公路踏勘選線及中線測量,14.2.1 公路踏勘選線 公路選線應(yīng)考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展近期的要求，也要顧及今后發(fā)展的需要，通過圖上與實(shí)地踏勘選線，達(dá)到工程造價(jià)最低，線路最優(yōu)。 1.圖上選線 收集中、小比例尺的地形圖，在圖上選定一條或幾條較為合理的路線。 2.實(shí)地踏勘選線 在圖上選線的基礎(chǔ)上，沿圖上選擇的路線進(jìn)行實(shí)地踏查。根據(jù)公路建設(shè)目的、等級，結(jié)合線路地質(zhì)地形條件，確定一條最經(jīng)濟(jì)、最合理的路線。 選線工作是一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的工作，既要充分利用地形地物，節(jié)約用地，少占農(nóng)田，保護(hù)歷史文物等，又要考慮今后發(fā)展的需要。,4,PPT學(xué)習(xí)交流,(1)平原微丘區(qū)路線，應(yīng)處理好線路與農(nóng)田水利、道路、村

4、莊和其他建筑物的關(guān)系，路線應(yīng)短捷、舒順，并注意整體線形的協(xié)調(diào)和連續(xù)性。 (2)越嶺路線，應(yīng)選擇好埡口和坡面，需要展線時(shí)，應(yīng)充分利用自然坡面展線，不得已時(shí)可用回頭展線。 (3)沿河線，應(yīng)根據(jù)河岸兩側(cè)自然條件、農(nóng)田、水利、居民點(diǎn)分布和洪水淹沒等情況，確定應(yīng)走的河岸及跨河換岸的位置；調(diào)查洪水位，合理控制線路高程。 (4)山腰線，應(yīng)布設(shè)于地形、地質(zhì)、水文情況良好的一側(cè)山坡，并應(yīng)通過縱坡調(diào)整，避開支溝發(fā)育、剝蝕嚴(yán)重的“雞瓜”地形和懸?guī)r陡坡。 (5)山脊線，應(yīng)對分水嶺各埡口進(jìn)行放坡試線，確定埡口控制點(diǎn)，盡量利用平順、開闊的山脊布線；如需沿分水嶺側(cè)面布設(shè)時(shí)，應(yīng)按山腰線的要求處理。 對于低等級公路，一般采用一

5、階段勘測，現(xiàn)場選線，在路線轉(zhuǎn)折處打交點(diǎn)樁，編號冠以JD，即JD1、JD2、JD3、。高等級公路采用兩階段勘測，選線由工程師執(zhí)行，路線轉(zhuǎn)折處插大旗。,5,PPT學(xué)習(xí)交流,中線測量是把公路的中心線（中線）標(biāo)定在實(shí)地上。從平面上看，公路一般由直線和各種曲線組成，如下圖所示。,14.2.2 中線測量,6,PPT學(xué)習(xí)交流,中線測量的工作包括：測設(shè)公路各交點(diǎn)（JD）、量距和釘樁、測量路線各偏角（）及測設(shè)曲線等。如下圖所示。,7,PPT學(xué)習(xí)交流,路線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為交點(diǎn),以JD表示。 當(dāng)兩相鄰轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間距離較長或通視條件較差時(shí)，則要在其連線或延長線上增設(shè)一點(diǎn)（或數(shù)點(diǎn)），以傳遞方向，此增設(shè)點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，以ZD表示。

6、,13.2.1交點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)的測設(shè),道路經(jīng)規(guī)劃設(shè)計(jì)后，其起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)及終點(diǎn)(統(tǒng)稱為線路主點(diǎn))的設(shè)計(jì)位置均已標(biāo)注在總平面圖上。中線在路轉(zhuǎn)折處要測設(shè)曲線，以使線路順適，行車安全。中線測量的任務(wù)就是按給定的設(shè)計(jì)位置，將這些主點(diǎn)測設(shè)于實(shí)地，并用木樁進(jìn)行標(biāo)定。,8,PPT學(xué)習(xí)交流,1.交點(diǎn)的測設(shè),如下圖所示，在一些有固定建筑物的地區(qū)，可根據(jù)設(shè)計(jì)交點(diǎn)與建筑物的位置在地形圖上事先量出交點(diǎn)到建筑物的距離，在現(xiàn)場用距離交會法或直角坐標(biāo)法測設(shè)出交點(diǎn)的實(shí)際位置。,(1)根據(jù)與已有地物的關(guān)系測設(shè)交點(diǎn),9,PPT學(xué)習(xí)交流,(2)根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)和交點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)測設(shè)交點(diǎn) 按導(dǎo)線點(diǎn)的已知坐標(biāo)和交點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，事先算出有關(guān)測設(shè)數(shù)

7、據(jù)，按極坐標(biāo)法，角度交會法或距離交會法測設(shè)交點(diǎn)，如下圖，首先計(jì)算出A8到JD16之間的距離D，以及夾角，然后用極坐標(biāo)法測設(shè)交點(diǎn)D16。,10,PPT學(xué)習(xí)交流,(a) 放點(diǎn) 放點(diǎn)常用的方法有極坐標(biāo)法和支距法。,(3)穿線放線法測設(shè)交點(diǎn) 當(dāng)線路主點(diǎn)不能直接測設(shè)出、且定測中線離初測導(dǎo)線不遠(yuǎn)時(shí)，常采用此方法。,11,PPT學(xué)習(xí)交流,(b)穿線,(c)交點(diǎn),12,PPT學(xué)習(xí)交流,2.轉(zhuǎn)點(diǎn)的測設(shè),(1) 在兩交點(diǎn)間設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn),JD5，JD6為相鄰而互不通視的交點(diǎn)，ZD為初定轉(zhuǎn)點(diǎn)。為檢查ZD是否在兩交點(diǎn)的連線上，先將經(jīng)緯儀安置于目估的轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD上，以正、倒鏡分中延長直線的方法在JD6點(diǎn)附近標(biāo),式中：a、b距離可直

8、接丈量或用視距測出,出JD6，丈量出JD6-JD6=f，如f超過允許偏離范圍，則須將測站ZD橫向移動至ZD點(diǎn)，移動量e：,13,PPT學(xué)習(xí)交流,(2)延長線上設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn),當(dāng)在互不通視的兩交點(diǎn)JD7、JD8的延長線上設(shè)立轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD時(shí)，可先將經(jīng)緯儀安置于目估的轉(zhuǎn)點(diǎn)ZD上，分別用正、倒鏡照準(zhǔn)DJ7，并以相同豎盤位置俯視JD8，得兩點(diǎn)后取其中點(diǎn)得JD8。若JD8與DJ8點(diǎn)重合，或偏差值f在容許范圍之內(nèi)，即可,將ZD點(diǎn)作為轉(zhuǎn)點(diǎn)。否則應(yīng)丈量出JD8-JD8=f，將測站ZD橫向移動至ZD點(diǎn)，移動量e可按下式計(jì)算：,14,PPT學(xué)習(xí)交流,13.2.2 路線轉(zhuǎn)角的測量,在路線的轉(zhuǎn)折處，為了設(shè)置曲線通常需要測定轉(zhuǎn)角。所

9、謂轉(zhuǎn)角，就是指路線由一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)至另一方向時(shí)，偏轉(zhuǎn)后的方向與原來方向間的夾角，以表示。如下圖，偏轉(zhuǎn)后的方向位于原來方向右側(cè)時(shí)，稱為右轉(zhuǎn)角，如R；偏轉(zhuǎn)后的方向位于原來方向左側(cè)時(shí)，稱為左轉(zhuǎn)角，如L。,當(dāng)180時(shí)，為左轉(zhuǎn)角，路錢向左轉(zhuǎn)：,當(dāng)180時(shí)，為右轉(zhuǎn)角，路線向右：,15,PPT學(xué)習(xí)交流,轉(zhuǎn)角通常采用J6型經(jīng)緯儀，用測回法觀測一個(gè)測回。兩個(gè)半測回角值的不符值隨公路的等級不同而定，如果符合要求，則取其平均值作為一測回的觀測角值。 對于高速公路、一級公路，兩半測回間應(yīng)變動度盤位置，半測回限差為20，取位至1。二級及二級以下公路半測回限差為60，取位至30（即10舍去，20、30、40取位30，50進(jìn)

10、位為1）。,轉(zhuǎn)角的觀測方法,16,PPT學(xué)習(xí)交流,14.2.4 里程樁的測設(shè),路線中線上設(shè)置里程樁的作用是： (1)標(biāo)定路線中線的位置的長度； (2)作為施測路線縱、橫斷面的依據(jù)。 設(shè)置里程樁的工作主要是定線、量距和打樁。距離測量可以用鋼尺或測距儀。 在公路中線處打樁，以表示該點(diǎn)至路線起點(diǎn)的里程，均稱為里程樁。里程樁分為整樁和加樁兩種。,17,PPT學(xué)習(xí)交流,是由路線起點(diǎn)開始，每隔10m，20m，或50m的整倍數(shù)樁號而設(shè)置的里程樁。百米樁、公里樁屬于整樁,是指沿中線地面起伏突變化處、橫向坡度變化處以及天然河溝處等所設(shè)置的里程樁。,是指曲線上設(shè)置的主點(diǎn)樁，即圓曲線起點(diǎn)（ZY）、圓曲線中點(diǎn)（QZ）

11、、圓曲線終點(diǎn)（YZ）。,是指路線上的轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）樁和交點(diǎn)（ JD）樁。,18,PPT學(xué)習(xí)交流,每個(gè)樁的樁號表示該樁距路線起點(diǎn)的里程。如某加樁距路線起點(diǎn)的距離為1934.16m，則其樁號記為K1+934.16，如圖a。,(a)(b)(c)加樁的書寫 (d)里程樁尺寸 (e)指示樁尺寸,釘樁時(shí)，對于交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁以及距路線起點(diǎn)每隔500m處的整樁、公里樁、重要地物加樁以及曲線主點(diǎn)樁，均應(yīng)打下斷面為6cm6cm的方樁（如圖d），樁頂釘以中心釘，樁頂露出地面約2cm，并在其旁邊釘一指示樁（如圖e，為指示交點(diǎn)樁的板樁）。其余里程樁一般使用板樁，一半露出地面，為了后續(xù)工組找樁方便，指示樁的背面循環(huán)書寫11

12、0，并面向后面的里程樁。,19,PPT學(xué)習(xí)交流,14.3 圓曲線主點(diǎn)測設(shè),公路中線由直線、平曲線所組成。當(dāng)路線由一個(gè)方向轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向時(shí)，必須用曲線來連接。曲線的形式較多，其中圓曲線(又稱單曲線)是最常用的一種平曲線。,20,PPT學(xué)習(xí)交流,1. 主點(diǎn)測設(shè)元素的計(jì)算,曲線主點(diǎn)是： 起點(diǎn)（直圓點(diǎn)ZY）、中點(diǎn)（曲中點(diǎn)QZ）、終點(diǎn)（圓直點(diǎn)YZ），如圖所示。,曲線元素是：,21,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 圓曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算,交點(diǎn)的里程由中線丈量求得，由此可以根據(jù)交點(diǎn)的里程樁號及圓曲線測設(shè)元素推求出圓曲線各主點(diǎn)的里程樁號。其計(jì)算公式為： 直圓點(diǎn)（ZY）里程=JD里程-T 曲中點(diǎn)（QZ）里程=ZY里程+L/

13、2 圓直點(diǎn)（YZ）里程=QZ里程+L/2 為了避免計(jì)算錯(cuò)誤，可用下列公式檢驗(yàn)： YZ里程=JD里程+T-J,【例1】已知JD6的樁號為K5+178.64，偏角為R=3927，設(shè)計(jì)圓曲線半徑為R=120m，求各測設(shè)元素及主點(diǎn)編號。,22,PPT學(xué)習(xí)交流,JD6樁號 K5+178.64 -T 43.03 ZY樁號 K5+135.61 +L/2 41.31 QZ樁號 K5+176.92 +L/2 41.31 YZ樁號 K5+218.23 檢核計(jì)算: YZ樁號=JD樁號+T-J YZ樁號=K5+178.64+43.03-3.44=K5+218.23,切線長,曲線長,外矢距,切曲差,23,PPT學(xué)習(xí)交流

14、,3. 圓曲線主點(diǎn)的測設(shè),(1)測設(shè)曲線的起點(diǎn)（ZY）與終點(diǎn)（YZ） 將經(jīng)緯儀安置于交點(diǎn)JD樁上，分別以路線方向定向，自JD點(diǎn)起分別向后、向前沿切線方向量出切線長T，即得曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)。,(2)測設(shè)曲線的中點(diǎn)（QZ） 后視曲線的終點(diǎn)，測設(shè)角度 得分角線方向，沿此方向從交點(diǎn)JD樁開始，量取外矢距E,即得曲線的中點(diǎn)QZ。,24,PPT學(xué)習(xí)交流,14.4 圓曲線細(xì)部測設(shè),在一般情況下，當(dāng)?shù)匦螚l件較好、曲線長度不超過40米時(shí)，只要測設(shè)出曲線的三個(gè)主點(diǎn)即能滿足工程施工的要求。但當(dāng)?shù)匦巫兓瘡?fù)雜、曲線較長或半徑較小時(shí)，就要在曲線上每隔一定的距離測設(shè)一個(gè)加樁，以便把曲線的形狀和位置詳細(xì)地表示出來，這個(gè)過程稱

15、為曲線的細(xì)部測設(shè)。 公路中線測量中加樁一般采用整樁號法，即將曲線上靠近曲線起點(diǎn)（ZY）的第一個(gè)樁的樁號湊成整數(shù)樁號，然后按整樁距l(xiāng)0向曲線的終點(diǎn)（YZ）連續(xù)設(shè)樁。由于地形條件、精度要求和使用儀器的不同，細(xì)部點(diǎn)的測設(shè)主要有以下幾種方法。,25,PPT學(xué)習(xí)交流,13.4.1 切線支距法（直角坐標(biāo)法）,切線支距法是以曲線的起點(diǎn)（ZY）或終點(diǎn)（YZ）為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過曲線上該點(diǎn)的切線為X軸，以過原點(diǎn)的半徑方向?yàn)閅軸，建立直角坐標(biāo)系，從而測定各加樁點(diǎn)的方法。如下圖所示。,26,PPT學(xué)習(xí)交流,曲線上某點(diǎn)Pi的坐標(biāo)可依據(jù)曲線起點(diǎn)至該點(diǎn)的弧長 li計(jì)算。設(shè)曲線的半徑為R，li所對的圓心角ji ，則計(jì)算公式為

16、：,為了保證測設(shè)的精度，避免y值（垂線）過長。曲線分兩部分測設(shè)，即由曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)向中點(diǎn)各測設(shè)曲線的一半。,【例2】已知JD的樁號為K8+745.72，轉(zhuǎn)角為R=532520，設(shè)計(jì)圓曲線半徑為R=50m，取整樁距為10m。根據(jù)公式計(jì)算或查“圓曲線函數(shù)表”可知主點(diǎn)測設(shè)元素為：T=25.16m，L=46.62m，E=5.97m，J=3.70m。,27,PPT學(xué)習(xí)交流,切線支距法測設(shè)圓曲線細(xì)部表,28,PPT學(xué)習(xí)交流,測設(shè)時(shí)，將圓曲線以曲中點(diǎn)（QZ）為界分成兩部分進(jìn)行。,（1） 根據(jù)曲線加樁的詳細(xì)計(jì)算資料，用鋼尺從ZY點(diǎn)（或YZ點(diǎn)）向JD方向量取x1、x2等橫距，得垂足N1、N2等點(diǎn)，用測釬作標(biāo)記

17、。,（2） 在各垂足點(diǎn)N1、N2等處，依次用方向架（或經(jīng)緯儀）定出ZY點(diǎn)（或YZ點(diǎn)）切線的垂線，分別沿垂線方向量取y1、y2等縱距，即得曲線上各加樁點(diǎn)Pi。,（3） 檢驗(yàn)方法：用上述方法測定各樁后，丈量各樁之間的弦長進(jìn)行校核。如不符或超過容許范圍，應(yīng)查明原因，予以糾正。 此法適合于地勢比較平坦開闊的地區(qū)。使用的儀器工具簡單，而且它所測定的各點(diǎn)位是相互獨(dú)立的，測量誤差不會積累，是一種較精密的方法。測設(shè)時(shí)要注意垂線y不宜過長，垂線愈長，測設(shè)垂線的誤差就愈大。,測設(shè)步驟：,29,PPT學(xué)習(xí)交流,14.4.2 偏角法（極坐標(biāo)法）,偏角法是一種類似于極坐標(biāo)的放樣方法。它是利用曲線起點(diǎn)（或終點(diǎn)）的切線與某

18、一段弦之間的弦切角i（稱為偏角）以及弦長Ci來確定Pi點(diǎn)的位置的一種方法。,30,PPT學(xué)習(xí)交流,圖中l(wèi)1 為ZY點(diǎn)至P1點(diǎn)為首段分弧，測設(shè)P1點(diǎn)的數(shù)據(jù)可從圖中得出?；￠Ll1所對的圓心角j1 可由下面的公式計(jì)算：,故首段分弧圓周角為 圓周角： 弦長： C1=2Rsin1,P4點(diǎn)至ZY點(diǎn)為尾段分弧, 弧長為l2，圓心角為j2，圓周角為2 。同理可知：,圓周角： 弦長： C2=2Rsin2,31,PPT學(xué)習(xí)交流,圓曲線中間部分，相鄰兩點(diǎn)間為整弧l0，整弧l0所對的圓心角均為j，相應(yīng)的圓周角均為，即 圓周角： 弦長： C=2Rsin,YZ點(diǎn)：,故各細(xì)部點(diǎn)的偏角：,P1點(diǎn)： 1,P2點(diǎn)：,P3點(diǎn)：,3

19、2,PPT學(xué)習(xí)交流,【例3】已知JD的樁號為K5+135.22，偏角為R=402110，設(shè)圓曲線半徑為R=100m，取整樁距為20m。根據(jù)公式計(jì)算可知主點(diǎn)測設(shè)元素為：T=36.75m，L=70.43m，E=6.54m，J=3.07m。,33,PPT學(xué)習(xí)交流,偏角法測設(shè)步驟,（1） 將經(jīng)緯儀安置于曲線起點(diǎn)ZY(或終點(diǎn)YZ)上，以度盤00000照準(zhǔn)路線的交點(diǎn)JD。,（2） 轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，正撥（按順時(shí)針方法）測設(shè)1角（02618），由測站點(diǎn)沿視線方向量弦長C1（1.53米）釘樁，則得曲線上第一點(diǎn)Pl（K5+100）的位置。,（3） 然后測設(shè)P2（K5+120）點(diǎn)之累計(jì)偏角2（61004），將鋼尺端零點(diǎn)

20、對準(zhǔn)Pl點(diǎn)，以鋼尺讀數(shù)為C（19.97米）處交于視線方向，即距離與方向相交，則定出曲線上第二點(diǎn)P2點(diǎn)。依此類推，定出其它中間各點(diǎn)，并釘以木樁。,（4） 最后，測設(shè)至曲線終點(diǎn)，視線應(yīng)恰好通過曲線終點(diǎn)YZ。Pn-1點(diǎn)至曲線終點(diǎn)的弦長應(yīng)為C2（8.90米），測設(shè)得出的曲線終點(diǎn)點(diǎn)位與原定終點(diǎn)點(diǎn)位之差，其縱向閉合差不應(yīng)超過L1000(L為曲線長)，橫向誤差不應(yīng)超過10cm，否則應(yīng)進(jìn)行檢查，改正或重測。,34,PPT學(xué)習(xí)交流,14.4.3 極坐標(biāo)法,當(dāng)用光電測距儀或全站儀測設(shè)圓曲線時(shí)，由于其測設(shè)距離受地形條件限制較小，精度高、速度快，可以采用極坐標(biāo)法直接、獨(dú)立地測設(shè)各點(diǎn)，因此，正在逐漸地被廣泛使用。,35

21、,PPT學(xué)習(xí)交流,14.5 復(fù)合曲線與反向曲線的測設(shè),14.5.1 復(fù)曲線的測設(shè),復(fù)曲線是由兩個(gè)或兩個(gè)以上互相銜接的同向單曲線（主要是圓曲線）所組成的曲線（如右圖所示。這種曲線，通常是在地形條件比較復(fù)雜地段，一個(gè)單曲線不能適合地形的情況下采用。,JDa、JDb為相鄰兩交點(diǎn)，AB為公切線，GQ為主曲線和副曲線相銜接的公切點(diǎn)，它將公切線分為T1和T2兩段。其中主曲線切線長T1可根據(jù)給定的半徑R1和測定的轉(zhuǎn)角1正算得出，則副曲線切線長T2=DAB-T1,然后以T2和轉(zhuǎn)角2依公式反算求出R2。,36,PPT學(xué)習(xí)交流,14.5.2 反向曲線的測設(shè),反曲線是由兩個(gè)方向相反的圓曲線組成的（如下圖）。在反曲線

22、中，由于兩個(gè)圓曲線方向相反，為了行車的方便和安全，一般情況下，均在前后兩段曲線之間加設(shè)一過渡直線段，并且長度不小于20m。,37,PPT學(xué)習(xí)交流,14.6 緩和曲線的測設(shè),為了行車更安全、舒適，常要求在曲線和直線之間設(shè)置一段半徑由無窮大逐漸變化到圓曲線半徑的曲線，這種曲線我們稱之為緩和曲線。國內(nèi)外目前基本采用回旋曲線的一部分作為緩和曲線。,直緩點(diǎn),緩圓點(diǎn),曲中點(diǎn),圓緩點(diǎn),緩直點(diǎn),38,PPT學(xué)習(xí)交流,緩和曲線長度的規(guī)定,對于某一緩和曲線我們已知的數(shù)據(jù)有：(1)路線的轉(zhuǎn)角；(2)根據(jù)公路的等級和地形狀況確定的圓曲線半徑R；(3)緩和曲線的長度，可根據(jù)公路的等級和地形情況依下表查得；(4)曲線加樁

23、的整樁間距和交點(diǎn)JD的里程。 公路按等級與地形規(guī)定緩和曲線的長度,39,PPT學(xué)習(xí)交流,14.6.1 緩和曲線的特征及曲線方程,1. 回旋曲線的特征和方程 回旋曲線的幾何特征是：曲線上任何一點(diǎn)的曲率半徑與該點(diǎn)到曲線起點(diǎn)的長度l成反比。即：,式中c為比例參數(shù)。我國公路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定c=0.035v3，v是設(shè)計(jì)的行車速度，以km/h計(jì)。,40,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 緩和曲線的切線角公式,緩和曲線上任意一點(diǎn)P的切線與曲線起點(diǎn)ZH的切線所組成的夾角為，稱為緩和曲線的切線角。緩和曲線切線角實(shí)際上等于曲線起點(diǎn)ZH至曲線上任一點(diǎn)P之間的弧長所對圓心角。如下圖所示。在P點(diǎn)取一微分弧dl，它所對應(yīng)的圓心角為d，則

24、：,當(dāng)l=lh時(shí)，緩和曲線全長所對的切線角稱為緩和曲線角，以h表示。,l=R l h,41,PPT學(xué)習(xí)交流,以緩和曲線起點(diǎn)ZH為原點(diǎn)，以過該點(diǎn)的切線為x軸，垂直于切線的方向?yàn)閥軸。則任一點(diǎn)P的坐標(biāo)為:,當(dāng)l=lh時(shí)，即得緩和曲線的終點(diǎn)坐標(biāo)值：,42,PPT學(xué)習(xí)交流,14.6.2 緩和曲線主點(diǎn)元素的計(jì)算及測設(shè),1. 圓曲線的內(nèi)移和切線的增長,在圓曲線和直線之間增設(shè)緩和曲線后，整個(gè)曲線發(fā)生了變化，為了保證緩和曲線和直線相切，圓曲線應(yīng)均勻地向圓心方向內(nèi)移一段距離p，稱為圓曲線內(nèi)移值。同時(shí)切線也應(yīng)相應(yīng)地增長q，稱為切線的增長值。,43,PPT學(xué)習(xí)交流,在公路建設(shè)中，一般采用圓心不動，圓曲線半徑減少p值

25、的方法，即使減小后的半徑等于所選定的圓曲線半徑，也就是插入緩和曲線前的半徑為R+p，插入緩和曲線后的圓曲線半徑為R。增加的緩和曲線的一半弧長位于直線段內(nèi)，另一半則位于圓曲線段內(nèi)。如圖所示。,圓曲線內(nèi)移值p為：,切線的增長值q為：,44,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 緩和曲線主點(diǎn)元素以及里程的推算,(1)緩和曲線主元素的計(jì)算：,切線長：,主曲線（圓曲線部分）長：,曲線全長：,外矢距：,切曲差：,圓曲線半徑R和緩和曲線的長度lh是根據(jù)公路的等級和地形狀況確定的；路線的轉(zhuǎn)角是實(shí)際測量得到的。,45,PPT學(xué)習(xí)交流,（2） 緩和曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算,直緩點(diǎn)ZH里程： ZH里程=交點(diǎn)JD里程-切線長Th 緩圓點(diǎn)H

26、Y里程： HY里程=直緩點(diǎn)ZH里程+緩和曲線長h 曲中點(diǎn)QZ里程： QZ里程=緩圓點(diǎn)HY里程+主曲線長Ly/2 圓緩點(diǎn)YH里程： YH里程=曲中點(diǎn)QZ里程+主曲線長Ly/2 緩直點(diǎn)HZ里程： HZ里程=圓緩點(diǎn)YH里程+緩和曲線長h 為了檢查計(jì)算的正確性，可用可用下式計(jì)算HZ里程： HZ里程=JD里程+切線長Th-切曲差Jh,46,PPT學(xué)習(xí)交流,【例5】某一高速公路的設(shè)計(jì)行車速度為120km/h，已知某一交點(diǎn)JD8的里程樁號為K9+658.86，轉(zhuǎn)角為=201826，半徑為R=600m，試計(jì)算曲線測設(shè)的主元素和曲線主點(diǎn)里程。 按規(guī)范規(guī)定得知，對于高速公路我們可以取緩和曲線的長度lh=100m。

27、,（1）計(jì)算緩和曲線的要素 計(jì)算緩和曲線角：,計(jì)算緩和曲線終點(diǎn)坐標(biāo)：,計(jì)算切線增長值：,計(jì)算曲線內(nèi)移值：,47,PPT學(xué)習(xí)交流,（2）緩和曲線主元素的計(jì)算,切曲差：,外矢距：,曲線全長：,主曲線（圓曲線部分）長：,切線長：,上述緩和曲線主元素計(jì)算可列下表計(jì)算更便捷。,緩和曲線測設(shè)記錄計(jì)算表,48,PPT學(xué)習(xí)交流,（3）計(jì)算緩和曲線各主點(diǎn)的里程 JD8的樁號為K9+658.86，按緩和曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算公式得： JD8樁號 K9+658.86 -Th 157.58 直緩點(diǎn)ZH里程 ZH樁號 K9+501.28 +lh 100.00 緩圓點(diǎn)HY里程 HY樁號 K9+601.28 +Ly/2 56.

28、33 曲中點(diǎn)QZ里程 QZ樁號 K9+657.61 +Ly/2 56.33 圓緩點(diǎn)YH里程 YH樁號 K9+713.94 +lh 100.00 緩直點(diǎn)HZ里程 HZ樁號 K9+813.94 檢核： HZ樁號=JD樁號+Th-Jh=K9+658.86+157.58- 2.5=K9+813.94(校核無誤),49,PPT學(xué)習(xí)交流,3.主點(diǎn)測設(shè)步驟（以例5說明）,（1）經(jīng)緯儀安置在交點(diǎn)DJ8上，瞄準(zhǔn)直緩點(diǎn)ZH方向，沿視線方向量取切線長Th=157.58m，即得直緩點(diǎn)ZH，樁號K9+501.28。 （2）儀器不動，以ZH點(diǎn)為后視方向，撥角(180-)/2，即分角線方向，沿此方向量取外矢距Eh=10.2

29、5m，即得曲中點(diǎn)QZ，樁號K9+657.55。 （3）再將經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)緩直點(diǎn)HZ方向，沿視線方向量取切線長Th=157.58m，即得緩直點(diǎn)HZ，樁號K9+813.83。 （4）以ZH點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以ZH-JD8為切線方向建立直角坐標(biāo)系的x軸，垂直方向?yàn)閥軸，用切線支距法量取Xh=99.93m， Yh=2.78m，得緩圓點(diǎn)HY, 樁號為K9+601.28。 （5）同理，以HZ點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以HZ-JD8為切線方向建立直角坐標(biāo)系的x軸，垂直方向?yàn)閥軸，用切線支距法量取Xh=99.93m，Yh=2.78m，得圓緩點(diǎn)YH, 樁號K9+713.83。 （6）在測設(shè)出的各主點(diǎn)上釘木樁，并釘一小釘作為標(biāo)心。,

30、50,PPT學(xué)習(xí)交流,14.6.3 帶有緩和曲線的詳細(xì)測設(shè),1.切線支距法（直角坐標(biāo)法） 切線支距法是以緩和曲線的起點(diǎn)ZH或終點(diǎn)HZ為坐標(biāo)原點(diǎn)，以過原點(diǎn)的切線為x軸，過原點(diǎn)且垂直于x軸的方向?yàn)閥軸。緩和曲線和圓曲線的各點(diǎn)坐標(biāo)，均按同一坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算，但分別采用不同的計(jì)算公式，如圖所示。,在緩和曲線段任一點(diǎn)i的坐標(biāo)按下式計(jì)算。,式中l(wèi)i為緩和曲線上任一點(diǎn)i至曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)的曲線長。,51,PPT學(xué)習(xí)交流,對于圓曲線段部分，各點(diǎn)的直角坐標(biāo)仍和以前計(jì)算方法一樣，但坐標(biāo)原點(diǎn)已移至緩和曲線起點(diǎn)（ZH)，因此原坐標(biāo)必須相應(yīng)地加q、p值，即,l為圓曲線上任一點(diǎn)至HY點(diǎn)或YH點(diǎn)的曲線長，lh為緩和曲線長。 實(shí)際

31、工作中，緩和曲線和圓曲線各點(diǎn)的坐標(biāo)值也可由曲線表查出，曲線設(shè)置方法和圓曲線的切線支距法測設(shè)方法完全相同。,式中：,52,PPT學(xué)習(xí)交流,2.偏角法（極坐標(biāo)法）,以緩和曲線的起點(diǎn)ZH或終點(diǎn)HZ為坐標(biāo)原點(diǎn)，以過原點(diǎn)的切線為x軸，過原點(diǎn)且垂直于x軸的方向?yàn)閥軸。曲線上某點(diǎn)P至曲線的起點(diǎn)（ZH點(diǎn)或HZ點(diǎn)）的距離為Ci，P點(diǎn)和原點(diǎn)的連線與坐標(biāo)軸的x軸之間的夾角為i。它們可以通過切線支距法求出的點(diǎn)的坐標(biāo)P(xi、yi)來進(jìn)行計(jì)算。,由于弦長C是逐步增加的，且距離較大，所以一般可以采用光電測距儀或全站儀進(jìn)行測設(shè)，將儀器安置在ZH點(diǎn)或HZ點(diǎn)，以度盤00000照準(zhǔn)路線的交點(diǎn)JD。轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，依次測設(shè)i角和相應(yīng)的

32、弦長Ci釘樁，即可分別得到曲線上各點(diǎn)。,53,PPT學(xué)習(xí)交流,14.7 路線縱斷面水準(zhǔn)測量,路線縱斷面測量又稱路線水準(zhǔn)測量。它的任務(wù)是根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)高程，測量路線各中樁的地面高程，并按一定比例繪制路線縱斷面圖，為路線縱坡設(shè)計(jì)和挖填土方計(jì)算提供基本資料。 縱斷面測量一般分為兩步進(jìn)行： 1.基平測量：沿路線方向設(shè)置若干水準(zhǔn)點(diǎn)，建立路線的高程控制。 2.中平測量：依據(jù)各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，分段進(jìn)行水準(zhǔn)測量，測定各中樁的地面高程。 基平測量的精度要求比中平測量高，按四等或稍低于四等水準(zhǔn)的精度要求。中平測量只作單程觀測，精度按普通水準(zhǔn)要求。,54,PPT學(xué)習(xí)交流,14.7.1 基平測量,1. 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè),水準(zhǔn)點(diǎn)

33、應(yīng)選在道路中線經(jīng)過的地方兩側(cè)50100m左右，地基穩(wěn)固，易于引測、不受路線施工影響的地方。根據(jù)不同的需要和用途，可設(shè)置永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)。 永久性水準(zhǔn)點(diǎn)：埋設(shè)標(biāo)石，也可設(shè)在永久性建筑物上或用金屬標(biāo)志嵌在基巖上。在路線的起點(diǎn)和終點(diǎn)、大橋兩岸、隧道兩端等位置應(yīng)設(shè)置永久性水準(zhǔn)點(diǎn)，路線較長應(yīng)每隔2530公里測設(shè)一點(diǎn)。,臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)：一般是埋設(shè)大木樁，頂面釘入鐵釘作為標(biāo)志。布設(shè)密度：山區(qū)每隔0.51公里設(shè)置一個(gè)，在平原區(qū)和微丘陵區(qū)每隔12公里設(shè)置一個(gè)。在一般的中、小橋附近和工程集中的地段均應(yīng)設(shè)置臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)。,沿路線方向布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高程控制測量稱基平測量,55,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 基平測量方法

34、 基平測量首先應(yīng)將起始水準(zhǔn)點(diǎn)與附近國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連測，以獲得絕對高程。在沿線其它水準(zhǔn)點(diǎn)的測量過程中，凡能與附近國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連測的均應(yīng)連測，以便獲得更多的檢查條件。如果路線附近沒有國家水準(zhǔn)點(diǎn)，可假定起始水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。,水準(zhǔn)點(diǎn)高程的測定，公路上通常采用一臺水準(zhǔn)儀往、返觀測或同時(shí)用兩臺水準(zhǔn)儀同向(或?qū)ο?進(jìn)行觀測。往、返測或兩臺儀器所測高差的不符值不得超過下列允許值：,式中：L水準(zhǔn)路線長度，以公里為單位，適用于平地。 n測站數(shù)，適用于山地。,56,PPT學(xué)習(xí)交流,14.7.2 中平測量,中平測量又名中樁抄平，即測量路線中樁的地面高程。中平測量是以基平測量提供的水準(zhǔn)點(diǎn)為基礎(chǔ)，以相鄰兩水準(zhǔn)點(diǎn)為一測段，

35、從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，逐個(gè)施測中樁的地面高程，閉合在下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上，形成附合水準(zhǔn)路線。其允許誤差為：,式中：L水準(zhǔn)路線長度。 n測站數(shù)。,1.中平測量及要求,57,PPT學(xué)習(xí)交流,在一定距離內(nèi)設(shè)置用于傳遞地面高程的轉(zhuǎn)點(diǎn)，每兩轉(zhuǎn)點(diǎn)間所觀測的中樁，稱為中間點(diǎn)。,由于轉(zhuǎn)點(diǎn)起傳遞高程作用，觀測時(shí)應(yīng)先觀測轉(zhuǎn)點(diǎn)，后觀測中間點(diǎn)。轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)至毫米，視線長度一般不應(yīng)超過150米，標(biāo)尺應(yīng)立于尺墊、穩(wěn)固的樁頂或堅(jiān)石上；中間點(diǎn)的高程通常采用視線高法求得，讀數(shù)可至厘米，視線長度也可適當(dāng)放長，標(biāo)尺立于緊靠樁邊的地面上。,58,PPT學(xué)習(xí)交流,如圖，水準(zhǔn)儀置于測站，后視水準(zhǔn)點(diǎn)BM1，前視轉(zhuǎn)點(diǎn)TP1，將觀測結(jié)果分別記入表中的“后視

36、”和“前視”欄內(nèi)，然后，依次觀測BM1和TP1間的各個(gè)中樁（K0+000K0+060），將讀數(shù)分別記入“中視”欄內(nèi)。,2.施測方法,59,PPT學(xué)習(xí)交流,中平測量記錄表,后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù) 136.214+2.126,60,PPT學(xué)習(xí)交流,路線縱斷面圖,樁 號,坡度與距離,設(shè)計(jì)高程,地面高程,挖填,高度,填,挖,直線與曲線,70,72,74,76,80,78,82,84,3+100,3+110,3+160,3+200,3+220,3+240,3+285,3+300,3+320,3+350,3+358,3+380,3+080,3+040,3+132,3+180,3+255,3+000,3+37

37、0,75.68,74.98,79.50,80.02,78.60,78.73,80.40,81.98,81.56,79.12,79.20,78.83,80.52,80.52,79.14,77.22,77.78,77.83,77.06,3.5,%,74.78,81.08,180,78.28,2.0,%,140,0,%,60,76.18,77.58,78.28,78.63,79.40,80.38,80.68,80.28,79.88,78.88,78.98,79.58,78.28,78.28,78.28,78.28,0.90,1.20,1.92,1.74,0.03,0.67,0.02,0.90,0.88,1.16,0.68,0.75,1.54,1.64,0.86,1.06,0.50,0.45,1.22,BM,5,高程 35.348,3+040 右4.5米,R=2000 T=27.5 E=0.76,R=1000 T=10 E=0.05,JD,5,=45,12 R=120,JD,6,61,PPT學(xué)習(xí)交流,縱斷面圖繪制的說明：,2. 縱坡設(shè)計(jì)，計(jì)算設(shè)計(jì)高程 此項(xiàng)工作必須等橫斷面圖繪好之后，根據(jù)各級公路縱坡和坡長的規(guī)定，參照實(shí)際地