線路施工測量畢業(yè)設(shè)計

1、石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 設(shè) 計 線路施工測量系 部: 測繪工程系 專業(yè)名稱: 工程測量專業(yè) 指導(dǎo)教師: 指導(dǎo)教師: 姓 名: 學 號: 二0一三 年 六 月2畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文）評 定 表姓名宋園京學號201008016054存檔號1381013054系別測繪工程系專業(yè)工程測量技術(shù)班 級81013畢業(yè)論文（設(shè)計題目）線路施工測量指導(dǎo)教師評語：簽名： 年 月 日答辯委員會意見：簽名： 年 月 日 備注：石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學 生姓 名宋園京學 號201008016054班級81013指導(dǎo)教師姓 名陳敬周職 稱講師系部測繪工程系陳冉

2、麗講師畢業(yè)設(shè)計（論文）題目線路施工測量畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：1.畢業(yè)設(shè)計題目來源明確，設(shè)計內(nèi)容切合實際；2.畢業(yè)設(shè)計要求條理清楚，觀念明確；3.畢業(yè)設(shè)計嚴禁抄襲，引用文獻必須注明來源；4.畢業(yè)設(shè)計排版必須標準格式；5.畢業(yè)設(shè)計必須按計劃時間完成，打印。完成期限和主要措施：2013.4.214.30 論文選題，擬定設(shè)計（論文）計劃2013.5.015.15 整理資料，收集文獻，編寫提綱2013.5.165.23 準備初稿，排版2013.5.246.02 撰寫論文，定稿2013.6.036.10 打印、投交論文為答辯作準備主要參考文獻：1. 李孟山,工程測量.西安：西安地圖出版社，2004:142

3、1612. 李孟山,張文彥,工程測量概論.西安：西安地圖出版社，20043.工程測量實用程序說明。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日誠 信 承 諾本人慎重承諾和聲明：我承諾在畢業(yè)論文（設(shè)計）活動中遵守學校有關(guān)規(guī)定，恪守學術(shù)規(guī)范，在本人的畢業(yè)論文中未剽竊、抄襲他人的學術(shù)觀點、思想和成果，未篡改研究數(shù)據(jù)，如有違規(guī)行為發(fā)生，我愿承擔一切責任，接受學校的處理。承諾人： 2013年 5月 20日摘 要工測量是工程師的眼睛，貫穿于整個工程建設(shè)的始終。從控制、路線、路基施工、橋涵等線路中線的放樣、橋梁的施工，測量都起到了舉足輕重的作用。本設(shè)計主要講述了圓曲線、緩和曲線的測設(shè)，對緩和曲線的切線角、主店元素的計算進行了

4、詳細介紹。其中還講述了坐標轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，并且對逐樁坐標計算的步驟也做了詳細的說明。介紹了圓曲線主點測設(shè)及詳細測設(shè)。由于個人能力有限，本設(shè)計難免有不足之處，希望老師多提寶貴意見和建議。關(guān)鍵詞：圓曲線 ;緩和曲線;坐標轉(zhuǎn)換;逐樁坐標 目 錄第一章 圓曲線主點測設(shè)11.1內(nèi)容摘要11.2圓曲線主點測設(shè)11.3主點里程的計算11.4主點的測設(shè)21.5圓曲線的詳細測設(shè)3第二章 緩和曲線的測設(shè)62.1緩和曲線的切線角公式62.2緩和曲線主點元素的計算及測設(shè)72.3圓曲線加緩和曲線的詳細測設(shè)9第三章 坐標轉(zhuǎn)換的應(yīng)用11第四章 逐樁坐標計算步驟144.1已知條件144.2逐樁坐標計算步驟144.3轉(zhuǎn)軸法計算中線

5、點位坐標19參考文獻25致 謝2626第一章 圓曲線主點測設(shè)1.1內(nèi)容摘要圓曲線是具有一定曲率半徑的圓弧線，其測設(shè)一般分兩步進行。先測設(shè)對圓曲線起控制作用的主點樁，即圓曲線的起點（zy）、中點（qz）和終點（yz）；然后在主點樁之間進行加密，按規(guī)定樁距測設(shè)圓曲線的其它各點，稱之為圓曲線的詳細測設(shè)。1.2圓曲線主點測設(shè)設(shè)交點jd的轉(zhuǎn)角為，圓曲線半徑為r，則圓曲線的測設(shè)元素可按下列公式計算：圖1-1 1.3主點里程的計算交點jd的里程是由中線丈量中得到，根據(jù)交點的里程和圓曲線測設(shè)元素，即可推算圓曲線上各主點的里程并加以校核。直圓點（zy）里程=jd里程-t 曲中點（qz）里程=zy里程+l/2 圓

6、直點（yz）里程=qz里程+l/2為了避免計算錯誤，可用下列公式檢驗：yz里程=jd里程+t-d （注意：圓曲線終點里程yz應(yīng)為圓曲線起點里程zy加上圓曲線長l，而不是交點里程加切線長t，即yz里程jd里程+t。因為在路線轉(zhuǎn)折處道路中線的實際位置應(yīng)為曲線位置，而非切線位置。）【算例】已知jd6的樁號為k5+178.64，偏角為=3927（右偏），設(shè)計圓曲線半徑為r=120m，求各測設(shè)元素及主點編號。圖1-1 jd6樁號 k5+178.64-t 43.03zy樁號 k5+135.61+l/2 41.31qz樁號 k5+176.92+l/2 41.31yz樁號 k5+218.23檢核計算: yz樁

7、號=jd樁號+t-d yz樁號=k5+178.64+43.03-3.44=k5+218.231.4主點的測設(shè)測設(shè)曲線的起點（zy）與終點（yz）將經(jīng)緯儀安置于交點jd樁上，分別以路線方向定向，自jd點起分別向后、向前沿切線方向量出切線長t，即得曲線的起點和終點。測設(shè)曲線的中點（qz）后視曲線的終點，測設(shè)角度得分角線方向，沿此方向從交點jd樁開始，量取外矢距e,即得曲線的中點qz。圖1-2 1.5圓曲線的詳細測設(shè)1.圓曲線測設(shè)的基本要求應(yīng)按曲線上中樁樁距的規(guī)定進行加樁，即進行圓曲線的詳細測設(shè)。中線測量中一般均采用整樁號法。（1）整樁號法：將曲線上靠近曲線起點的第一個樁湊成為l0倍數(shù)的整樁號，然后

8、按樁距l(xiāng)0連續(xù)向曲線終點設(shè)樁。這樣設(shè)置的樁均為整樁號。（2）整樁距法：從曲線起點和終點開始，分別以樁距l(xiāng)0連續(xù)向曲線中點設(shè)樁，或從曲線的起點，按樁距l(xiāng)0設(shè)樁至終點。（3）對中樁量距精度及樁位限差應(yīng)符合規(guī)定；曲線測量閉合差也應(yīng)符合規(guī)定2.圓曲線詳細測設(shè)的方法在一般情況下，當?shù)匦螚l件較好、曲線長度不超過40米時，只要測設(shè)出曲線的三個主點即能滿足工程施工的要求。但當?shù)匦巫兓瘡?fù)雜、曲線較長或半徑較小時，就要在曲線上每隔一定的距離測設(shè)一個加樁，以便把曲線的形狀和位置詳細地表示出來，這個過程稱為曲線的細部測設(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（zy）的第一個樁的樁號湊成整數(shù)樁號，

9、然后按整樁距l(xiāng)0向曲線的終點（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，細部點的測設(shè)主要有以下幾種方法。（1）切線支距法建立直角坐標：以圓曲線的起點zy或終點yz為坐標原點，以切線為x軸，過原點的半徑方向為y軸。曲線上各點坐標x、y計算：設(shè)pi為曲線上欲測設(shè)的點位，該點至zy點或yz點的弧長為li，i為li所對的圓心角，r為圓曲線半徑，則pi的坐標：圖1-4 圖1-3 ；（）【算例】已知jd的樁號為k8+745.72，偏角為=532520（右偏），設(shè)計圓曲線半徑為r=50m，取整樁距為10m。根據(jù)公式計算或查“圓曲線函數(shù)表”可知主點測設(shè)元素為：t=25.16m，l=46.62m，

10、e=5.97m，d=3.70m。主點名稱 樁 號 各樁至zy或yz的曲線長xy各點間弦長zyk8+720.560.00 0000.009.437309.449.380.899.9874019.4418.953.733.87qzk8+743.8723.3122.475.346.1375017.1816.842.929.987607.187.160.517.17yzk8+767.180.00 00注意：我們通常將圓曲線以qz為中點分兩部分計算，兩次計算附和到qz一次可以檢驗我們計算的正誤！測設(shè)步驟：測設(shè)時，將圓曲線以曲中點（qz）為界分成兩部分進行。a.根據(jù)曲線加樁的詳細計算資料，用鋼尺從zy點（

11、或yz點）向jd方向量取x1、x2等橫距，得垂足n1、n2等點，用測釬作標記。b.在各垂足點n1、n2等處，依次用方向架（或經(jīng)緯儀）定出zy點（或yz點）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pi。c.檢驗方法：用上述方法測定各樁后，丈量各樁之間的弦長進行校核。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位是相互獨立的，測量誤差不會積累，是一種較精密的方法。測設(shè)時要注意垂線y不宜過長，垂線愈長，測設(shè)垂線的誤差就愈大。第二章 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

12、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。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)曲線加樁的整樁間距和交點jd的里程。2.1緩和曲線的切線角公式緩和曲線上任意一點p的切線與曲線起點zh的切線所組成的夾角為，稱為緩和曲線的切線角。緩和曲線切線角實際上等于曲線起點zh至曲線上任一點p之間的弧長所對圓心角。如下圖所示。在p點取一微分弧dl，它所對應(yīng)的圓心角為d，則：積分得：當l=lh時，緩和曲線全長所對的切線角稱為緩和

13、曲線角，以h表示。圖2-1 以緩和曲線起點zh為原點，以過該點的切線為x軸，垂直于切線的方向為y軸。則任一點p的坐標為:稱為緩和曲線的參數(shù)方程當l=lh時，即得緩和曲線的終點坐標值：2.2緩和曲線主點元素的計算及測設(shè)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。同時切線也應(yīng)相應(yīng)地增長q，稱為切線的增長值。在公路建設(shè)中，一般采用圓心不動，圓曲線半徑減少p值的方法，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

14、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)。圓曲線內(nèi)移值p為： 圖2-2切線的增長值q為：緩和曲線主點元素以及里程的推算緩和曲線主元素的計算：切線長：主曲線（圓曲線部分）長：曲線全長：外矢距：切曲差：緩和曲線主點里程的計算直緩點zh里程：zh里程=交點jd里程-切線長th 緩圓點hy里程：hy里程=直緩點zh里程+緩和曲線長h 曲中點qz里程：qz里程=緩圓點hy里程+主曲線長ly/2 圓緩點yh里程：yh里程=曲中點qz里程+主曲線長ly/2緩直點hz里程：hz里程=圓緩點yh里程+緩和曲線長h 為了檢查計算的正確性，可用可用下式計算hz里程： hz里程=jd里程+切線長th-切曲

15、差dh 【算例】已知r=500m,l0=6om,=283620，zh點里程為33+424.67,求綜合要素及主點的里程。1）綜合要素計算，根據(jù)式上式，計算得：t=157.56ml=309.64me0=16.31mq=2t-l=5.47m2）主點里程計算已知：zh點里程為33+424.67，則有：（核）主點測設(shè)步驟（以例題說明）a.經(jīng)緯儀安置在直緩點zh上，瞄準jd方向，沿視線方向量取切線長th=157.58米，即得直緩點jd。b.將儀器置于交點上，以zh點為后視方向，撥角(180-)/2，即分角線方向，沿此方向量取外矢距e0=16.31m米，即得曲中點qz，樁號k33+579.49c.）再將經(jīng)

16、緯儀瞄準緩直點hz方向，沿視線方向量取切線長t=157.56m米，即得緩直點hz，樁號k33+734.31d.以zh點為坐標原點，以zh-jd為切線方向建立直角坐標系的x軸，垂直方向為y軸，用切線支距法量取xh， yh得緩圓點hy, 樁號為k33+484.67e.同理，以hz點為坐標原點，以hz-jd為切線方向建立直角坐標系的x軸，垂直方向為y軸，用切線支距法量取xh，yh得圓緩點yh, 樁號k33+674.31f.在測設(shè)出的各主點上釘木樁，并釘一小釘作為標心。2.3圓曲線加緩和曲線的詳細測設(shè)(1)切線支距法測設(shè)圓曲線加緩和曲線切線支距法測設(shè)圓曲線加緩和曲線的實質(zhì)是直角坐標法測設(shè)點位。1)計算

17、公式在緩和曲線部分，用公式（10-7）計算測設(shè)點的坐標：圖2-3在圓曲線部分，由圖10-16知:式中l(wèi)i為曲線點i的曲線長。2)測設(shè)方法與切線支距法測設(shè)圓曲線的方法相同。支距法的優(yōu)點是方法簡單，誤差不積累；缺點是不能發(fā)現(xiàn)中間點的測量錯誤。故適用于平坦地區(qū)，而不適用于山區(qū)。第三章 坐標轉(zhuǎn)換的應(yīng)用在公路施工測量中經(jīng)常會遇到大橋位于直線段上，并且橋梁中心線與橋墩臺中心線夾角為90的情況。在施工放樣的過程中，測量員經(jīng)常需要花費大量的時間作重復(fù)計算，才能算出點位的坐標。如承臺邊線，墩臺帽邊緣線，支座線，梁板外邊緣線，護欄線及護筒和模板檢測等。尤其是在檢測模板時，測量員需花費大量時間，用來計算和整理資料。

18、通過簡單的坐標轉(zhuǎn)換，不需進行繁瑣的計算直接通過點位的樁號和橫向尺寸來確定該點的平面位置。這將很大程度上減輕了測量員的工作負擔，提高了工作效率，起到事半功倍的效果。已知條件：在國家坐標系中zh點、p點坐標分別為zh（xzh ,yzh）p（xp ,yp） 圖3-1 在施工獨立坐標系中zh（xzh ,yzh）,p（xp ,yp）圖3-2 如何確定p點坐標圖3-3 將上式代入下面公式，得到p點在施工獨立坐標系中的坐標。圖3-4 第四章 逐樁坐標計算步驟高等級公路、鐵路的測設(shè)通常要用全站儀測設(shè)中線，利用全站儀測設(shè)中線就必須知道線路中線的點位坐標。下面就有關(guān)計算原理進行說明4.1已知條件設(shè)計文件所給已知條

19、件：交點坐標及里程、曲線半徑、緩和曲線長、轉(zhuǎn)向角地面上的已知條件：導(dǎo)線點坐標及高程、導(dǎo)線控制點的實地位置。4.2逐樁坐標計算步驟（一）由轉(zhuǎn)向角、半徑、緩和曲線長利用公式 計算曲線要素（二）由交點里程、切線長t 和曲線長l計算曲線主點里程（三）zh點和hz點坐標計算如圖圖4-1 （1）zh點坐標計算由的坐標反算的坐標方位角；計算zh點坐標：（2）hz點坐標計算由的坐標反算的坐標方位角；計算zh點坐標（四）逐樁坐標計算方法對于線路逐樁坐標計算常用的方法主要有構(gòu)造導(dǎo)線法和轉(zhuǎn)軸計算法。1.構(gòu)造導(dǎo)線法（1）計算點p在zhhy上如圖利用公式計算p點在zhxy坐標系下的坐標圖4-2 計算zh到p點的間距d及

20、與zhjd間的夾角求zhp的坐標方位角=曲線右偏時取“+”；曲線左偏時取“-”；求p點坐標(2) 計算點p在hyyh圓曲線上解法一：如圖圖4-3 利用公式計算p點在zhxy坐標系下的坐標計算zh到p點的間距d及與zhjd間的夾角求zhp的坐標方位角=曲線右偏時取“+”；曲線左偏時取“-”；求p點坐標解法二：由hy點推算p點坐標如圖圖4-4 求hy點切線方位角求hy到p點的間距d及弦切角求hy到p點的方位角求p點坐標（3）p點在yhhz緩和曲線上如圖 圖4-5 求p點在坐標系下的坐標計算hz到p點的間距d及與hzjd間的夾角求hzp的坐標方位角=曲線右偏時取“-”；曲線左偏時取“+”；求p點坐標

21、4.3轉(zhuǎn)軸法計算中線點位坐標（1）計算點p在zhhy緩和曲線上如圖圖4-6 計算p點在zhxy坐標系下的坐標計算p點在線路坐標下坐標曲線右偏時k=1；曲線左偏時k=-1。（2）p點在hyyh圓曲線上利用公式計算p點在zhxy坐標系下的坐標計算p點在線路坐標下坐標曲線右偏時k=1；曲線左偏時k=-1。（3）p點在yhhz緩和曲線上如圖圖4-7 求p點在坐標系下的坐標計算p點在線路坐標下坐標曲線右偏時k=-1；曲線左偏時k=1。例：某高速公路線路設(shè)計數(shù)據(jù)如下：直線、曲線及轉(zhuǎn)角表交點號交點樁號交點坐標偏角 曲線要素數(shù)值（米）方位角 rlotlx坐標y坐標5k21+137.0311387.904335

22、9.65438 47 01(左偏)28003201146.1052215.32571 26 356k23+596.5092195.0965764.14526 08 51（右偏）48005501390.2562740.52797 35 267k25+698.2381912.1937887.09215 33 36（左偏）55000751.4561493.663求主點里程？求k22+220、k22+800、k24+900點坐標解：求主點里程zh點里程=里程t=23596.509-1390.256=k22+206.253hy點里程=zh點里程+=22206.253+550=k22+756.253yh點里程= zh點里程+l-=22206.253+2740.527-550=k24+396.780hz點里程= zh點里程+l=22206.253+2740.527=k24+946.780 2、求zh點、hz點坐標（1）求zh