路线纵断面高程计算(全线)

道路纵横断面测量要点一、纵断面图的测绘1. 水准点的布设（基平测量）（1）一般在道路沿线每隔1～2km设置一永久性水准点，作为全线高程的主要控制点，中间每隔300～500m设置一临时性水准点，作为纵断面水准测量分别附合和施工时引测高程的依据。

（2）水准点应布设在便于引点，便于长期保存，且在施工范围以外的稳定建（构）筑物上。

（3）水准点的高程可用附和（或闭合）水准路线自高一级水准点，按四等水准测量的精度和要求进行引测。

2. 纵断面水准测量（1）（中平测量）纵断面测量通常以相邻两水准点为一测段，从一个水准点出发，逐点测量各中桩的高程，再附和到另一水准点上，进行校核。

实际测量中，可采用中间点法。

由于转点起传递高程的作用，故转点上读数应读至毫米，中间点读数只是为了计算本点的高程，读数至厘米即可。

图形：水准仪中平测量高差闭合差的限差为：具体步骤见下：如图所示，水准仪置于1站，后视水准点BMl，前视转点TP1，将观测结果分别记入表中后视和前视栏内；然后观测BM1且与TP1间的各个中桩，将后视点BM1上的水准尺依次立于0+000，+050，，+120等各中桩地面上，将读数分别记入表中视栏内。

仪器搬至2站，后视转点TP1，前视转点TP2，然后观测竖立于各中桩地面点上的水准标尺。

用同法继续向前观测，直至附合到水准点BM2，完成一测段的观测工作。

（2）全站仪法先在BM1上测定各转点TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上测定各桩点的高程。

其原理即为三角高程测量原理。

3. 纵断面图的绘制一般绘制在毫米方格纸上，横坐标表示道路的里程，纵坐标则表示高程。

里程比例尺有1︰5000、1︰2000和1︰1000几种，一般高程比例尺比里程比例尺大10或20倍。

纵断面图分为上下两部分。

图的上半部绘制原有地面线和道路设计线。

下半部分则填写有关测量及道路设计的数据。

道路纵断面图绘制步骤如下:（1）打格制表（2）填写数据（3）绘地面线（4）标注设计坡度线（5）计算路面设计高程（6）绘制道路设计线（7）计算管线埋深（8）在图上注记有关资料二、横断面图的测量在中线各整桩和加桩处，垂直于中线的方向，测出两侧地形变化点至道路中线的距离和高差，依此绘制的断面图，称为横断面图。

一、纵断面图及平面图纵断面图是沿线路中心线的剖面图，表示沿中心线的地形、被跨越物的位置和高程。

而平面图则表示沿线路中心线左右各20－50m宽地带的地形平面图。

平面图和断面图都展成直线画在一张图上，简称平断面图。

当线路遇到有转角时，在平面图上标出转角方向，并注明转角的度数。

地形复杂时，例如当线路中心与边线高差较大，边线对地限距有可能不满足要求时，还需画出局部横断面图。

纵断面图比例一般水平方向为1：5000、垂直方向为1：500；对于地形复杂的地区或要求精度比较高时，水平方向为1：2000，垂直方向为1：200。

在平断面图的下方，应填上桩号、标高和桩距。

并应留有填写杆塔形式、杆塔编号和档距等的空栏，备定位时使用。

图4－2示出了某条线路的一段平断面图。

图4－2 线路平断面图二、定位模板曲线模板曲线就是最大弧垂气象条件下按一定比例尺绘制的导线的悬垂曲线。

它是在最大弧垂的时候，导线悬挂在空中的相似形状，绘制模板曲线是用于进行杆塔定位的。

已知导线悬挂曲线的平抛方程为；根据悬链线方程的展开式，取前两项为或用导线的悬链线方程，即令：(4-3)显然，在一定气象条件下，K是个常数。

则导线悬垂曲线的前述三种方程分别变为：(4-4)或(4-5)或(4-6)在绘制定位模板曲线时，上列各式中g—最大垂直弧垂时的比载（N/m·mm2)；σ0—最大垂直弧垂时的导线水平应力（MPa）式(4－4)～式(4－6)所表示的曲线叫最大垂直弧垂曲线，也叫模板曲线，把它按一定比例尺刻在透明的赛璐珞板（1－2mm厚）上，就是弧垂模板，称为通用弧垂模板(也叫热线板)。

应当注意，模板曲线的比例尺应和所用平断面图的比例尺相同。

模板曲线通常绘制成和纵轴对称形式，横方向的总长度约为代表档距的2－3倍，一般平原地区可取±400m.。

模板上应标明K值和比例尺。

模板的形状示于图4－3。

图4－3 模板曲线由式(4－4)～式(4－6)可知，当系数K或比值为一定值时，导线悬垂的形状（弯曲度）也就确定了。

纵断面设计方法与步骤1．准备工作纵坡设计前，应根据中桩和水准记录点绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线、平曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及沿线土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。

2．标注控制点所谓控制点，就是指影响纵坡设计的高程控制点。

“控制点”可分为两类:一类是属于控制性的“控制点”，控制路线纵坡设计时必须通过它或限制从其上方或下方通过。

这类控制点主要有:①路线起、终点；②越岭哑口；③重要桥涵；④最小填土高度；⑤最大挖深；⑥沿溪线的洪水位；⑦隧道进出口；⑧平面交叉和立体交叉点；⑨铁路道口；⑩城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。

第二类是属于参考性的“控制点”，叫经济点。

对于山岭重丘区的公路，除应标出控制性质的“控制点”以外，还应考虑各横断面上横向填挖基本平衡的经济点，以降低工程造价。

横断面上的经济点有以下三种情况：1)当地面横坡不大时，可在中桩地面标高上下找到填方和挖方基本平衡的标高，纵坡通过此标高时，在该横断面上挖方数量基本等于填方数量。

该标高为其经济点，如图a）。

2)当地面横坡较陡时，填方往往不宜填稳，有时坡脚伸得较远，采用多挖少填甚至全部挖出路基的方法比砌石护坡经济，这时多挖少填或全挖路基的标高为经济点，如图b）。

3)当地面横坡很陡，无法填方时，需砌筑挡土墙，此时宁愿全部挖出路基或深挖，该全部挖出或深挖路基的标高为其经济点，如图c）。

当地面横坡很陡,必须作挡土墙时,当采用某一设计标高使该断面按1m长度计施工的土石方与挡土墙费用总和最省,该标高为其经济点。

设计时“经济点”通常用“路基横断面透明模板”来确定，如下图所示。

“路基横断面透明模板”可用透明描图纸或透明胶片制成，其上按横断面图的比例绘出路基宽度（挖方路段尚应包括两侧边沟的宽度）和各种不同坡度的边坡线（上为挖方，下为填方）。

使用时将“路基横断面透明模板”扣在绘好地面线的横断面图上，使中线重合，根据地面横坡的大小，上下移动“模板”，使填方和挖方面积大致相等或工程造价最经济，此时，“模板”上的路基顶面与该中桩的地面高之间的高差就是经济填挖值。

公路纵断面高程算法Filename:******（自定主程序名）N-M→P：Abs(P)÷P→S:Abs(P)×R÷2→T:If L<D-T:Then C+(L-D)M→H:Ifend↙判断输入点是否位于曲线的小里程桩号直线段；If L>D-T:Then C-MT+(M+(L-D+T)S÷2÷R)×(L-D+T)→H:Ifend↙判断输入点是否进入曲线段；If L≥D+T:Then C+(L-D)N→H:Ifend↙判断输入点是否位于曲线的前进里程桩号直线段；H-E-KI→H：“H=”：H◢5、公路纵断面数据程序每个纵断面由纵坡和竖曲线组成，程序中每一个变坡点计算范围是从竖曲线前的纵坡任意桩号开始到竖曲线后纵坡上的任一桩号结束。

Filename:******（自定子程序名）Lbl 0: “Dh”? :E”L=”?L:”I=”?I:”K=”?K↙If L>****(曲线段小里程桩号之前的直线段任一桩号):Then****（变坡点高程）→C: ****（变坡点桩号）→D: ****（变坡点小里程段纵坡坡度）→M:I****（变坡点小里程段纵坡坡度）→N: ****（竖曲线半径）→R: ****（变坡点桩号）→C: Ifend↙依次输入各变坡点设计参数；If L>****(曲线段小里程桩号之前的直线段任一桩号):Then****（变坡点高程）→C: ****（变坡点桩号）→D: ****（变坡点小里程段纵坡坡度）→M:I****（变坡点小里程段纵坡坡度）→N: ****（竖曲线半径）→R: ****（变坡点桩号）→C: Ifend：Prog“****（主程序名）”: Goto06、使用说明“Dh”提示使用者输入所求点距离路面的厚度，“L=”，输入所求点桩号,”I”=表示输入路面横坡值，“K=”表示输入路面某点至中桩距离，均为正值。

线路纵、横断面测量纵断面测量目的：测定线路中桩处的高程，绘制纵横断面图，为线路设计提供基础资料。

工作步骤："先基平、后中平" 基平就是控制测量，中平就是碎步测量一、基平测量1.水准点的设置（1)横向位置，不易破坏且方便之处，一般离中线50～100m(2)纵向密度山区：相隔0.5km ～1km ； 平原区：相隔1km ～2km 每5km 、线路起终点、重要工程处，设永久性水准点。

2.基平测量的方法50-100m水准点道路中线BM1BM2BM3山区：0.5~km 平原：1~km（1）路线 符合水准路线（2）仪器 不低于DS3精度的水准仪或全站仪（3）测量要求：水准测量 按三、四等水准测量规范进行往返测，闭合差不超过20√L 或6√n (mm)(L 为长度（km)n 为测站数。

）三角高程测量 一般按全站仪电磁波三角高程测量（四等）规范进行。

用全站仪测高程和水准仪测量高差是不同的，全站仪是在要测量的两点分别架仪器和立棱镜，水准仪是在两点中间架仪器。

三角高程测量的方法首先在BM1点架仪器，BM2架棱镜，精确的测量两点 之间的高差。

D ·tan α+BM1仪器高-BM2棱镜高，就 可以得到BM2的高程，把两点的高程相减就得到两 点之间的高差，再吧仪器搬到BM2，后视BM1，把两 个高差取平均值，这种方法叫做“对向观测或双向 观测”用同样的方法测BM3。

二、中平测量1.定义：在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。

2.方法：（1）水准仪法从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用“视线高法”测出该测段内所有中桩地面高程最后附合到另一个水准点上。

TP 点就是转点（一般情况下是先测设转点再测其它的点）高差闭合差的限差为：高速、一级公路±30√L 。

二级及以下公路±50√LBM1BM3BM2三角高程测量BM1TP1TP2图形：水准仪中平测量（2）全站仪法先在BM1上测定各转点TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上架仪，测定各桩点的高程，其原理即为三角高程测量原理。

一、设置竖曲线的要求铁路线路所包含的坡度除平坡外，有上坡、下坡。

所谓坡度，即铁路线路的高程变化率，用千分率表示，就是每1000m水平距离高程上升或下降的数值，通常用符号“+、-、0”依次表示上坡、下坡或平坡。

在进行纵断面设计时，相邻两坡段的交点叫变坡点，两变坡点之间的水平距离叫坡段长度。

《铁路线路设计规范》规定：工、Ⅱ级铁路相邻坡段坡度的代数差大于3％0和Ⅲ级铁路相邻坡段坡度的代数差大于4‰时，需用竖曲线连接。

竖曲线的形状主要分为圆曲线形和抛物线形两种。

《新建客货共线铁路设计暂行规定》规定：纵断面宜设计为较长的坡段，相邻坡段的连接宜设计为较小的坡度差。

旅客列车设计行车速度为200 km／h的路段，最小坡段长度不宜小于600m，困难条件下最小坡段长度不应小于400m，且最小坡段长度不得连续使用2个以上。

旅客列车设计行车速度为160km／h的路段，最小坡段长度不宜小于400m，且最小坡段长度不宜连续使用2个以上。

竖曲线不得与缓和曲线、相邻竖曲线重叠设置，也不得设在明桥面和正线道岔内。

二、竖曲线的计算方法1.圆曲线形竖曲线计算《铁路线路设计规范》规定：Ⅰ、Ⅱ级铁路竖曲线半径为10000m Tv=5 X △i ，Ⅲ级铁路竖曲线半径为5000m。

Tv=2.5 X △i(1)竖曲线的切线长Tv=Rv ×tan a/2 = Rv/2 ×tan a= Rv/2000 × △i △i=△i2-△i1 的绝对值Tv－竖曲线的切线长(m)；Rv--竖曲线半径，a----竖曲线转角，△i－相邻坡段坡度的代数差(‰)。

(2)竖曲线的曲线长C≈2T。

(3)竖曲线的纵距竖曲线的纵距即竖曲线上任意点与切线上相邻点的标高差，用y表示，即y=x2/2Rv式中Y－竖曲线的纵距(m)；x－竖曲线上任意点距竖曲线始点或终点的距离(m)；(4)竖曲线标高H=Hp±y 式中H－竖曲线标高(m)；Hp－计算点坡度线标高，【例题】某一级铁路，有一圆曲线形竖曲线(如图3－20所示)，竖曲线中点里程为K24+400，标高为65.7 m，上坡i1=+2‰，下坡i2=-4‰，试计算竖曲线上每20 m点的标高。

3.3.1 最大坡度1最大坡度1）高速正线在一定自然条件下，线路的最大坡度对线路的走向、长度、工程投资、运营费用、牵引重量及输送能力，都有较大的影响。

客货混运的铁路，线路最大坡度是由货物列车运行要求确定的。

高速列车采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，能适应大坡度运行。

但各国高速铁路由于采用的运输组织模式和地形条件各不相同，采用的最大坡度也大不一样。

法国高速铁路采用全高速模式，通常采用的最大坡度为35‰。

日本新干线采用全高速模式，JR东日本新干线标准坡度为25‰以下；不得已时，考虑到列车的动力发生装置、动力传动装置、行车装置及制动器装置的性能，可采用35‰以下。

德国高速铁路采用客货混运模式，最大坡度为30‰。

京沪高速铁路位于华北、黄淮和长江三角洲三大平原，除局部经由低山丘陵区外，全线地形平坦，高程控制问题不太突出，无需采用大坡度。

但因所经地区经济发达，城市和居民点密布，铁路、公路、河流纵横交错，高架线路、立交工程、跨越河流等对高程都有一定的要求，通航河流尚需满足航运净高标准，纵断面设计需频繁起伏，采用坡度的大小也随条件不同而异。

经对采用8、10、12、15‰等不同坡度进行纵断面设计，从高程的控制性条件和工程投资差别分析，采用最大坡度12‰较为合理。

综上分析，本暂规推荐最大坡度采用12‰。

其他客运专线的坡度选择，宜结合当地的自然条件经综合比选确定。

根据高速客运专线特点，结合项目具体条件并经牵引计算检算，对于一定的纵断面和初速条件，个别困难情况下尚可采用大于12‰，但不宜大于20‰的最大坡度。

2）跨线列车联络线跨线列车联络线上运行的列车与高速正线相同，因此跨线列车联络线的最大坡度标准与高速正线相同。

3）动车组走行线京沪高速铁路动车组走行线，仅承担高速动车组空载条件下的走行，运行速度也较低，且动车组的功率一般较大，参照国外高速铁路最大坡度的取值，规定动车组走行线最大坡度为30‰。

2最大坡段长度法国高速铁路的最大坡段长度与坡度有关，坡度正常值应随坡段长度而变化。