《土木工程测量》PPT课件第14章 公路铁路线路测量

新建公路、铁路的建设阶段及其测量工作
4、施工阶段 当施工图设计阶段的设计方案得到批准和招投 标阶段完成后，新建项目进入施工阶段，路基、桥 梁、隧道、站场开始全面修建。 施工测量在该阶段为公路、铁路施工提供指导 和质量检查，并在竣工前、后进行竣工测量，为道 路的最后贯通和修建、改造提供可靠依据。
光电三角高程水准点的设臵、限差及检测限差应符 合水准测量要求。测量时技术要求如下表。
表14-3 水准点光电三角高程测量技术要求 距离测回 数 往返观测 测回数 高程较差 最大角 测回间较 指标差 （中丝法 值（°） 差（″） 互差（″） （mm） ） 竖直角 边长范 围 （m）
往返各一 测回
往返各两 测回
6°带与6°带的坐标互换
6°带与3°带的坐标互换等。
坐标换带公式：
基本公式分严密公式和近似公式。
坐标换带计算
坐标换带表：
《六度带高斯、克吕格坐标换带表》和《三度带 高斯、克吕格坐标换带表》，每种都有表和简表。 使用严密公式或表Ⅰ换带其结果的最大误差不超 过1mm；当采用近似公式或简表换带时，其结 果精度不超过1m。 软件换带：专用换带计算软件可供换带计算使用。
20
10
10
60 D
200～ 600
注：D为光电测距边长度（km）。
2、中桩高程测量
1）水准测量方法
中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行。所
用水准仪应不低于S10级。
从已经设臵的水准基点开始,沿导线进行中桩水准
测量,最后附合于相邻的另一个水准点上,形成附合 水准路线，限差小于 50 L mm ,L以km为单位； 检测已测测段限差为100mm。 中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位 至mm；中桩高程取位至cm。
1）水准测量方法
水准点水准测量精度：水准测量精度按下表要求,
表14-2 每公里高差中数 的中误差（mm） 7.5 五等水准测量精度 限 检测已测段高差 之差 差 （mm） 附合路线 闭合差
30 L
往返测不符值
环闭合差
30 F
30 R
30 R
R为测段长度，L为附合路线长度,F为环线长度,单位均为km。 注：每公里高差中数的中误差=
2、导线测量
导线测量的目的是沿线建立图根平面控制，目前常 用的方法是全站仪光电导线和GPS-RTK。 水平角测量及其精度： 使用J2或J6经纬仪用测回法测水平角观测一测 回，两半测回之间要变动度盘位臵，角度较差在 ±15″（J2）或±30″（J6）以内时，取平均数作 为观测结果。使用全站仪测角时，其测角精度应与 相应经纬仪精度匹配。
二、导线测量及其相关计算
1、导线选点原则: 1）尽量接近线路中线位臵，大桥及复杂中桥和隧道 口附近、严重地质不良地段以及越岭垭口均应设 点； 2）地层稳固、便于保存； 3）视野开阔、方便 测绘；
二、导线测量及其相关计算
1、导线选点原则:
4）导线边长以不短于50米、不大于400米为宜。采 用光电测距仪测距时,导线边长不受限制。为测图 方便，应在长导线边上加设转点，转点间的距离 应不大于400米。 导线点的点号自起点起依顺序编写，点号之前冠 以“C”字表示初测导线。如“Ｃ6”,则表示第6号初 测导线点。
2)中桩光电三角高程测量
中桩光电三角高程测量可与导线边长测量、水准 点高程测量同时进行。 往返测尽可能地缩短往返测的间隔时间，“宜在 同一气象条件下完成” ； 中桩光电三角高程测量只须单向测量。 中桩高程测量宜在水准点高程测量的返测后进行。 若单独进行中桩光电三角高程测量时，其高程路 线应起闭于水准点，限差小于 50 L mm , L以km 为单位；检测已测测段限差为100mm。
式中 x、 y s——高 斯平面上纵、横坐标增量 s 的总和,以米为单位； ——导线纵、横坐标增量的总和,以 x、 y 米为单位； Hm——导线的平均高程,以公里计； R——地球的平均曲率半径，以公里计。
坐标换带计算
初测导线与国家控制点联测时,当导线点与联测的国 家控制点处于两个投影带时,必须先将邻带的坐标 换算为同一带的坐标才能进行检核。 坐标换带包括:
三、高程测量
初测阶段高程测量的任务及目的： 水准点高程测量：设臵沿线水准基点,建立高程控 制系统； 中桩高程测量：测量中桩（导线桩、加桩—地形和
地质显著变化处所钉设的桩橛）高程，为测图建立高
程控制系统。 高程系统：1985年国家高程基准 方法：
水准 （最多）
光电三角高程 GPS高程测量
1、水准点高程测量 水准点设臵：以“BM”字头顺序编号 水准点应沿线路布设,做到方便实用，利于保存。 一般地段每隔约2km设臵-个水准点, 工程复杂地段每隔约1km就应设臵一个水准点。 水准点最好设在距线路中心线l00m范围内。 水准点宜设在基岩上、坚固稳定的建筑物上或埋 设混凝土桩 联测： 应不远于30km与国家水准点或相当于国家等级 水准点联测一次；形成附合水准路线，以检验测量成 果并进行闭合差调整。
n 1
角度闭合差限差：
对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得 超过± 30 n 10 （n为折角的个数）。 若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导 线时,其方位角的闭合差不应超过 40 n 。
注意：在与国家控制点联测进行检核时,要检查控 制点与检核线路的起算点是否处于同一投影带内,否 则应先换带计算,然后进行检核计算。
1．方案研究阶段

在中、小比例尺地形图上确定线路可行的路线，
初步选定一些重要技术标准,如线路等级、限制坡度、
牵引种类、运输能力等,提出多个初步方案。 测绘工作为方案研究提供中、小比例尺地形图。
新建公路、铁路的建设阶段及其测量作
2．初步设计阶段（亦称纸上定线） 根据水文地质勘查资料在大比例尺带状地形图上确 定线路中心线位臵, 经过经济、技术比较在多个初 步方案中确定一个最优方案；同时确定线路等级、 限制坡度、最小半径等主要技术参数。 初测：是为初步设计提供详细的地面资料而进行 的测绘工作,其主要任务是： 沿线建立控制点和测绘大比例尺带状地形图。
§14-2 新线初测
新线初测的主要工作：
选点插旗
导线测量
选点插旗
GPS平面控制
高程测量
测绘大比例尺带状地形图
GPS高程控制
GPS-RTK测图
决定着线路的基本走向 ，工作至关重要 。
一、选点插旗
在野外用红白旗标出线路的实地向，并在 选定的线路转折点和长直线的转点处用木桩 定点位，用旗子标示，为导线测量及各专业 调查指出行进方向。 通常大旗点亦为导线点，选点时要考虑线 路的基本走向，还要便于测角、量距及地形 测绘。
缓和曲线、圆曲线加缓和曲线的测设、
纵断面测量、横断面测量。 【重点】新线初测的基本工作、新线定 测的基本工作、曲线测设。 【难点】圆曲线加缓和曲线的测设。
§14-1 公路、铁路线路测量概述
线路测量：是指铁路、公路、管道等线状构筑物
在勘测、设计和施工等阶段所进行的各种测量工作。
新建公路、铁路的建设阶段及其测量工作
1 4n R
式中：为测段往返测高差不符值，n为测段数。
1）水准测量方法
水准仪精度不应低于S3级；水准尺宜使用整体式
板尺，其分划线应经过检定,每米平均分划线真长
与名义长度之差,不得超过0.5mm。 水准测量方法： 采用一组往返或两台 水准仪并测的方法。尺读数估至mm,高差较差在 限差内取其平均值。
在下图中,在导线点A上测得的A1边的真方位角为AN， 在导线点B上测得的BC边的真方位角为AK ，它们分 别是根据A点和B点上的真北方向测定的。
推算BC边的坐标方位角：
a'K AN ( n 1 )180 i
1 n1
BC边上的计算真方位角AK′
A AN ( n 1 )180 i 1 ( B A ) sin
' K ' K n1
式中
—子午线收敛角； —A、B两点的平均纬度； A—A点的经度； B—B点的经度；
（当B点在A点之东时, 取正号；反之,取负号。 ）
角度闭合差为：
' K
f A AK AN ( n 1 )180 i AK
1
土木工程测量 第14章
公路、铁路线路测量
第14章 公路、铁路线路测量
§14-1 公路、铁路线路测量概述 §14-2 新线初测
§14-3 新线定测
§14-4 圆曲线及其测设
§14-5 圆曲线加缓和曲线及其测设
§14-6 线路施工测量
【知识点】初测导线及其化算、基平、
中平、中线测量、圆曲线及其测设、
新建公路、铁路的建设阶段及其测量工作
3．施工图设计阶段 施工图设计是根据定测所提供的资料,对线路全线 和所有个体工程做出详细设计,并提供工程数量、 施工图和施工图预算。该阶段的主要工作是对道路 进行纵断面设计和路基设计,对桥涵、隧道、车站、 档土墙等做出施工图设计。 定测是为施工图设计提供详细的地面资料而进行 的测绘工作,其主要任务是把业已批准的初步设计 方案的线路中线测设到地面,并进行线路纵断面和 横断面测量；对个别工点测绘大比例尺地形图。
导线的两化改正
经过两化改正后的坐标增量总和为
2 ym Hm x s x 2 R 2 R x 2 ym Hm y s y 2 R 2 R y
2）光电测距三角高程测量
可与平面导线测量合并进行,即导线边长测量、水 准点高程测量和中桩高程测量一次完成。 初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或 转点与水准点间的距离和竖直角必须往返观测,斜 距应加气象改正,高差可不加球气差改正,最后采用 往返观测的平均值。 在测量时应尽可能缩短往返测量的时间间隔：往 返观测的平均高差可以削减大地折光系数K对高差 的影响,但无法完全抵消。力求使往返测在同一气 象条件（温度、湿度及大气压力等）下完成，使K 值的变化达到最小。