第七章-线路工程测量分析课件.ppt
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- 第七 线路 工程 测量 分析 课件
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1、 7-1线路测量的任务和内容线路测量的任务和内容 一、概述一、概述 线路工程是指长宽比很大的工程,包括公路、铁线路工程是指长宽比很大的工程,包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表,但也有在地下或在等。这些工程的主体一般是在地表,但也有在地下或在空中的,如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路空中的,如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等,工程可能延伸十几公里以至几百公里,它们在勘测等,工程可能延伸十几公里以至几百公里,它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。相比之下,铁路的工设计及施工测量方
2、面有不少共性。相比之下,铁路的工程测量工作较为细致。因此,在本章叙述中大多以铁路程测量工作较为细致。因此,在本章叙述中大多以铁路工程为例。工程为例。线路工程建设过程中需要进行的测量工作,称为线线路工程建设过程中需要进行的测量工作,称为线路工程测量,简称线路测量。路工程测量,简称线路测量。线路测量是为各等级的公路、铁路及各种管道线路测量是为各等级的公路、铁路及各种管道设计及施工提供服务的。它的任务有两方面:一是为设计及施工提供服务的。它的任务有两方面:一是为线路工程的设计提供地形图和断面图,主要是勘测设线路工程的设计提供地形图和断面图,主要是勘测设计阶段的测量工作;二是按设计位置要求将线路敷设计
3、阶段的测量工作;二是按设计位置要求将线路敷设于实地,其主要是施工放样的测量工作。于实地,其主要是施工放样的测量工作。1、收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平、收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料,收集沿线水文、地质以及控制点面图和断面图资料,收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料。等有关资料。2、根据工程要求,利用已有地形图,结合现场勘、根据工程要求,利用已有地形图,结合现场勘察,在中小比例尺图上确定规划路线走向,编制比较察,在中小比例尺图上确定规划路线走向,编制比较方案等初步设计。方案等初步设计。3、根据设计方案在实地标出线路的基本走向,、根据设计方案在实地标出线路的基本
4、走向,沿着基本走向进行控制测量,包括平面控制测量和高沿着基本走向进行控制测量,包括平面控制测量和高程控制测量。程控制测量。4、结合线路工程的需要,沿着基本走向测绘带、结合线路工程的需要,沿着基本走向测绘带状地形图或平面图,在指定地点测绘工地地形图(例状地形图或平面图,在指定地点测绘工地地形图(例如桥位平面图)。测图比例尺根据不同工程的实际要如桥位平面图)。测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定。求参考相应的设计及施工规范选定。5、根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测、根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上,称为中线测量。中线测量包括线路起止设到地面上,称为中线
5、测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。6、根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。、根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。为线路平面设计和纵坡设计及路基设计提供图纸资料。为线路平面设计和纵坡设计及路基设计提供图纸资料。纵横断面图的比例尺则依据不同工程的实际要求选定。纵横断面图的比例尺则依据不同工程的实际要求选定。7、根据线路工程的详细设计进行施工测量。由、根据线路工程的详细设计进行施工测量。由施工设计图纸及有关资料,在实地放样线路工程的边施工设计图纸及有关资料,在实地放样线路工程的边桩、边坡及其它的有关点位指导施
6、工,保证线路工程桩、边坡及其它的有关点位指导施工,保证线路工程建设的顺利进行。建设的顺利进行。8、工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面、工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面图图 和断面图。线路工程竣工后,对已竣工的工程,要进和断面图。线路工程竣工后,对已竣工的工程,要进 行竣工验收,测绘竣工平面图和断面图,为工程运营行竣工验收,测绘竣工平面图和断面图,为工程运营 作准备。在运营阶段,还要监测工程的运营状况,评作准备。在运营阶段,还要监测工程的运营状况,评 价工程的安全性价工程的安全性三、线路测量的基本特点三、线路测量的基本特点 1全线性全线性 测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。
7、测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以铁路工程为例,测量工作开始于工程之初,深入于以铁路工程为例,测量工作开始于工程之初,深入于施工的各个点位,铁路工程建设过程中时时处处离不施工的各个点位,铁路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作,当工程结束后,还要进行工程的竣开测量技术工作,当工程结束后,还要进行工程的竣工测量及运营阶段的稳定监测。工测量及运营阶段的稳定监测。2阶段性阶段性 这种阶段性既是测量技术本身的特点,也是线这种阶段性既是测量技术本身的特点,也是线路设计过程的需要。体现了线路设计和测量之间的阶路设计过程的需要。体现了线路设计和测量之间的阶段性关系。反映了实地勘察、平面设计、竖
8、向设计与段性关系。反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。工作反复进行的含义。3渐近性渐近性 线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到细的过程,线路工程的完美设计是逐步实现的。从粗到细的过程,线路工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合,设计技术人员完美设计需要勘测与设计的完美结合,设计技术人员懂测量,测量技术人员懂设计,完美结合在线路工程懂测量,测量技术人员懂设计,完美结合在线路工程建设的过程中实现。建设的过程中实现。7
9、 7 初测阶段是在确定的规划线路上进行勘测、设计工初测阶段是在确定的规划线路上进行勘测、设计工 作。作。初测工作在初步设计阶段以前进行,包括插大旗、初测工作在初步设计阶段以前进行,包括插大旗、导线测量、高程测量和地形测量导线测量、高程测量和地形测量。插大旗具有双重任务:一方面要选定线路的基本走插大旗具有双重任务:一方面要选定线路的基本走向,另一方面又要选出导线点的位置。向,另一方面又要选出导线点的位置。(一一)布设导线的基本要求布设导线的基本要求 初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。导线布设应首先满足这两项基本要求,同时还要便于导导线布设
10、应首先满足这两项基本要求,同时还要便于导线本身的测角和量边。线本身的测角和量边。水平角测量主要应用经纬仪或全站仪,边长测量水平角测量主要应用经纬仪或全站仪,边长测量应用测距仪往返测量各一测回。应用测距仪往返测量各一测回。铁路测量技术规程铁路测量技术规程规定在导线的起讫点以及导规定在导线的起讫点以及导线中间,与国家平面控制点或同等精度的其他平面控制线中间,与国家平面控制点或同等精度的其他平面控制点不远于点不远于30km30km时应联测。联测可采用后方交会、前方交时应联测。联测可采用后方交会、前方交会或侧方交会等方法。线路测量的平面坐标很难完全采会或侧方交会等方法。线路测量的平面坐标很难完全采用国
11、家统一坐标,因为采用统一坐标的投影,使导线长用国家统一坐标,因为采用统一坐标的投影,使导线长度产生变形,而采用实际长度更切合工程设计的使用。度产生变形,而采用实际长度更切合工程设计的使用。与国家平面控制点联测及闭和导线其角度闭和与国家平面控制点联测及闭和导线其角度闭和差应不大于差应不大于30n 30n,联测计算导线总闭合差时须,联测计算导线总闭合差时须进行投影换算。计算导线总闭合差时应将导线测量成进行投影换算。计算导线总闭合差时应将导线测量成果改化到大地水准面和高斯平面上去。最后用经过改果改化到大地水准面和高斯平面上去。最后用经过改化的坐标增量来计算导线的闭合差。化的坐标增量来计算导线的闭合差
12、。当附合导线两端点的已知控制点不在同一投影带当附合导线两端点的已知控制点不在同一投影带时,应先将邻带的控制点换算到同一带,然后再进行时,应先将邻带的控制点换算到同一带,然后再进行计算。计算。在铁路初测阶段所进行的高程测量的任务主要是在铁路初测阶段所进行的高程测量的任务主要是 是用水准测量方式沿线建立高程控制点,为地形测量和是用水准测量方式沿线建立高程控制点,为地形测量和以后定测、施工测量、竣工测量等提供高程依据;以后定测、施工测量、竣工测量等提供高程依据;该阶段的水准测量也称基平测量,一般地段每隔该阶段的水准测量也称基平测量,一般地段每隔约约2km设立一点,工程复杂地段每设立一点,工程复杂地段
13、每1km设立一点,在设立一点,在300m以上的大桥两端及隧道洞口附近以上的大桥两端及隧道洞口附近 各设立一点。各设立一点。每段水准路线采用往返观测或两组单程观测。两组高每段水准路线采用往返观测或两组单程观测。两组高差不符值应在差不符值应在30k mm之内。之内。水准路线应起始并闭合于国家水准控制点上,线水准路线应起始并闭合于国家水准控制点上,线路较长时应与国家水准点联测。路较长时应与国家水准点联测。铁路初测中的地形测量是测量沿线带状地形图,铁路初测中的地形测量是测量沿线带状地形图,作为线路设计和方案比较的依据。比例尺一般为作为线路设计和方案比较的依据。比例尺一般为12000,地形简单的地区可用
14、,地形简单的地区可用15000,地形复杂,地形复杂的地区使用的地区使用11000。测量宽度,在平坦地区为每侧。测量宽度,在平坦地区为每侧200300m,丘陵地区为,丘陵地区为150200m。测量方法同一。测量方法同一般地形测量的碎部测量。般地形测量的碎部测量。是把图纸上设计好的线路中心线是把图纸上设计好的线路中心线(即即纸上定线纸上定线)或在野外实地选定的线路中心线或在野外实地选定的线路中心线(即现地定线即现地定线)的位置在地面上标定出来,也就是要把确定线路各直线的位置在地面上标定出来,也就是要把确定线路各直线段的控制点和交点测设到地面。段的控制点和交点测设到地面。定测的工作内容:定测的工作内
15、容:1.1.放线测量:测设各直线段的控制点和交点。放线测量:测设各直线段的控制点和交点。2.2.中线测量:详细测设直线段和曲线段。中线测量:详细测设直线段和曲线段。3.3.纵横断面测量:详细测量线路中线上和垂直于纵横断面测量:详细测量线路中线上和垂直于线路中线方向上的地面起伏情况。线路中线方向上的地面起伏情况。1 1线路的平面组成:线路的平面组成:由直线和平面曲线组成由直线和平面曲线组成 线路平面曲线包括:线路平面曲线包括:圆曲线圆曲线具有一定半径的圆弧。具有一定半径的圆弧。缓和曲线缓和曲线曲率半径逐渐变化的曲线。曲率半径逐渐变化的曲线。直线圆曲线直线缓和曲线直线圆曲线缓和曲线线路平面组成示意
16、图一、线路平面组成与平面位置的标志一、线路平面组成与平面位置的标志中线桩(中桩):表示线路中心位置的木桩(方桩)中线桩(中桩):表示线路中心位置的木桩(方桩)。分为。分为 直线:直线:转点(转点(ZD)、交点(、交点(JD)控制桩控制桩 曲线:直圆点(曲线:直圆点(ZY)、圆直点()、圆直点(YZ););直缓点(直缓点(ZH)、缓圆点()、缓圆点(HY)、)、圆缓点(圆缓点(YH)、缓直点()、缓直点(HZ)、)、曲中点(曲中点(QZ)、交点()、交点(JD)控制桩需要设置标志桩予以说明。控制桩需要设置标志桩予以说明。2 2平面位置的标志平面位置的标志ZHJDHYQ ZYHHZJDZYYZZD
17、1ZD2QZ 公里桩公里桩 里程桩里程桩(板桩)(板桩)百米桩百米桩 里程是指从线路起点起到该点的距离。如:某中里程是指从线路起点起到该点的距离。如:某中线桩的里程为线桩的里程为K326+750.89,表示从线路起点起沿中线,表示从线路起点起沿中线到该点的距离为到该点的距离为326km又又750.89m。加桩(板桩)地形变化和设计需要的位置加桩(板桩)地形变化和设计需要的位置 直线直线 不远于不远于5050米米 曲线曲线 不远于不远于2020米米 里程桩的作用里程桩的作用 标定路线中线的标定路线中线的位置和长度位置和长度 测量路线纵、横测量路线纵、横断面的依据断面的依据控制桩标志桩里程桩或加桩
18、DK2+1000.5m任务:将线路中线直线部分的控制桩(任务:将线路中线直线部分的控制桩(JDJD,ZDZD)测设到地面上。测设到地面上。穿线放线法穿线放线法 常用方法常用方法 拨角放线法拨角放线法 极坐标法极坐标法 1 1、穿线法放线、穿线法放线(支距法支距法)穿线法放线就是先根据初测导线测设出线路直线穿线法放线就是先根据初测导线测设出线路直线上必要的转点,然后用经纬仪检查这些标定点是否在上必要的转点,然后用经纬仪检查这些标定点是否在一条直线上,并延长相邻两直线得到直线的交点,从一条直线上,并延长相邻两直线得到直线的交点,从而达到定线的目的。而达到定线的目的。C20 ZD4-C1533.9
19、ZD4-1C1429.1 ZD4-327.366.5C16ZD4-4 ZD5-1C17C1836.3JD5ZD5-3ZD5-2C1948.750.2放 线 放线的步骤:放线的步骤:(1)(1)室内选点。室内选点。(2)(2)计算标定要素。计算标定要素。(3)(3)现场放现场放线。线。(4)(4)穿线。穿线。(5)(5)确定交点。确定交点。ZD4-1穿 线 ZD4-ZD4-1 ZD4-3 ZD5-1JD5ZD5-3ZD5-2定交点 穿线法放线的特点穿线法放线的特点 (1)(1)每一条直线是根据初测的导线独立放出的,一每一条直线是根据初测的导线独立放出的,一条直线的误差不会影响到下一条直线,测量误
20、差不会条直线的误差不会影响到下一条直线,测量误差不会积累,精度比较均匀。积累,精度比较均匀。(2)(2)适用于地形起伏较大、直线端点通视不良的地适用于地形起伏较大、直线端点通视不良的地段。段。(3)(3)要求设计路线与初测导线相距较近,如很远,要求设计路线与初测导线相距较近,如很远,将影响放线精度和效率。将影响放线精度和效率。(4)步骤多,工序较复杂,工效较低。步骤多,工序较复杂,工效较低。2 2、拨角法放线、拨角法放线 拨角法放线是根据纸上定线先计算出各交点的转拨角法放线是根据纸上定线先计算出各交点的转向角和相邻交点间的距离,然后在野外按照标定要素向角和相邻交点间的距离,然后在野外按照标定要
21、素依次测设各交点。图中依次测设各交点。图中C C1 1、C C2 2、为初测导线点,为初测导线点,JDJD1 1、JDJD2 2、JDJD3 3 为纸上定线的各直线交点。为纸上定线的各直线交点。JD1C1JD5拨角法放线示意图C2JD2C3JD3C4C5JD4C60S1S2S3S4S01234JD1C1JD5拨角法放线示意图C2JD2C3JD3C4C5JD4C60S1S2S3S4S01234其测设的步骤为其测设的步骤为:(1)(1)计算标定要素计算标定要素等。等。(2)(2)现场放线。首先根据标定要素定出线路交点现场放线。首先根据标定要素定出线路交点JDJD1 1;然后在;然后在JDJD1 1
22、点设站,根据标定要素得到交点点设站,根据标定要素得到交点JDJD2 2,同时测设直线上的中线桩、转点桩等;接下来将仪器同时测设直线上的中线桩、转点桩等;接下来将仪器搬到搬到JDJD2 2点,根据标定要素得到交点点,根据标定要素得到交点JDJD3 3点,如此继续点,如此继续下去。下去。(3)(3)连续测设连续测设3 35 km5 km后与初测导线附合一次,进后与初测导线附合一次,进行检查。行检查。JDJD34JD3CJD54C554JDJD6 若导线的相对闭合差在允许的范围(若导线的相对闭合差在允许的范围(k1/2000),),一般不进行调整,但需通过平差计算得到一般不进行调整,但需通过平差计算
23、得到JDJD4 4新的坐标,新的坐标,再以再以JDJD4 4为新的起点,重新计算为新的起点,重新计算JDJD4 4与与JDJD5 5的长度及在的长度及在JDJD4 4的拨角、的拨角、JDJD5 5的拨角。然后按上述计算数据放样以后各的拨角。然后按上述计算数据放样以后各点。若导线的相对闭合差超限,应检查不闭合的原因,点。若导线的相对闭合差超限,应检查不闭合的原因,并予以纠正。并予以纠正。仪器:全站仪、测距仪仪器:全站仪、测距仪 优点:精度高、速度快、劳动强度低。优点:精度高、速度快、劳动强度低。主要工作:计算放线资料、现场放线、现场检核主要工作:计算放线资料、现场放线、现场检核等内容。等内容。3
24、、极坐标法放线、极坐标法放线C20 ZD4-C15 ZD4-1C14 ZD4-3C16 ZD5-1C17C18JD5ZD5-3ZD5-2C19 (a计算直线段的坐标方位角计算直线段的坐标方位角 b.选择转点位置并量算其间距选择转点位置并量算其间距 c计算各转点坐标计算各转点坐标 (2 2)现场测设)现场测设 (3 3)检核)检核 穿线法穿线法 实测各转点的坐标与计算值比较实测各转点的坐标与计算值比较 一、线路纵断面测量一、线路纵断面测量 任务:测定线路中线上所有桩点(中桩)的地面高任务:测定线路中线上所有桩点(中桩)的地面高程并绘制纵断面图,供纵断面设计使用。程并绘制纵断面图,供纵断面设计使用
25、。1.方法:方法:水准测量水准测量 三角高程测量三角高程测量 均应起闭于水准点,构成附合路线,闭合差的限均应起闭于水准点,构成附合路线,闭合差的限差为差为30 30 (mmmm)。)。L L 为附合路线的长度,以为附合路线的长度,以kmkm计。计。L(一)基平测量(一)基平测量-高程控制测量高程控制测量(二)中平测量(二)中平测量-逐个测定中桩的地面高程(纵逐个测定中桩的地面高程(纵断面测量)。断面测量)。水准测量:水准测量:路路线线纵纵断断面面水水准准(中中平平)测测量量记记录录 水水 准准 尺尺 读读 数数 测测站站 点点号号 后后视视 中中视视 前前视视 仪仪 器器 视视线线高高程程 高
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