道路工程测量(圆曲线缓和曲线计算公式)
内容:理解线路勘测设计阶段的主要测量工作(初测控制测量、带状地形图测绘、中线测设和纵横断面测量);掌握路线交点、转点、转角、里程桩的概念和测设方法;掌握圆曲线的要素计算和主点测设方法;掌握圆曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法;了解虚交的概念和处理方法;掌握缓和曲线的要素计算和主点测设方法;理解缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法;掌握路线纵断面的基平、中平测量和横断面测量方;了解全站仪中线测设和断面测量方法。
重点:圆曲线、缓和曲线的要素计算和主点测设方法;切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法;路线纵断面的基平、中平测量和横断面测量方法 难点:缓和曲线的要素计算和主点测设方法;缓和曲线的切线支距法和偏角法的计算公式和测设方法。
1 m: o0 H4 F/ Z' ^§ 9.1 交点转点转角及里程桩的测设
一、 道路工程测量概述
分为:路线勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 和道路施工测量 (road construction survey) 。
(一) 勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 分为:初测 (preliminary survey) 和定测 (location survey) 1、 初测内容:控制测量 (control survey) 、测带状地形图 (topographical map of a zone)
和纵断面图 (profile) 、收集沿线地质水文资料、作纸上定线或现场定线,编制比较方案,为初步设计提供依据。
2、 2、定测内容:在选定设计方案的路线上进行路线中线测量 (center line survey) 、
测纵断面图 (profile) 、横断面图 (cross-section profile) 及桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查,为施工图设计提供资料。 (二)道路施工测量 (road construction survey)
按照设计图纸恢复道路中线、测设路基边桩和竖曲线、工程竣工验收测量。 本章主要论述中线测量和纵、横断面测量。 二、中线测量 (center line survey)
1、平面线型:由直线和曲线(基本形式有:圆曲线、缓和曲线)组成.
2、概念:通过直线和曲线的测设,将道路中心线的平面位置测设到地面上,并测出其里程。即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。 三、交点 JD(intersecting point) 的测设
(一)定义: 路线的转折点,即两个方向直线的交点,用 JD 来表示。 (二)方法:
1、等级较低公路:现场标定
2、高等级公路:图上定线——实地放线。 (三)实地放线的方法分类 1、放点穿线法
放直线点——穿线——定交点 (1) 放点
可用支距法(垂直于导线边的距离)、导线相交法及极坐标法进行。如下图:
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1、2、4、6 点——用支距法; 3 点——用导线相交法; 5 点——用极坐标法 (2)穿线
如图,定出一条尽可能多的穿过或靠近直线上点 P1 、 P2 、 P3 的直线 AB 。 (3)定交点
将穿出的直线延长,得交点 JD 。正倒镜分中法:
1) 在 B 点架仪,盘左瞄准 A ,倒镜定 a1 , b1 点;盘右瞄准 A 点,倒镜定 a2 ,
b2 点;取 a1 、 a2 点中点 a , b1 、 b2 点的中点 b 。 2)同理可定出 CD 方向可定出 c 、d 两点。(骑马桩)。
3)将线段 ab 、 cd 相交,得交点 JD 。
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2 拨角放线法——极坐标法
如图,在利用导线点或已测设的 JD ,计算测设元素(β, S )——拨角,量边,定出 JD 位置。
四、转点 ZD(turning point) 的测设
1、定义: 当相邻两交点互不通视时,需要在其连线测设一些供放线、交点、测角、量距时照准之用的点。
2、分为: 在两交点间测设转点、在两交点延长线上测设转点。 (1)在两交点间测设转点:
1)在 JD5 、 JD6 的大致中间位置 ZD' 架仪。瞄准 JD5 ,用正倒镜分中法定出 JD'6 。 2)测量出 a 、 b 距离。 有:
- ?9 3)计算 e 值,在实地量取 e 值,得 ZD 点。有: 4)在 ZD 点架仪,检查三点在一直线上。有: (2)在两交点延长线上测设转点
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如图,有:
$ ~- H3 m8五、转角 (turning angle) 和分角线的测设
5 N0 l3 C8 M- Q- M)1、定义:指路线由一个方向偏向另一个方向时,偏转后的方向与原方向的夹角。当偏转后的方向在原方向的左侧,称为左转角;反之为右转角。 2、转角的测定
当β左 > 180°时,为右转角,有:αy= β左 -180° 当β左 <180°时,为左转角,有:αz=180°- β左 当β右 <180°时,为右转角,有:αy=180°- β右
5 ?/ q\& j3 g# y+ n当β右 >180°时,为左转角,有:αz= β右 - 180°
4 T5 b. U4 D# ~: X( `3、分角线的测定
若角度的 2 个方向值为 a 、 b ,则分角线方向 c=(a+b)/2 六、里程桩 (mileage peg) 的设置
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又称中桩,表示该桩至路线起点的水平距离。如: K7+814.19 表示该桩距路线起点的里程为 7814.19m 。分为整桩和加桩。 1、整桩。 一般每隔 20m 或 50m 设一个。
2、加桩 分为地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线加桩和断链加桩。(如:改 K1+100=K1+080 ,长链 20m 。)
§ 9.2 单圆曲线 (circle curve) 的测设
圆曲线测设的传统方法:主点测设——详细测设 一、主点 (major point) 的测设 1、曲线要素的计算
若已知:转角 α 及半径 R ,则:
切线长: ;
( S4 I9 u\M\3 l6 X) 曲线长:
外距: 切曲差: 2、主点的测设 (1)主点里程的计算
;
ZY 里程 =JD 里程 -T ; YZ 里程 =ZY 里程 +L
6 ]! QZ 里程 =YZ 里程 -L/2 ; JD 里程 =QZ 里程 +D/2 (用于校核) (2)测设步骤:
1)JDi 架仪,照准JDi-1 ,量取 T ,得 ZY 点;照准 JDi+1 ,量取 T ,得YZ. 2)在分角线方向量取E,得QZ点。 二、单圆曲线详细测设
有整桩号法和整桩距法。一般采用整桩号法。 1、切线支距法 (tangent off-set method)
(1) 以 ZY 或 YZ 为坐标原点,切线为 X 轴,过原点的半径为 Y 轴,建立坐标系。 (2) 计算出各桩点坐标后,再用方向架、钢尺去丈量。