路基横断面测量方法
纵横断面测量技术总结

纵横断面测量技术总结
纵横断面测量技术又称为路基横断面与纵断面测量技术,是公路工程中的一项重要技术。
该技术通常用于公路设计和建设过程中,用来确定路基的质量和几何形状。
该技术主要涉及测量、图解分析、数据处理、质量控制等方面。
纵横断面测量技术的主要测量内容包括路基横断面和纵断面的各项数据。
横断面测量主要测量路面宽度、便道宽度、路肩宽度以及边坡高度等。
纵断面测量则主要涉及长坡线和陡坡线的测量,以及路段的高程坐标等数据。
通过这些关键数据的测量,可以评估路基的质量和几何形状。
在纵横断面测量技术中,图解分析和数据处理是非常重要的工作。
图解分析主要涉及路基的设计和评估,需要根据测量数据绘制路基横断面与纵断面图,并进行分析处理。
数据处理则需要对测量数据进行整合、计算和评估,以确定路基的质量和几何形状是否符合设计要求。
纵横断面测量技术的质量控制也是非常重要的。
该技术需要依靠一系列高精度的测量仪器和设备,确保数据的准确性和可靠性。
同时,还需要对测量数据进行不断地比对和校正,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之,纵横断面测量技术在公路工程中起着至关重要的作用,通过该技术可以确保公路建设的质量和安全性。
路基纵横断面测量及土石方工程量计算

第三节纵横断里丈量及土石圆工程量估计之阳早格格创做门路定测阶段正在完毕中线丈量以去,还必须举止门路纵、横断里丈量.门路纵断里丈量又称为中线程度丈量,它的任务是正在讲路中线测定之后,测定中线上各里程桩(简称中桩)的大天下程,并画造门路纵断里图,去表示沿门路中线位子的天形起伏状态,主要用于门路纵坡安排.横断里丈量是测定中线上各里程桩处笔直于中线目标的天形起伏状态,并画造横断里图,供路基安排、动工搁边桩使用,并通过估计横断里图的挖、掘断里里积即相邻中桩的距离即可估计动工的土石圆数量.线路纵断里包罗门路程度丈量战线路纵断里画造二项真量.其中门路程度丈量分二步举止,最先是沿线路目标树坐若搞个程度面,按等第程度丈量的细度央供测定其下程,称为基仄丈量;而后以基仄丈量所得各程度面下程为前提,按等中程度丈量的细度央供分段举止中线各里程桩大天下程的程度丈量,称为中仄丈量.一、基仄丈量程度面的树坐应根据需要战用途的分歧,可树坐永暂性战临时性的程度面.门路起末面战末面、需少暂瞅测的工程附近均树坐永暂性程度面,永暂性程度面应埋设标石,也可树坐正在永暂性修筑物的前提上或者用金属标记嵌正在基岩上.程度面稀度应根据天形战工程需要而定,正在丘陵战山区每隔树坐一个,正在仄本天区每隔1-2km树坐一个.基仄丈量时,应将起初程度面与附近的国家程度面联测,以赢得千万于下程,共时正在沿线程度丈量中,也应尽管与附近国家程度面联测,产生附合程度门路,以赢得更多的检点条件,当门路附近不国家程度面或者引测有艰易时,也可参照天形图选定一个与真天下程靠近的动做起初程度面的假定下程.基仄丈量应使用不矮于DS3级程度仪,采与一组往返或者二组单程正在程度面之间举止瞅测.程度丈量的细度央供,往返瞅测或者二组单程瞅测的下好不符值应谦脚:(山岭沉丘区)km计(简直可参照《公路勘察典型》(JTJ061-99)).若下好不符值正在限好以内,与其下好仄衡值动做二程度面间下好,可则需要沉测.末尾由起初面下程及安排后下好估计各程度面下程.二、中仄丈量中仄丈量即线路中桩的程度丈量,普遍以相邻二程度面为一测段,从一程度面启初,用视线下法逐面施测中桩的大天下程,附合到下一个程度面上.相邻二转面间瞅测的中桩,称为中间面.为了削强下程传播的缺面,瞅测时应先瞅测转面,后瞅测中间面.转面应坐正在尺垫上或者宁静的牢固面上,尺子读数至毫米,视线少度不大于150m;中间面尺子应坐正在紧靠中桩的大天上,尺子读数至cm,视线少度可适合搁少.如图9-14所示,程度仪置于I站后,后视程度面为BM1,前视转面为TP1,将瞅测截止分别记进表9-2中的“后视”战“前视”栏内,而后瞅测0=000……,0=120等各中桩面,将读数分别记进“中视”栏.将仪器搬到Ⅱ站,后视转面为TP1,前视转面为TP2,而后瞅测各中桩大天面,用共法继承念前瞅测,直至附战到下一面程度面BM2,完毕一测段的瞅测处事.表9-2测站测面程度尺读数仪器视线下度下程后视中视前视1BM1K0+0000+0200+040图9-14中桩程度丈量的细度央供,普遍与测段下好与二端程度面中间面的大天下程及前视面下程,一律按所属测站的视线下程举止估计.每一测站的估计公式如下:视线下程=后视面下程+后视读数转面下程=视线下程-前视读数中桩下程=视线下程-中视读数三、纵断里图的画造纵断里图是表示线路中线目标的大天起伏战安排纵坡的线状图,它反映中线目标的大天起伏,又可正在其上举止纵坡安排,是线路安排战动工的要害资料,也是线路纵背安排的依据.如图9-15所示,正在图的上半部,从左至左画有二条贯脱齐图的线,细合线表示中线目标的本量大天线,是根据桩间距战中桩下程按比率画造的;其余一条是细线,表示戴有横直线正在内的经纵坡安排后的中线,是纵坡安排时画造的.别的,正在图上还止还注有程度面位子、编号战下程,桥涵的典型、孔径、跨数、少度、里程桩号战安排火位,横直线示企图及其直线元素,共某公路、铁路接叉面的位子、里程战有闭证明等.正在图的下部几栏表格中,注记有闭丈量战纵坡安排的资料,其中包罗以下几项真量;直线与直线直线与直线为中线示企图,直线部分用直角的合线表示,上凸的表示左偏偏,下凸的表示左偏偏,并证明接面编号战直线半径.里程普遍按比率标注百米桩战公里桩,里程比率普遍按1:1000、1:2000或者1:5000,为超过大天坡度变更,下程比率是里程比率的10倍.大天下程按中仄丈量成果挖写相映里程桩的大天下程.安排下程按中线安排纵坡估计的路基的下程.根据安排纵坡坡度i战相映的火仄距离D,按下式即可从A面的下程B面的下程9-15)坡度从左至左进与斜的线表示上坡(正坡),下斜的线表示下坡(背坡),斜线上以百分数注记坡度的大小,斜线下为坡少,火仄路段坡为整.土壤天量证明标明路段的土壤天量情况.四、横断里丈量横断里丈量的图9-15任务是测定中桩二侧笔直于中线目标的大天起伏,而后画造横断里图,供路基安排、土石圆量估计战动工搁边桩之用.横断里丈量的宽度由路基宽度及天形情况决定,普遍正在中线二侧各侧15~50m.举止横断里丈量最先要决定横断里的目标,而后正在此目标上测定中线二侧大天坡度变更面的距离战下好.1.横断里目标的测定直线段横断里目标即是与路中线相笔直的目标,普遍用目标架测定,如图9-16,将目标架置于中桩面上,以其中一目标对付准门路前圆(或者后圆)某一中桩,则另一目标即为横断里施测目标.图9-162.横断里丈量要领横断里丈量中的距离战下好普遍准确到0.1m即可谦脚工程的央供.果此横断里的丈量要领多采与浅易的丈量工具战要领,以普及处事效用.底下介绍几种时常使用的要领.(1) 标杆皮尺法如图9-17,A、B、C为横断里目标上所选定的变坡面,施测图9-17时,将标杆坐于A面,皮尺靠中桩大天推仄,量出至A面的仄距,皮尺截与标杆的下度即为二面的下好,共法可测出A至B、B至C……等测段的距离战下好,此法烦琐,但是细度较矮.(2)程度仪法当横断里丈量细度央供较下,横断里目标下好变更不大时,多采与此法.施测时用钢尺(或者皮尺)量距,程度仪后视中桩标尺,供得视线下程后,再分别正在横断里目标的坡度变更面上坐标尺,视线下程减去诸前视面读数,即得各测面下程.(3)经纬仪法正在天形搀纯横坡较陡的天段,可采与此法.真施时,将经纬仪安顿正在中桩上,用视距法测出横断里目标各变坡面至中桩间的火仄距离与下好.横断里丈量中下速公路、一级图9-18公路普遍采与程度仪皮尺法、经纬仪法,二级及二级以下公路可采与标杆皮尺法,但是检测限好应切合确定.3.横断里图的画造根据横断里丈量成果,正在毫米圆格纸上画造横断里图,距离战下程与共一比率尺(常常与1:100或者1:200),普遍是正在家中边测边画,那样便于即时对付横断里图举止检点.画图时,先正在图纸上标定佳中桩位子,而后由中桩启初,分安排二侧逐一按各测面间的距离战下程画于图纸上,并用直线对接相邻面,即得该中桩的横断里图.图9-18为横断里图上画有安排路基横断里的图形.五、土石圆工程量估计横断里图画佳后,经路基安排,当前透明纸上按与横断里图相共的比率尺分别画造出路堑、路堤战半挖半掘的路图9-19基安排线称为尺度断里图,而后按纵断里图上该中桩的安排下程把尺度断里图套到该真测的横断里图上,雅称“套帽子”;也可将路基断里安排线间接画正在横断图上,画造成路基断里图.图9-19所示为半挖半掘的路基断里图,通过估计断里图的挖、掘断里里积及相邻中桩间的距离,即不妨估计出动工的土石圆量.路基挖、掘里积,便是横断里图上本大天线与路基安排线所包抄的里积.横断里里积普遍为不准则的几许图形,估计要领有积距法、几许图形法、供积仪法、坐标法战圆格法等,时常使用的有积距法战几许图形法,现搞简朴介绍:(1)积距法积距法是单位横宽b把横断里区分为若搞个梯形战三角形条块,睹图9-20,则每一个小条块的近似里积等于其仄衡下度h i乘以图9-20横距b i,断里积总战等于各条里积的总战,即常常横断里图皆是测画正在圆格纸上,普遍可与细线间距1cm为单位,如测图比率尺为1:500,则单位横距b即为5m,按上式即可供得断里里积.仄衡下好总战Σh i可用“卡规”供得,如挖掘断里较大时,可改用纸条,即用厘米圆格纸合成正在条动做量尺量得.该法估计赶快,简朴便当,可间接得出挖掘里积.(2)几许图形法几许图形法是当横断里大天较准则时,可分成几个准则的几许图形,如三角形、梯形或者矩形等,而后分别估计里积,即可得出总里积值.其余,估计横断里里积时,应注意:①将挖圆里积Аt 战掘圆里积A W 分别估计;②估计掘圆里积时,边沟正在一定条件下是定值,故边沟里积可单独估计出间接加正在掘圆里积内,而不必连共掘圆里积一并卡积距;③横断里里积估计与值到2,算出后可挖写正在横断里图上,以便估计土石圆量.2.路基土石圆量估计(1)常常为估计便当,普遍均采与仄衡断里法,并近似采与下式,即L A A V 221+=( 9-16)式中1A 、2A ——分别为相邻二桩号的断里里积;L ——相邻二桩间距离(2)当1A 战2A 出进很大时,所供体积则与棱柱体更为靠近,可按下式估计:)11()(3121m mL A A V +++=(9-17)式中m ——比率系数,即1A /2A (1A 为小里积,2A 为大里积);L ——相邻断里1A 、2A 的距离(3)对付于挖掘过度天段(睹图9-21)图9-21为透彻估计其土石圆体积,应决定其中掘圆或者挖圆里积正佳为整的断里位子.设L 为从整挖断里Аt到整掘断里A W的距离,则此路段角锥体的体积为9-18)。
路基纵横断面测量及土石方工程量计算

第三节纵横断面测量及土石方工程量计算路线定测阶段在完成中线测量以后,还必须进行路线纵、横断面测量。
路线纵断面测量又称为中线水准测量,它的任务是在道路中线测定之后,测定中线上各里程桩(简称中桩)的地面高程,并绘制路线纵断面图,来表示沿路线中线位置的地形起伏状态,主要用于路线纵坡设计。
横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态,并绘制横断面图,供路基设计、施工放边桩使用,并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离便可计算施工的土石方数量。
线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。
其中路线水准测量分两步进行,首先是沿线路方向设置若干个水准点,按等级水准测量的精度要求测定其高程,称为基平测量;然后以基平测量所得各水准点高程为基础,按等外水准测量的精度要求分段进行中线各里程桩地面高程的水准测量,称为中平测量。
一、基平测量水准点的设置应根据需要和用途的不同,可设置永久性和临时性的水准点。
路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点,永久性水准点应埋设标石,也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。
水准点密度应根据地形和工程需要而定,在丘陵和山区每隔0.5-1km设置一个,在平原地区每隔1-2km设置一个。
基平测量时,应将起始水准点与附近的国家水准点联测,以获得绝对高程,同时在沿线水准测量中,也应尽量与附近国家水准点联测,形成附合水准路线,以获得更多的检核条件,当路线附近没有国家水准点或引测有困难时,也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程。
基平测量应使用不低于DS3级水准仪,采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。
水准测量的精度要求,往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足:f h 30、L mm(平原微丘区)或451 L mm(山岭重丘区)式中L为水准路线长度,以km计(具体可参考《公路勘测规范》(JTJ061-99 ))。
第十二章 道路纵、横断面测量(z)

§12-4 横断面测量
横断面测量一般分为横断面方向的测定、横断面测 量及横断面图的绘制等工作。
一、横断面方向的测定
横断面方向应与路线中线垂直,曲线路段与测点的切线垂直。 一般可采用方向架、方向盘定向,精度要求高的横断面定向 可用经纬仪、全站仪定向。
1.直线段横断面方向的测定
直线段横断面方向与路线中线垂直, 一般采用方向架测定。
3.经纬仪法
在地形复杂、山坡较陡的地段宜采用经纬仪施测。将经纬 仪安置在中桩上,用视距法测出横断面方向各变坡点至中 桩的水平距离和高差。
4.全站仪法
在测站安置全站仪,路线中桩上安置棱镜,按全站仪斜距 测量键测量中桩至测站斜距,然后移动棱镜于中桩横断面 地形变化点,利用全站仪的对边测量功能,可直接测得地 形变化点至中桩的斜距、平距及高差。
515.140
…
523.06
524.782
备注
BM1高程为 基平所 测
基平测得 BM2高程 为 524.824
§12-3 路线中桩高程测量
一、中平测量的方法
中平测量只作单程测量。一测段观测结束后,应计算测 段高差。它与基平所测测段两端水准点高差之差,称为 测段高差闭合差。
中桩高程测量的精度要求,其容许误差:高速公路、一 级二级公路为± 30 L mm; 三级、四级公路为 50 L mm 。
§12-2 路线高程控制测量
二、基平测量的方法
我国公路水准测量的等级: 高速、一级公路为四等, 二、三、四级公路为五等。 公路有关构造物的水准测量等级应按有关规定执行。
§12-2 路线高程控制测量
二、基平测量的方法
水准点的高程测定,应根据水准测量的等级选定水准仪及 水准尺类型,通常采用一台水准仪在水准点间作往返观测, 也可用两台水准仪作单程观测。
道路纵横断面测量要点

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。
道路纵横断面测量

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线段类别
直线 曲线 纵向相对误差 横向偏差(mm) 纵向相对误差 横向偏差(mm)
主要线路 次要线路
1/2000 25 1/2000 50 1/1000 50 1/1000 75
山地线路
1/500 100 1/500 100
中线放样
4.对于桥梁中线长度精度指标,钢筋混凝土梁及短跨简支梁应按桥长估算,且桥长 小于200m时,相对中误差不应大于1/10000,当桥长为200m~500m时,相对中误差不应 大于1/20000;连续梁及长跨简支梁宜按桥式估算。 5.如右图所示。等高线等高距为0.5米,等高线 分布均匀,且密度较低,可认为测区地形平坦,因 此在直线段采用50m中线桩,两段圆曲线半径分别 为300,500米,缓和曲线长度为35米,因此曲线段 中桩间距采用20m。另外,在曲线起点,中点、终
1.在一个已知控制点架设仪器,完成对中、正平工作后量取仪器高。
2.设站,输入已知坐标,瞄准定向点,输入定向点坐标,完成定向功能。 3.打开全站仪放样程序,输入计算好的中桩坐标,按照全站仪指示移动棱镜,完成放样 工作。因为中桩精度要求较低,在这个步骤可以直接放出中桩高程,完成中平测量的任 务。
中平测量
二、横断面测量应根据不同需要测设。一般情况
下横断面宽度为路基宽度的2~3倍,在变坡点出测量出距离中桩的平距和高差。横断面 精度要求很低,现阶段仪器很容易满足要求。
横断面测量
三、数据处理(以南方CASS为例)
1.将外业数据导出,整理成CASS规则的文本文件。2.成图。
横断面测量
3.设置比例尺等信息 4.查看结果
β
R →∞
HY
RP
C R * ls
ls 为缓和曲线长度,lp为P点到HY点之间的曲线长度,
探讨道路纵横断面的实测方法

引 言
每 个 项 目施 工 前 , 都 要 对 路 基 横 断面 进行 反 复 测 量 , 以对 设
计断面实况的核对为依据, 以便 方便 进一步核实工程数量 , 并根 据设计断面进行修改 。所 以复测横断面一定要准确无误, 绘 出实
水准仪皮尺法又称路线纵断面测量, 它的主要任 务是沿路 中
线设立水准点 ; 测 定 路 中 线 上 各 里 程 桩 和 加 桩 的地 面 高程 ; 然 后 根 据 各 里 程 桩 的高 程 绘 制 纵 断面 图 。 以 下 是 这 种 方 法 的步 骤 介
绍:
中桩 及 转 点 的 高程 按 下 式 计 算 : 视线高程= 后 视 点高 程 + 后 视读 数
仪、 G P S等先进仪器。以下选用水准仪皮尺法 、 抬杆法 、 全站仪测 后视 , 继续观测下去 。由于每站 皆有 中视读数 , 路线 水准 测量 的 记 录格 式 采 用 视 线 高 程法 。 量法 、 为 例 展 开探 讨 。
1 传 统 的 实测 方 法
1 . 1 水准 仪皮 尺法
求仅分米 , 为 了提 高 观 测速 度 , 读 数 取 至 厘米 即可 。
1 . 1 . 1 基 平 测量
基平测量时,要先将起始水准 点与国家水准点进行连测 , 以 . 2 纵 断面 图的绘 制 获得 绝 对 高 程 式 。在 沿 线 其 他 水 准 点 的 测量 过 程 中 , 凡 能与 附近 1 路 线 纵 断面 图 是表 示 线 路 中线 方 向地 面 高 低 起 伏 形 状 和 纵 国家 水 准 点进 行连 测 的 均应 连 测 , 以进 行 水 准 路 线 的 校 核 , 如 果
横断面

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测量方法
经纬仪斜距法
水准仪法
此法是利用竖角(或天顶距)和斜距来测定横断面上的地形变化点。将经纬仪置于施测横断面的中线桩上,在 横断面方向上要测定的地形变化点上立花杆,花杆上标记出仪器高。用经纬仪照准花杆上的标记,测出竖角。用 尺(一般用绳尺)量出仪器中心到花杆上的标记的斜距,根据竖角和斜距在现场即可绘出所测的点,从而绘出横断 面图。此法没有计算工作,根据观测数据直接绘图,是工效高,质量好的一种方法。绘图时可使用地形中展绘地 形点的量角器。
曲线上横断面方向的测定
曲线上横断面方向的测定 在曲线上横断面的方向应垂直于桩点的切线方向。将方向架设在要测定的横断面 的A点,在A点前后等距离处的曲线上找出B点和C点,方向架的一条视线照准B,反方向延伸至C‘,C‘应在C的附 近,平分CC'得C”,将方向架的一条视线照准C”,则另一条视线给出横断面方向。采用经纬仪测量时,需要计 算出偏角,然后拨角90度,即可得到横段面方向。
横断面
测绘学术语
01 简介
03 测量方法
目录
02 方向的测定 04 图绘制
横断面是指过中线桩垂直于中线方向的断面,横断面测量是测量中桩处垂直于中线方向(法线方向)的地面高 程,进行横断面测量时首先要测定横断面的方向,然后在这个方向上测定中线桩两侧地面变化点与桩点间的距离 和高差,从而绘制横断面图。
在线路两侧地势平坦,且要求精度较高时,可采用水准仪法。用方向架定向,用钢尺或皮尺测距,用水准仪 测量高程。通常是后视中线桩求得仪器高程,然后测量所有地形变坡点。此法在野外记录,在室内绘图。当地形 条件许可时,安置一次仪器可同时测通常都在毫米方格纸上进行,从图纸下向上,从左到右依路线前进方向绘出地面线。绘 地面线时先定好中桩位置,从中桩位置根据测量资料点出各特征点,再用直线把相邻特征点连接起来。绘图时一 般采用1:200的比例,适当地标出地质、地物情况。根据高差和水平距离进行绘制:距离和高差以中桩为“0” 点,从中桩向左右两侧各量出特征点的累积距离和相对特征点的高差,可以点出各个特征点的位置;距离和高差 以相邻特征点为“0”点,从中桩开始向左右根据距离和高差点出第一个特征变化点,再从第一个特征点根据与第 一特征点的距离和高差点出第二个特征点,这样依次点出各个特征点。横断面常用的有以下几种:一般路堤,指 填土高度小于20m的路堤形式。一般路堑,指挖方深度小于20-30m的路堑形式;半填半挖路基,指一个地面线点 绘断面上同时存在填方和挖方的形式。在确定横断面形式时首先应确定路基宽度即绘制路基宽度时可略去路拱横 坡坡度用两侧路肩边缘的连线代替,其次确定边坡坡度即路堤边坡、路堑边坡、边沟、截水沟、碎落台、护坡道、 取土坑、弃土堆等,如采用双幅断面时还应选取中央分隔带宽度。选取好以上尺寸后进行横断面设计,设计时根 据填挖高度从中桩竖向量取到一点,从该点分别向两侧量取路基宽度的一半得两侧路基的边缘点,再从边缘点按 照边坡坡度绘制坡度线,坡度线与地面线交于一点,以上各点的连线与地面线围成的面即路基横断面。
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1 引言
传统横断面测量方法有水准仪皮尺法、横断面仪法和经纬仪视距法等,简而言之就是根据地形的变化对与道路轴线方向相垂直的断面进行测量,其中直线段所测断面方向与道路中线方向垂直,而曲线路段与测点的切线方向垂直。
在对横断面测量以后,为计算道路工程土方量,我们紧接着就要绘制道路横断面图。
在实际工作中,横断面图的绘制通常是采用手工在米格纸上按照一定比例用卡规和复式比例尺按照横向是距离、纵向是高程刺点,用小钢笔连接刺点绘制闭合图形。
然后把每一个断面的横断面图分成若干个梯形用复式比例尺和卡规量出每一个梯形的上底、下底和高,计算出每一个梯形的面积,然后把所有的梯形面积相加才得到一个断面面积。
通常道路横断面施测要求每20m测一个断面。
在地形变化较大的位置要加测横断面,这样每1km道路至少要绘制50多个横断面图。
可见如果用传统的方法绘制一条50km的道路断面图工作量是非常巨大的,而且由于是手工绘制,修改起来很麻烦,在实际工作中返工的情况是经常发生的。
由此可见快速高效地绘制出道路横断面图是非常重要的。
笔者根据实际情况发现如果能对Auto CAD系统进行二次开发,运用AutoLISP语言和Visual LISP开发环境进行编程,创建Auto CAD的新命令或重新定义原有的标准命令,提供系统自动执行重复性的计算与绘图任务,此类问题就迎刃而解了,但这要求道路施工人员具备专业性很强的编程知识。
在绘制了大量的横断面图后,笔者总结出一个非常便捷的方法,这种方法不需要道路工程人员具备很强的编程知识,只要具备常规的Excel和Auto CAD 知识,就可以自动、精确和快速绘制道路横断面图,并且此方法可以推广至重复性较强的绘图工作。
下面以一个实例进行详细说明。
2 对横断面数据的处理
2.1确定边桩位置和高程
倾斜地面高等级道路施工测量中的边桩定位一般用逐渐趋近法。
该方法无论采用经纬仪或全站仪都不能直接给出边桩位置,只能通过重复多次测量和计算,才能确定边桩的位置,这种方法的野外工作量较大。
本文给出了由横断面测量数据直接计算中桩到边桩的水平距离和边桩高程的方法,利用这种新方法可一次性标定边桩位置(如图1所示)。
图1确定边桩位置和高程示意图
建立如图1所示坐标系,确定边桩也就是确定图中D的位置和高程,假设B、C点坐标分别为(X1,Y1)、C(X2,Y2)、边桩D坐标为(X,Y),因为B、A是所测原地面的两点,所以
BA的坡度1/M1是可以通过B、A坐标反算得出,CD的坡度1/M2是由设计图纸给定的填方或者挖方的坡度确定。
那么就有公式:
解此方程组得到:Y=(x-x1)×m1+y1
式中:x是指边坡点高程;y是指边坡点到中桩距离。
我们在EXCEL中可以通过以上计算公式求出x,y。
2.2在EXCEL中处理测量数据
横断图上的每一点都是由横坐标为距离、纵坐标为高程来表示,在Auto CAD中称为笛卡尔坐标系,即:所有的测点都可以用“x,y”表示,为此必须把横断面上测量点处理为“x,y”的形式,Auto CAD才能识别。
例如:道路中心线右侧16.8m位置的高程为690.513m,可以表示为“16.8,690.513”;在道路中心线左侧15.3m位置的高程为691.560m,可以表示为“-15.3,691.560”。
为了作图方便我们规定道路左侧的距离为负,道路右侧的距离为正。
这种数据处理的方式在EXCEL中是很容易实现。
比如:乌鲁木齐市迎宾东路新建工程(第二标段)部分原地面数据填写如图2所示。
在EXCEL中处理测量数据是利用函数“&”对数据进行连接处理,对所有的测量点都处理成:距中桩距离&“,”&高程,例如在图2中,桩号为K2+160左12m位置高程为691.420,可以在EXCEL工作表中一个相对应的单元格的公式栏中输入=“-12”&“,”&M307,结果单元格显示“-12,691.420”。
在EXCEL中一般按照下列原则处理横断面测量数据:
1)每一个数据都要处理成(距离,高程)的形式且占用一个单元格。
2)每一个横断面数据(包括原地面测量数据和路床数据)只占用一行。
3)每一行中的横断面数据自左向右顺序依次是:原地面数据一路床数据,其中原地面数据的顺序是距离中桩最左边的数据依次到距离中桩最右边的数据,路床数据是距离中桩最右边数据依次到距离中桩最左边的数据。
4)每一行结尾几个单元格分别输入Auto CAD命令C、ucs、0,4、L。
最后在EXCEL中拖动填充柄或左键双击K2+160每一个单元格填充柄,EXCEL就会进行自动填充K2+180-K2+240 中的所有数据。
3 使用功能
3.1道路横断图自动绘制
因为Auto CAD默认EXCEL从左面单元格移至右面单元格是一个键入回车键(Enter),这是Auto CAD能自动绘制横断面图形的一个关键。
对于道路横断图自动绘制,我们首先启动Auto CAD并打开一张新图,在命令行中输入“line”划线命令,Auto CAD在命令行中会提示“ _line指定第一点:”,然后打开EXCEL表格并复制整理完毕的所有测量数据,转到Auto CAD软件中,在命令行中“_line指定第一点:”后右键单击进行粘贴(或者Ctrl+V),AutoCAD会自动绘制横断面图。
一般绘制200-500个横断面图仅仅需要1-3s时间就可以自动完成,非常方便快捷。
下面我们来通过绘制K2+160断面图实例来具体说明Auto CAD如何自动绘图的全过程:
①在Auto CAD键入“line”执行画直线命令;
②在AutoCAD命令行中使用“Ctrl+V”粘贴所有复制的EXCEL数据;
③Auto CAD在画直线命令下会从EXCEL粘贴内容中得到“-12,691.42”的具体位置,Auto CAD就会在“-12,691.42”位置上展上第一点,同时Auto CAD又会自动得到一个回车命令(因为在EXCEL中从“-12,691.42”单元格向右移至“0,691.65”单元格),Auto CAD又要执行“指定下一点”命令,那么会从粘贴内容中得到“0,691.65”数据,Auto CAD就会在“0,691.65”位置上绘制直线的第二点,Auto CAD又会自动要求输入下一点。
在这个过程中将自动实现Auto CAD要求画线的点位数据和EXCEL所提供测量数据相对应;
④自动绘制完毕后Auto CAD会得到下一个“C”命令即闭合,就完成一个横断面图的自动绘制;
⑤同时Auto CAD在命令行又会自动得到“UCS”命令即要求建立—个新的坐标系,粘贴的内容是“0,4”,即新坐标原点移动至(0,4)位置,之所以在EXCEL中键入“UCS”命令是为了在图上错开每一个横断面图的位置,如果没有这个命令,所有断面的横断图就会重叠在一起,我们可以根据最大填挖高度确定断面图之间的间隔,如果最大填挖高度是6m,那么在EXCEL中的“0,4”就要用“0,9”比较适合;
⑥Auto CAD会在命令行中又得到一个“L”命令,AutoCAD将重复执行2-5步骤,画线点位数据是EXCEL提供的相应K2+180断面数据;
⑦Auto CAD又会自动绘制K2+180断面图,并依次循环完成所有横断面的绘制;
⑧按照所选择打印图纸绘制图框,把绘制好的每一个横断面图复制到图框中,并标注桩号。
3.2计算填挖方面积
在Auto CAD中选择所有绘制好的横断面图单击建立的面域,对于全填或者是全挖的断面其断面横断面图是一个闭合非相交的图形,可以在命令行中执行“area”(或者左键单击),根据提示选择“area”中的“对象O”选项,然后选择一个横断面在命令行中会显示该横断面的面积和周长。
不能建立面域的断面是一种半填半挖的断面,对于这种情况,首先要分析每一个闭合图形是填方还是挖方,通过手工“捕捉”每一个闭合区域的角点(即测量点),分别求出面积,最后相加求出该段面的填方面积和挖方面积。
3.3打印出图
常规绘制横断图比例尺是1:200或者1:100,开始绘图之前,需要决定一个单位代表多大距离,然后使用该惯例创建图形。
对于横断面图形我们一般采用以m作为图形单位,根据图纸大小和比例尺,调整打印机选项中的“调整打印比例”项中图形单位的大小。
4 结束语
以上实例是笔者利用测量人员最常用的数据处理软件EXCEL和绘图软件Auto CAD
发现的一种绘制道路横断面图的新方法。
这个方法不需要测量人员对软件进行二次开发,仅利用EXCEL和Auto CAD各自的优势对数据进行处理。
这个方法也有很大的借鉴性和扩展性,即可以利用道路数据、管沟数据、房屋数据等自动绘制道路纵断面图、绘制管沟横断面图和成批绘制地籍图等等。
当然在重复性越高的绘图工作中此方法的快捷性和准确性会体现得更加明显。