土木工程测量---测量教案14章_路线施工测量

QH2-7T程序将基本型平曲线的 第一缓和曲线、圆曲线、第二缓和曲线的线元号 分别定义为1，2，3号线元 ZH点后的夹直线定义为-1号线元 HZ点前的夹直线定义为4号线元 显示的垂点桩号复数，例如
p PEG(m)+ni=48305.1280+2.0000i p PEG(m)+ni=48017.9734–1.0000i 其实部为垂点桩号，虚部为垂点所在线元号。
a——复数实部(Real Part)
b——复数虚部(Imaginary Part)
当字母变量B存储了复数时
ReP(B)——复数变量B实部,按
键输入ReP(
ImP(B)——复数变量B虚部,按
键输入ImP(
复数几何意义——复平面点 高斯平面直角坐标系—— 纵轴x——实数轴 横轴y——虚数轴 象限顺时针编号。
(1) 主要控制桩 需保留较长时间,设计及施工都需使用的控制性标志。 主要用于平面控制测量的GPS点、三角点、导线点 桥隧控制桩、互通式立体交叉控制桩等。 主要控制桩应为混凝土桩，可预制或就地浇筑 有整体坚固岩石或建筑物时,可设置在岩石或建筑物上。 (2) 一般控制桩 交点桩、转点桩、平曲线控制桩、路线起终点桩 断链桩及其它构造物控制桩等。 木质方桩顶面应钉小铁钉，表示点位。 (3) 标志桩 路线中线的整桩,加桩,主要控制桩,一般控制桩的指示桩 钉设在控制桩外侧25~30cm,书写桩号面面向被指示桩。
第一缓曲参数A1=0，第二缓曲参数A2=0的特例 基本型平曲线有ZH，HY，YH，HZ等4个主点
4个主点的桩号与中桩坐标顺序存储在统计串列
List X，List Y，List Freq的1～4行。
③ 坐标正算及其全站仪放样 重复执行QH2-7T程序,计算加桩K48+230的中边桩坐标
④ 不计算极坐标放样数据的坐标反算 重复执行QH2-7T程序,计算1~2号边桩坐标反算
② 执行QH2-7T程序，计算曲线要素与主点数据
按
键进入REG模式，
察看2个主点桩号，中桩坐标——
ZH=HY=ZY，YH=HZ=YZ
屏幕显示“[MODE][4]Stop!”时
按
键，停止程序并进入REG模式
察看程序算出的4个主点桩号与中桩坐标
程序按“第一缓和曲线+圆曲线+第二缓和曲线”
基本型平曲线设计，单圆曲线是基本型平曲线在
福建永安至宁化高速公路(闽赣界) “直线、曲线及转角表”
路线曲线的坐标正、反算计算非常繁琐 但又要求在施工现场快速算出结果，以指导施工。 用普通计算器几乎无法满足施工进度要求 需要使用合适的编程计算器程序快速计算。 本节介绍fx-5800P基于数据库子程序输入已知数据 的交点法任意基本型平曲线 三维坐标正/反算程序QH2-7T 程序逐屏图片ppt文件位于光盘“\fx-5800P程序”文件 夹 建议教师安排14名学生分别输入主程序——QH2-7T 16个子程序——SUB2-71~SUB2-79
SUB2-7A~SUB2-7G 通过数据通讯将程序集中到一台机器内 经验算本章各案例无误后，再传输给每位同学。
1) 复数计算原理
三种表示法——直角坐标，极坐标，指数
z=x+yi=r∠θ=reiθ，r>0
fx-5800P能对直角坐标、极坐标表示的复数进行计算。
(1) 直角坐标表示法
格式——a+bi， i2=-1，按 键输入i
重庆市涪(陵)丰(都)高速公路A1标段JD18数字地形图
2) 路线转角的测定 路线转折处需要精确测定交点转角Δ。 转角是路线由一个方向偏转至另一个方向时
偏转后方向与原方向间的水平夹角。
偏转后方向位于原方向右侧——右转角ΔR>0 偏转后方向位于原方向左侧——左转角ΔL<0
3) 公路测量标志的种类与用途 《公路勘测规范》将公路测量标志分为三种—— 主要控制桩，一般控制桩，标志桩。 路中线控制桩或标志桩应书写桩号。
14.3 交点法非对称基本型平曲线的计算与测设 可以将直线看作曲率半径为∞的圆曲线 在直线与半径为R的圆曲线径相连接处 曲率半径有突变，由此带来离心力的突变。 R较大时，离心力突变一般不对行车安全构成不利影响 R较小时，离心力的突变将使快速行驶的车辆 在进入或离开圆曲线时，偏离原车道，侵入邻近车道 从而影响行车安全。 解决该问题的方法——在圆曲线段设置超高 或在直线与圆曲线之间增设缓和曲线 或同时设置超高与缓和曲线。
因直线jp⊥se，p点中桩坐标满足垂线的点斜式方程
yp
yj
xp xj
tan s
联立方程求解，得垂足点p的中桩坐标——
xp
xj
tan 2 s xs tan s ( ys
tan 2 s 1
yp
yj
xp xj
tan s
y
j
)
再由p点坐标反算出边距dj， p点桩号——
Z p Z s Abs(z p zs )
zC
sC
zs
R sC s 90
垂足点p坐标
z p zC RC j
sp的弦长及弦切角
csp
sp
Abs(z p sin 1
zs csp
2R
)
垂足点p的桩号与走向方位角—— j点边距——dj=R−dCj
Z p Z s 2 sp R
p
s
2 sp
交点转角Δ<0
边距dj>0 j位于圆曲线元走向左边
Z ZY
L 2
ZQZ
L 2
Z JD
T
J
(3) 主点中边桩坐标的计算
设JDn坐标复数——zJDn 相邻后交点JDn-1坐标复数——zJDn-1 JDn-1→JDn的辐角——θ=Arg(zJDn－zJDn-1) 辐角θ>0时,JDn-1→JDn 方位角——α(n-1)n=θ 辐角θ<0时,JDn-1→JDn 方位角——α(n-1)n=θ+360o 则ZY点与YZ点的中桩坐标复数——
再输入左边距wL，右边距wR计算。
输入左偏角δL j→左/右边桩方位角——
输入右偏角δR j→左/右边桩方位角——
j jL
j jR
j j jL
L
180
j
j jL
jR
j
j jR
R
180
左/右边桩坐标——
z jL z jR
zj zj
wL wR
j j
jL jR
3) 单圆平曲线坐标反算 全站仪测得路线附近任意边桩点j坐标——zj=xj+yji 由j点向单圆曲线作垂线时 垂足点p位于——圆曲线元,直线线元。
(2) 极坐标表示法
格式——r∠θ，按
键输入∠
r——复数模(Absolute value)
θ——复数辐角(Argument)
当字母变量B存储了复数时
Abs(B)——复数变量B的模
按
键,或按
键输入Abs(
Arg(B)——复数变量B的辐角,按
键输入Arg(
辐角θ取值范围——0o~±180o
与Pol函数算出辐角θ的几何意义完全相同。
p→j的方位角——αpj，以p点走向方位角αp归零
p j p j p 360
当α'pj >180°——j点位于直线线元走向左边 当α‘pj<180°——j点位于直线线元走向右边。
(2) 圆曲线元坐标反算原理
圆曲线元起点桩号——Zs，中桩坐标复数——zs=xs+ysi 走向方位角——αs，圆曲线半径——R 则圆心点C坐标——
2) 单圆平曲线坐标正算
(1) 曲线要素计算
切线长——T
百度文库
曲线长——L
外距——E
切曲差——J
切线长 曲线长 外距 切曲差
T
R tan 2
L R
E
R(sec
1)
2
J 2T L
(2) 主点桩号的计算 设JD桩号为ZJD，则曲线主点ZY，QZ，YZ桩号
Z ZY Z JD T
ZYZ
ZQZ
(1) 直线线元坐标反算原理
已知直线线元起点s桩号——Zs 中桩坐标复数——zs=xs+ysi 走向方位角——αs，终点——e 设垂足点p的中桩坐标复数——zp=xp+ypi
直线se的点斜式方程——
y y p tan s (x x p )
将起点s的中桩坐标代入——
y p ys tan s (xs x p )
1) 路线交点和转点的测设 纸上定线完成后，将图上设计路线交点标定到实地。 当相邻两交点互不通视或直线较长时 需要在其连线上测定一个或几个转点ZD 以便在交点测量转角时作为照准目标。 直线上一般每隔200~300m设一转点ZD， 路线与其它道路交叉处及 路线上需设置桥、涵等构筑物处，也应设置转点ZD。 用CASS打开路线数字地形图dwg格式文件 在图上绘制并编辑好转点ZD的位置 执行下拉菜单“工程应用\指定点生成数据文件”命令 将图上采集的转点坐标存入坐标文件 再将坐标文件上载到全站仪内存 供野外放样转点使用。
第14章 路线施工测量
概述 主要工作内容：恢复路线中线、测设施工控制桩、路基 边桩和竖曲线。 路线——三维空间曲线 设计图纸——平曲线,竖曲线,纵断面,横断面 平,竖曲线联系的纽带——桩号 桩号——路线中线某点距路线起点的水平距离。 表示方法——KXXX+XXX.XXX
某中桩距离路线起点的水平距离为1086.586m 桩位在路线整体式路基——K1+086.586 桩位在路线分离式路基左线——ZK1+086.586 桩位在路线分离式路基右线——YK1+086.586 桩位在互通式立交B匝道——BK1+086.586。 (1) 路线平曲线测设内容 ① 正算——桩号→计算中/边桩位置。 ② 反算——全站仪测定边桩坐标→计算中线垂足点 桩号/坐标。 (2) 路线竖曲线测设内容 ① 桩号→计算中桩设计高程 ② 标准横断面图纸→计算超高横坡,边桩设计高程。
14.1 路线中线测量 将路线设计中心线测设到实地 路线中线——直线、圆曲线、缓和曲线径相连接而成 工作内容：测设中线交点JD，转点ZD 测量交点转角Δ，测设曲线。
《公路勘测规范》规定
公路测量符号，采用 汉语拼音字母或英文字母 国内招标——汉语拼音字 母
引进外资或为国际招标项 目——英文字母。 一条公路宜使用一种符号。
边距dj<0 j位于圆曲线元走向右边
交点转角Δ>0
边距dj>0 j位于圆曲线元走向右边
边距dj<0 j位于圆曲线元走向左边。
[例14-1] 设全站仪已安置在导线点D27，试用QH2-7T 程序计算加桩K48+230，K47+930， K48+610的中、 边桩坐标及其坐标放样数据，左右边距均为13m；计算 三个边桩点坐标反算结果。
(3) 桥墩桩基测设内容 设计图纸已给出每个桥墩桩基的测量坐标 平曲线图纸,桥墩桩基大样图,墩台中心设计数据→计算 复核每个桥墩桩基的设计坐标 确认图纸给出的桥墩桩基测量坐标无误后 才能进行施工放样。 上述三类计算工作均可由fx-5800P程序QH2-7T实现。
卜鱼沟大桥平曲线设计图
卜鱼沟大桥墩台桩基大样图,墩台中心数据 桩基设计坐标表。
弦长方位角及j点走向方位角——
ZY j (n1)n j
j
(n1)n 2 j
j点走向方位角——j点切线沿路线走向方向的方位角。
j点中桩坐标—— z j zZY cZY jZY j
边桩坐标——过加桩任意直线方向,指定边距的坐标 用户先输入任意直线相对于加桩走向方向的偏角δ δ >0——右偏角δR；δ<0——左偏角δL 当δ=±90o时——均为计算走向法向的边桩坐标 效果相同。
式中的转角Δ为含±号的代数值
右转角Δ>0，左转角Δ<0，下同。
zYZ
zZY
z zJDn
JDn T(n1)n T((n1)n
)
(4) 加桩中桩坐标的计算
设圆曲线上任意点j的桩号——Zj
ZY→j的弧长——l=Zj－ZZY
弦切角与弦长——
ZY j
lj R
90
cZY j 2R sin ZY j
[解] ① 编写与输入JD40的数据库子程序文件JD40 48289.346Z:3166738.289+460008.909iB -7o23o55oQ 0E:2800R:0F 3165997.973+459733.202iU 35+2SDimZ Return
编辑QH2-7T主程序 将正数第10行数据库子程序名修改为JD40
14.2 交点法单圆平曲线的计算与测设 路线由一个方向转向另一个方向,应用曲线连接。 单圆曲线——最基本的平面曲线之一。
《公路路线设计规范》规定 ——各级公路的圆曲线最小半径。
路线设计图纸的“直线、曲线及转角表” 给出各交点JDn曲线设计数据—— 交点桩号、平面坐标、转角Δ、圆曲线半径R 主点桩号及其中桩坐标、20m间距的逐桩坐标 施工测量员的计算工作—— ① 验算设计数据的正确性 ② 根据施工需要计算曲线任意加桩的中、边桩坐标 用于全站仪放样，简称坐标正算 用全站仪测定路线附近某个边桩的平面坐标 由该边桩点向路线曲线作垂线 计算边距、垂足点桩号及其中桩坐标 简称坐标反算。