圆曲线的详细测设

圆曲线的详细测设学生姓名：郑妮娟学号：08300486专业班级：工程测量与监理384403指导教师：张晓雅西安铁路职业技术学院-I-摘要本文阐述了在公路、铁路的路线圆曲线测设中，一般是在测设出曲线各主点后，随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。其中施工测量是整个施工进程和每一施工工序中的首要工作，其内容主要是建立平面控制网和高程系统，测定线路关键点，细部点的测设，中线（线路轴线），对圆曲线进行施工放样测量，并在施工进程中进行相关的测量等，以确保施工质量和施工过程的安全。本文通过仪器安置不同地方进行多种圆曲线测设，提出了偏角法、切线支距法和全站仪法详细测设圆曲线的方法，对圆曲线上各点进行测设。关键词：圆曲线、详细测设圆曲线的详细测设-II-目录引言..........................................................................................................................................11.圆曲线测设的目的意义.........................................................................................................12.圆曲线的主点测设...............................................................................................................22.1圆曲线要素计算.........................................................................................................22.2主点里程计算.............................................................................................................32.3主点测设：..................................................................................................................3３.圆曲线的详细测设...............................................................................................................43.1偏角法详细测设圆曲线.............................................................................................43.2切线支距法详细测设圆曲线......................................................................................53.3全站仪法测设圆曲线..................................................................................................75圆曲线的详细测设案例：....................................................................................................9结论........................................................................................................................................11致谢........................................................................................................................................12参考文献............................................................................................................................13西安铁路职业技术学院-1-引言线路测量，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等。这些工程的主体一般是由直线和曲线构成，长度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。当线路由一个方向转到另一个方向时，必须用曲线来连接。曲线的形式较多，其中，圆曲线（又称单曲线）是最常用的曲线形式。圆曲线的测设一般分为两步进行：首先是圆曲线主点的测设，即圆曲线的起点（直圆点ZY）、中点（曲中点QZ）和终点（圆直点YZ）的测设；然后在各主点之间进行加密，按照规定桩距测设曲线的其他各桩点。西安铁路职业技术学院-1-1.圆曲线测设的目的意义铁路和公路线路由于受地形、地质或其他原因的影响，经常要改变方向。为了满足行车方便要求，需要在两直线段之间插入平面曲线把它们连接起来。线路上采用的平面曲线通常有圆曲线、综合曲线、回头曲线、复曲线。在线路上选用的连接曲线的种类应取决于线路等级、曲线、半径、及地形因素等。例如，二级公路上，在平原区的曲线半径大于2500m，山岭重丘地区的曲线半径大于600m，可采用圆曲线。本文主要介绍圆曲线详细测设。圆曲线是指道路平面走向改变或竖向改变坡度时所设置的连接两相邻直线段的圆弧形曲线。圆曲线的详细测设-2-2.圆曲线的主点测设圆曲线主点测设之前，需要有标定路线方向的交点(JD)和转点（ZD）。在空旷地面打一木桩作为路线交点JD，然后向两个方向（路线的转折角约等于120°）眼神30m以上，定出两个转点ZD1和ZD2，插上测钎。图2-1:圆曲线的主点测设2.1圆曲线要素计算在JD1点安置经纬仪，以一个测回测定转折角，计算路线偏角。设计圆曲线的半径R=50m，按下列公式计算圆曲线元素（切线长T、曲线长L、外失距E、切曲差D），(1-0)(1-1)(1-2)D＝２Ｔ－Ｌ(1-3)用安置于JD1点的经纬仪先后瞄准ZD1，ZD2定出方向，用钢尺在该方向上测设且切线长T，定出圆曲线的起点（直圆点）ZY和圆曲线的终点（圆直点）YZ，打下木桩，RL180)12(secRE2tan*RRT西安铁路职业技术学院-3-重新测设一次，在木桩顶上标出ZY和YZ的精确位置。用经纬仪瞄准YZ，水平读盘读数置于0°00′00，照准部旋转b／2，定出转折角的分角线方向，用钢尺测设外距E，定出圆曲线中点QZ。2.2主点里程计算位于道路中线上的曲线主点桩号由交点的桩号推算而得。设交点JD1的桩号为2＋103.48，根据圆曲线元素，计算曲线主点的桩号：ZY点里程=JD点里程-T（1-4）QZ点里程=ZY点里程+L/2（1-5）YZ点里程=ZY点里程+L（1-6）由于曲线较长，除三点以外，还应设计计算出曲线上细部点里程，一般是与ZY点相邻的第一个细部点的里程数凑整，通常按5m,10m,20m弧长推算其他细部点里程和桩号。2.3主点测设：在交点（JD）安置经纬仪，如上图2-1所示，以望远镜瞄准ZD1直线方向上的一个转点，沿该方向量切线长T得ZY点，再以望远镜瞄准ZD2直线上的一个转点，沿该方向量切线长T得YZ点，平转望远镜至内分角线方向，量E，用盘左、盘右分中法得QZ点，在ZY、QZ、YZ三个主点均要打方桩，桩顶加钉小钉标志点位。为了保证主点的测设精度，以利于曲线的详细测设，切线长度应往返丈量，其相对误差大于1／2000时，取其平均位置。圆曲线的详细测设-4-３.圆曲线的详细测设主点测设后，还要设置更多的曲线桩才能比较确切地反映圆曲线的形状。圆曲线的细部放样，就是指测设除主点桩以外的一切曲线桩。在各类线路工程弯道处施工，常常会遇到圆曲线的测设工作。目前，圆曲线测设的方法已有多种，如偏角法、切线支距法、全站仪法测设等。然而，在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小，以及测设时仪器和工具情况等因素而定。另外，上述的几种测设方法，都是先根据辅点的桩号（里程）来计算测设数据，然后再到实地放样。因此，在实际工作中利用上述传统测设方法，有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点（如不通视或量距不便等），或放样出的辅点处无法设置标桩。3.1偏角法详细测设圆曲线设圆曲线上里程没10m整需要测设里程桩，则l0=10m，l1为曲线上第一个整10m桩P1与圆曲线起点ZY间的弧长，图3-1：偏角法详细测设圆曲线用偏角法详细测设圆曲线，按下式计算测设P1点的偏角△1和以后每增加10m弧长的各点的偏角增量△0：西安铁路职业技术学院-5-等细部点的偏角按下式计算：2SR2sR1/1LRI(1-7)……曲线起点至曲线上任一细部点P1的弦长C1按下式计算：曲线上相邻整桩间的弦长C0按下式计算：曲线上任两点间的弧长l与弦长C之差（弦弧差）按下式计算：根据以上这些公式和算得的曲线主点桩号，计算圆曲线偏角法测设数据，记录于附录表2中。偏角法详细测设圆曲线的步骤如下：1.安置经纬仪于ZY点，瞄准JD1，变换水平读盘读数为0°00′00″；2.顺时针方向转动照准部，使水平读盘读数为△1，从ZY点在经纬仪所指方向上用钢尺测设C1，得到P1的位置，用测钎标出；3.再顺时针方向转动照准部，使水平读盘读数为△2，从P1点用钢尺测设弦长C0，与经纬仪所指方向相交，得到P2点的位置，也用测钎标出，以此类推，测设各桩。4.曲线总长较短时，也可根据经纬仪所指偏角方向，从曲线起点量弦长Ci，得到Pi点的位置：测设至圆曲线终点YZ可作检核；YZ的偏角应等于a／2，从曲线上最后一点量至YZ应等于其计算的弦长。3.2切线支距法详细测设圆曲线相对坐标系中细部点坐标（xi,yi）以圆曲线起点为坐标原点，切线为x轴，半径为y轴，建立相对坐标系，如图3-2所示：圆曲线的详细测设-6-图3-2：切线支距法详细测设圆曲线(1-8)(1-9)以Rlii代入上式并用级数展开得：(1-10)(1-11)切线支距法详细测设圆曲线的步骤如下：1.如图3-2所示，安置仪器在JD位置，定出JD到ZY和JD到YZ两条直线段的方向。2.自ZY点出发沿着到JD的方向，依次水平丈量Pi点的横坐标Xi，得到在横坐标轴上的垂足Ni。yRPiLlT1YiiZYXiJDJDZY,曲线上任意R点ZY坐标iiRXsin)cos1(iiRy45231206RlRllxiiii56342720242RlRlRlyiiii西安铁路职业技术学院-7-3.在各个垂足点上用经纬仪标定出切线垂直方向，然后在该垂直方向上依次量取对应的纵坐标，就可以确定对应的碎部点Pi。3.3全站仪法测设圆曲线用全站仪任意站测设圆曲线，安置一次仪器就能完成全部工作。虽然外业计算麻烦，但对于不能设站的转点，可谓方便灵活。但它的不足之处仍然是计算烦锁，对于不熟悉内业的外业工作者，很难实际操作。如果利用一些程序计算器，编制输入：AB的四组坐标和半径、九个数据的程序，可迅速得出放样数据，简化了外业工作。为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相