线路纵、横断面测量
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
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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，
线路纵横断面图的测绘
线路纵横断面图的测绘（一）线路纵断面图的测绘线路的平面位置在实地测设之后，应测出各里程桩处的高程。
从而绘制沿线起伏情况的纵断面图，以便进行线路纵向坡度、桥涵位置、隧道洞口位置的设计。
线路纵断面图是线路设计的基础文件之一。
定测阶段的高程测量，应尽量采用初测水准点的高程数据。
但须要逐30mm（K为相邻水准点间的路线长度，以km计），当水准点被破坏或一检测，限差为K将受到施工影响时，应补设新点。
新设水准点的测量要求与基平测量相同。
初测水准点检测后，以中平测量的要求测出各里程桩、加桩处的高程，并绘制纵断面图。
图10-65为定测阶段结束后，上交的线路详细纵断面图实例。
（二）线路横断面图的测绘在线路设计中，只有线路的纵断面图往往不能满足路基、隧道、桥涵、站场等专业设计以及计算土石方数量等方面的要求。
因此，必须测绘出表示线路两侧起伏情况的横断面图。
在线路上，一般应在曲线控制点、公里桩和线路纵、横向地形明显变化处测绘横断面。
在大中桥头、隧道洞口、档土墙等重点工程地段，适当加密横断面。
横断面的方向，在直线地段与线路垂直；在曲线地段与各点的切线方向垂直。
其确定方法可用经纬仪或方向架等进行。
采用经纬仪测量横断面时，是将经纬仪置于中线桩上，读取中线桩两侧各地形变化点的视距和垂直角，计算个观测点相对中桩的水平距离与高差。
该法比较适合地形起伏变化较大的山区。
利用水准仪测量横断面时，由方向架确定断面方向，皮尺量距，水准仪测量高差。
在地势平坦的地区可用此法。
绘制横断面图的比例尺与纵断面相同，一般采用1：200。
横断面测量检测限差为：⎪⎭⎫ ⎝⎛++±=∆1.02000100L H H 限 (m) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+±=∆1.0100L L 限 (m) 式中H ——为检查点至中桩的高差，单位为m ；L ——为检查点至中桩的平距，单位为m 。
道路施工测量—道路纵、横断面施工测量(工程测量)
（二）公路中平测量
（1）中平测量
主要是利用基平测量布设的水准点及高程， 引测出各中桩的地面高程，作为绘制路线断面地 面线的依据
二、横断面测量 （一）主要内容
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 （二）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
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
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。
2、圆曲线横断面方向的测定 （1）圆曲线上任意一点的横断面方向即是该点 指向圆心的半径方向。 （2）圆曲线上横断面方向确定时采用“等角” 原理，即同一圆弧上的弦切角相等。 （3）测定时一般采用求心方向架
（三）横断面的测量方法
1）路线水准点是用水准测量方法建立的路线 高程测控制点
2）水准点根据需要和用途不同，道路沿线可 布设永久性水准点和临时性水准点
（3）基平测量的方法
1）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。
项目十 道路施工测量
任务三 道路纵、横断面施工测量
一、路线纵断面测量 1、又称中线高程测量，它的任务是在道路中 线测定之后，测定中线各里程桩的地面高程， 供路线纵断面图点绘地面线和设计纵坡之用 2、路线纵断面高程测量采用水准测量。纵断 面测量可分为基平测量和中平测量。
项目六 路线纵横断面测量任务一 测绘路线纵横断面图
教学设计困难时，也可以参考地形图选定一个与实地高程接近的数值作为起始水准点的假定高程。
（3）测量方法测量的方法以水准测量为主，应根据等级要求采用三等或四等水准进行，S3水准仪，采用一组往返或两组单程在两水准点之间进行观测，闭合差不超过mm。
也可按全站仪电磁波三角高程测量代替四等水准测量。
全站仪竖直角观测精度不大于2″，标称精度不低于（5+5×10-6D）mm2.中平测量中平测量是依据基平测量设置的水准点，向前进行单程符合水准测量，测定中桩地面高程，为绘制纵断面图提供资料。
（1）水准测量法如图6-1所示，该线路每隔100m打一里程桩，在坡度变化的地方和特殊地段处设有加0+050,0+108,0+120，0+140，0+160，0+180，0+221，0+240等。
先将仪器安置于①处，后视水准点BM1上的水准尺，其读数为2.191，计入表中第3栏（见表6-1），并计算视线高：12.314+2.191=14.505（m），计入第6栏内。
旋转仪器照准前视尺（0+000桩）读数为1.60，计入表格第4栏。
然后依次照准0+050, 0+100，0+108,0+120处的水准尺，读数为1.90、0.62、1.03、0.91，计入表格第4栏，最后照准转点TP1上的水准尺，读数为1.006，计入表格第5栏。
第一站测定后，将仪器迁至②处，此时以转点TP1上的水准尺为后视尺，照准后视尺度数为2.162，计入与TP1对齐的第3栏内，并计算视线高；13.499+2.162=15.661（m），计入第6栏内。
转动仪器，依次照准立在0+140、0+160、0+180、0+200、0+221、0+240桩处的水准尺，读数为0.50，0.52,0.82,1.20,1.01,1.06，计入表格第4栏，最后照准转点TP2上的水准尺，读数为1.521，计入表格第5栏。
前视读数由于传递高程必须读至mm，0+050, 0+100，0+108,0+120,·····为中间桩，不传递高程，可读至㎝，又称间视点。
路线测量之纵横断面测量
b.曲线段中线桩横断面方向的确定：
(3)横断面测量的方法
实质：测定横断面方向上地面坡度变化点相对于 中桩的水平距离和高差。 a.水准仪法: 地势平坦、通视良好的地段。 安臵一次仪器可测绘多个横断面。 横断面方向： 方向架 水平距离： 皮尺丈量 高差： 水准仪测定
（二）中平测量-------逐个测定中桩的地面高程。
测站
点号 BM1 0+000 +050 +100 +108 +120 TP1 TP1 +140 +160 +180 +200 +221 +240 TP2 TP2 +260 +280 +300 +320 +335 +350 TP3
1
2
3
路线纵断面水准（中平）测量记录 水 准 尺 读 数 仪 器 视线高程 后视 中视 前视 2.191 14.505 1.62 1.90 0.62 1.03 0.91 1.006 2.162 15.661 0.50 0.52 0.82 1.20 1.01 1.06 1.521 1.421 15.561 1.48 1.55 1.56 1.57 1.77 1.97 1.388
59m (路边树旁)
31m (石碑旁)
JD9 DK5+120.38
0°21′ °29′
ZD 9-1
JD9护2
JD9护4
JD9护6
JD9护5
25m (小路拐弯处)
ZD 8-5
JD9护3
11.3线路纵、横断面测量
1、纵断面图测绘线路纵断面测量又称线路水准测量。
它的任务是测定中线上各里程桩的地面高程，绘制中线纵断面图，作为设计线路坡度、计算中桩填挖尺寸的依据。
线路水准测量分两步进行：首先在线路方向上设置水准点，建立高程控制，称为基平测量；其次是根据各水准点高程，分段进行中桩水准测量，称为中平测量。
基平测量按四等水准测量的精度；中平测量按普通水准测量精度。
（1）高程控制测量高程控制测量就是沿线路方向设置若干水准点。
布设的水准点分永久水性和临时性水准点。
永久性水准点，在较长线路上一般应每隔5km布设一点；在线路起点和终点、大桥两岸、隧道两端，以及需要长期观测高程的重点工程附近，均应布设。
临时水准点的布设密度应根据地形复杂情况和工程需要而定。
在丘陵和山区，每隔0．5～1km布设一个，在平原和微丘陵区，每隔1 ～2km布设一个。
此外，在中小桥梁、涵洞等地段，均应布设。
（2）线路纵断面测量线路纵断面测量也称中平测量。
如图11-3-1所示，从一个水准点出发，逐个测定中线桩的地面高程，附合到下一个水准点上。
相邻水准点间构成一条附合水准路线。
测量时，在每一测站上首先读取后、前两转点的水准尺读数，再读取两转点间所有中线桩地面点（间视点）的水准尺读数。
由于转点起传递高程的作用，因此，转点标尺应立在尺垫、稳固的桩顶或坚石上，尺上读数至毫米，视距一般不应超过150m。
间视点标尺读数至厘米，要求尺子立在紧靠桩边的地面上。
图11-3-1 中平测量（3）纵断面图的绘制线路纵断面图既表示中线方向的地面起伏，又可在其上进行纵坡设计，是线路设计和施工的重要资料。
如图11-3-2所示，纵断面图是以中线桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标的直角坐标系中绘制。
里程(水平)比例尺和高程(垂直)比例尺根据实际工程要求选取。
为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺较里程比例尺大10倍或20倍。
高程按比例尺注记，但要参考其他中线桩的地面高程确定原点高程在图上的位置。
道路工程测量要求
道路工程测量要求1.道路测量中心线按规划道路中心线（规划确认的道路红线）确定。
2.纵、横断面测量分别按每隔20m和40m一个特征断面进行，如遇河塘、沟埂、山包、道路以及地形起伏较大处时，应适当加密桩号以反映现场实际地形。
纵断面测量范围为道路起点至终点；横断面测量范围为道路红线向外侧延伸20m。
3.带状地形图宽度为中心线两侧各80m，长度为起、终点两头各延长100m。
4.对沿线工程范围内的明、暗浜、水塘、河道等需进行地基处理的部分调查分布位置、范围、水位标高、水深、淤泥厚度等资料。
此处标高值应为扣除淤泥层厚度后的标高。
5.测绘精度建议：道路中心线测量、中桩测量须要展开滑动、黄赤。
其滑动差须满足用户有关测量规范的建议。
6.说明采用的标高系统。
三、测量成果1.放射状地形图电子文件1：1000；2.纵、横断面测量数据电子文件（文件格式见附录要求）；3.测量报告文本及平面、纵断面、横断面测量成果图纸。
（后存有附件！）中机国际工程设计研究院华东分院有限责任公司2021-10-13附件：道路纵横断面线数据文件格式1.地形纵断面数据文件格式：（dmx.txt）sth其中：st—中桩桩号h—为对应中桩高程示例：02.85303.42……2.地形横断面线数据文件格式：（hdx.txt）stdl1hl1dl2hl2……dr1hl1dl2hl2……其中：st—桩号dl1—左侧第一点离中桩距离；hl1---为对应此点的绝对高程dr1—右侧第一点离中桩距离；hr1---为对应此点的绝对高程备注：1）此文件中不必涵盖中桩高程，中桩高程在纵断面文件中得出。
2）dl1,dl2,dl3，……dln必须从小到大，亦即离中桩由近到远。
dr1,dr2,dr3，……drn必须从小到大，亦即离中桩由近到远。
3）横断面桩号宜与中桩桩号对应，纵断面加密测量处横断面也应相应053.01103.02153.05204.0653.02103.03153.03203.053053.50103.21153.06204.3655.23104.35152.36203.21……实例：xx路测量数据文件（道路长675.35m，红线宽度30m，每40m一个测量断面）文件一：xx路纵断面测量数据文件（文件名存有为：dmx.txt）01.92401.9801.881201602001.881.881.01225.05-2.35（此处鱼塘）2402803203604004404805205606006400.551.852.12.052.2-1.1-0.65-0.650.650.71.05675.351.05文件二：xx路横断面测量数据文件（文件名存为：hdx.txt）051.9151.914051.9101.91101.91101.9101.92151.92151.92152.35151.92201.92201.92202.65201.92252.33251.91252.64251.938051.951.7512052.0551.8516052.2151.92101.9101.76102.03101.82102.2101.85151.88151.81152.01151.81152.15151.89201 .88201.76202201.82202.22201.91251.86251.81252.02251.78252.17251.9120050.95101.11551.62101.5915225.055-2.4510-2.755-1.8510-0.8524050.1 10-0.651550.65101.881528051.87101.881551.82101.851532052101.951552.09101.781536051.9510-0.561551.96154005-0.6610-0.651552.21102.18154405-1.1 10-0.755-0.8510-0.851548050.55102.981550.65102.181552053.16155-0.68101.121556053.18101.15155-0.8510-1.051560051.05101.05151.05201.04252.15202.052515-1.5220-0.1515-0.45201.25-0.5820-0.55251.99202.23250.6520-0.55251.82201.8225-0.65200.62251.81201.75250.55202.05251.95201.74252.2202.15252.19201.952515-0.65200.55-0.65200.45251.1201.1251.82201.83251.1201.1251.87201.86250.95 200.9825-1.0520-0.85251.12201.22250.452.2250.45252.15-0.442.32-0.551.851.211.762.251.751.221.740.551.051.851.121.850.950.551.125-0.6510-0.7515-0.65200.5564050.95100.88100.45150.85200.85251.81250.8515-0.6520-0.75250.55150.95152.81200.95202.86250.95250.42675.3551.05101.03101.22。
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计算偏角值δ1
后视p2点，拨角90°±δ1，得p1点的
横断面方向。
切线角β1=L12/2RLS·180°/π δ1=90°-β1-θ12
（θ12是p1至p2的方位角，可由p1、p2点的切线支距法的坐标求得）
二、横断面的测量方法
（一）要求：按前进方向分成左右两侧，分侧测量横断面方向上各边坡点间（或至中桩）的 平距及高差，平距及高差的精度要求一般为0.1m。
三、中桩测设的基本程序
1.测设线路交点（JD）（线路统一）坐标 根据沿线布设的（导线）控制点，及交点的设计坐标，用全站仪“点的放样”功能，实地测 设出交点，并测出交点坐标以进行检核。
2.中线（线路统一）坐标的计算 （1）直线段中桩 由交点坐标和桩号里程，按“坐标正算”公式，可计算出各中桩的坐标。
四、中桩高程测量（纵断面测量）
绘制时一般先将中桩标在图中央，再分左右侧按平距为横轴，高差为纵轴，展出各边坡点， 绘出的横断面图。
设计线
道 路 中 线
设计标高
地面线
全站仪中线测设及断面测量简介
一、基本原理
中线测设：计算中桩坐标
全站仪点位放样（极坐标法）
纵断面测量：全站仪测量中桩点的高程（电池波三角高程测量）
横断面测量：确定横断面点位 全站仪测量断面点位的高程（电池波三角高程测量）
用全站仪测高程和水准仪测量高差是不同的，全站仪是在要测量的两点分别架仪器和立棱 镜，水准仪是在两点中间架仪器。
三角高程测量的方法
首先在BM1点架仪器，BM2架棱镜，精确的测量两点 之间的高差。D·tanα+BM1仪器高-BM2棱镜高，就 可以得到BM2的高程，把两点的高程相减就得到两 点之间的高差，再吧仪器搬到BM2，后视BM1，把两 个高差取平均值，这种方法叫做“对向观测或双向 观测”用同样的方法测BM3。
三角高程测量 BM2
BM1
BM3
二、中平测量
1.定义：在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。
2.方法： （1）水准仪法 从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用“视线高法”测出该测段内所有中桩地面高 程最后附合到另一个水准点上。
TP2
图形：水准仪中平测量
TP1 BM1
TP点就是转点（一般情况下是先测设转点再测其它的点） 高差闭合差的限差为：高速、一级公路±30√L。二级及以下公路±50√L
左侧 8.0
1.4 6.4
1.6
地面线
中桩
右侧
横断面测量记录表（花杆皮尺法）
左侧（单位m)
编号
右侧（单位m)
高差 ··········
平距差
高差 ··········
平距差
1.43 5.3
1.6 6.4
1.4 8
K4+000
2.水准仪法
水准仪测高差，皮尺丈量平距
3.经纬仪视距法
4.全站仪法
三、横断面图的绘制
中桩高程测量是在中桩放样的同时进行，在中桩位置立棱镜，输入仪器高和棱镜高，即可利 用全站仪“三维坐标计算”功能，在（导线）控制点上测出中桩处的地面高程。
五、横断面测量
横断面测量也可在中桩测设，纵断面测量的同时进行，关键在于如何将棱镜立在中桩的横断 面方向上，其方法之一是。
（1）在大致横断面方向上的某边坡点大致位置处立棱镜，测出点P的平面坐标。
（2）全站仪法
先在BM1上测定各转点TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上架仪，测定各桩点的高程，其原理 即为三角高程测量原理。
TP2
BM1
TP1 三、纵断面图的绘制 以横坐标为里程，纵断面为高程。
横断面测量
目的：测定线路各中桩处垂直于中线方向上的地面起伏情况，绘制横断面图，为线路设计提 供基础资料。
（二）方法分类
1.花杆皮尺法
适用于：山区低等级公路，精度低。
2.水准尺法地区，精度高。
3.经纬仪视距法
适用于：地形复杂地区，精度较高。
4.全站仪法
适用于：地形复杂地区，精度高。
用全站仪的距离测量模式，即可显示出平距和高差。
1.利用花杆皮尺法进行横断面测量
5.3 1.43
K0+020
起点
圆心
求心方向架的使用方法 ： 用a、a′对准圆心，用b、b′对准交点，这时两条线垂直，在 起点用活动的c、c′对准1号点，然后把它固定，再把方向架拿到1号点上，用b、b′这条边 对准起点，用c、c′这条边指向圆心， 这时a、a′方向就是1号点的垂直方向。
选取缓和曲线上的一点p2
3.缓和曲线段（该点的法线方向）
线路纵、横断面测量
纵断面测量
目的：测定线路中桩处的高程，绘制纵横断面图，为线路设计提供基础资料。 工作步骤："先基平、后中平"
基平就是控制测量，中平就是碎步测量 一、基平测量
1.水准点的设置 （1)横向位置，不易破坏且方便之处，一般离中线50～100m
50-100m
道
路
中
线
水准点
(2)纵向密度 山区：相隔0.5km～1km ； 平原区：相隔1km～2km 每5km、线路起终点、重要工程处，设永久性水准点。
二、全站仪的点位放样功能
1.点位放样原理
（1）先在放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标。
x
后视点
当前 棱镜 位置
Δ距离 代放样点
Δ角度 测站点
y
（2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出距离差d D和角度差dHR或纵向差值Δx和横 向差值Δy （一般全站仪会自动计算）
3.根据d D、dHR或Δx、Δy，逐渐找到放样点的位置。
BM1
BM2
山区：0.5~ km
BM3 平原：1~ km
2.基平测量的方法
（1）路线
符合水准路线
（2）仪器 不低于DS3精度的水准仪或全站仪
（3）测量要求：
水准测量 按三、四等水准测量规范进行往返测，闭合差不超过20√L或6√n (mm)(L为
长度（km)n为测站数。）
三角高程测量
一般按全站仪电磁波三角高程测量（四等）规范进行。
方法：先确定横断面方向，在测定变坡点之间的平距及高差。
一、横断面方向的确定
1.直线段
一般采用普通方向架测定。
2.圆曲线段 采用求心方向架。
普通方向架
a'
b' 横向
b
a
求心方向架
a' b'
c
c'
b
a
中 线 方 向
普通方向架及求心方向架的使用
普通方向架
K0+040
采用花杆瞄准方向
JD方向
圆曲线
求心方向架