第二讲 路桥施工测量三维计算原理综述
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III、IV类有地面线，I类属于断面轮廓线+地面线，II类属于复 杂断面+地面线。
什么时候用单一横断面模型？
针对单个断面的三维坐标计算和带帽计算
可以针对I、II型横断面进行带帽、三维坐标计算 ；隧道断面轮廓分析。 I、II型横断面进行带帽后分别得到III、IV型横断面
可以针对III、IV型横断面进行三维坐标计算
典型桥涵结构物特征
有用数据和检核数据
左线数据
认识
路桥施工测量的目的
采用测量的手段，把路桥工程按设计要求做到位，线形质 量满足设计与施工技术规范要求。线形质量能够得到控制
可以通过建立线路的三维模型实现路桥工程上任 意点三维坐标计算
桥涵结构物坐标计算模式
单一横断面模型分类
仅由横断面设计轮廓线构成的横断面（I型横断面）；
由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面（II型横断 面）；
由横断面设计轮廓线+地面线构成的横断面（III型横断面 ）；
由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面+地面线构 成（IV型横断面）。
I、II类无地面线，I类属于断面轮廓线，II类属于复杂断面；
如何描述左、右设计线参数
什么时候用参数化连续横断面模型？
路段横断面的路面和边坡可以方便用左、右设计线线描述 ；
需要计算路面及边坡设计线上的任意点三维坐标； 需要进行地面线批量带帽处理。
横断面的批量带帽及三维坐标计算 带帽后分别得到一系列III 型横断面
可以针对路面进行批量三维坐标计算
注意
介绍内容
一、线路中线模型 二、线路纵断面模型 三、线路横断面模型 四、桥涵结构物平面模型。
建立起线路三维数据处理的三维模型 和思维概念。
工程测量计算案例
桁架桥梁
拱桥
简支梁桥及各部分组成
桥涵结构物特征点坐标计算方法
可以分别对C、K匝道建立连续参数化横断面模型 来描述立交匝道的路面
路基横断面三维坐标计算原理
✓ 根据给定的横断面桩号及线路中线、线路纵断面模型数据计算中桩点坐标和 高程；
✓ 计算路桥工程横断面上计算点到线路中线点的水平距离和高差； ✓ 根据路桥工程横断面桩号、线路中线建模数据及水平距离，计算目标点的平
Ls
A2 A2
RA
RB
=
1 2
L（ s k A
+k ） B
二、线路纵断面设计线模型
模型数据：
✓ 各变坡点里程； ✓ 变坡点高程； ✓ 变坡点曲率半径
三、线路横断面模型
线路横断面模型
✓ 单一横断面模型、连续横断面模型、连续参数化横断面模 型，混合模型；
单一横断面模型
✓ 单一桩号的横断面模型信息，包含横断面几何图形、线路 中线和纵断面在横断面的基准位置；
什么时候用连续横断面模型？
当某路段可以用一个断面来描述时，且需要针对该 路段进行三维坐标及地面线批量带帽用时，可以建 立连续横断面模型。
可以针对I、II型连续横断面进行批量带帽、三维坐标 计算计算 I、II型横断面进行批量带帽后分别得到III、IV型横断 面
可以针对III、IV型横断面进行批量三维坐标计算
✓ 线路中线及线路纵断面设计线在路基横断面上的位置（ 基准点位置）
✓ 线路纵断面设计线不在线路中线上时，需要归化到线路 中线位置。
✓ 一个路段可以通过多种断面模型来表达。
现状：国内路桥施工软件主要处理的是连续参数 化横断面模型
➢ 线路横断面模型需要分区段描述(路基横断面带帽、隧道 断面分析，三维坐标计算时，需要建立线路横断面三维模 型）。
✓ 线路中线平面模型 ✓ 纵断面设计线模型 ✓ 横断面模型； ✓ 桥涵结构物平面模型
可以解决的问题
线路中边桩计算； 桥涵结构物上任意点坐标计算； 线路纵断面高程计算； 横断面上任意点三维坐标计算； 路基三维带帽； 隧道断面超欠挖分析。
线路三维模型是对路桥线形的理 论总结，路桥测施工测量的理论 基础
批量带帽的模型数据：
断链表； 线路中线； 线路纵断面； 连续横断面（I、II型连续横断面）； 三维横断面地面线数据（地面线可以是用三维坐标或平距
、高程格式）。
连续参数化横断面模型 分别用线路左侧和右侧的参数化断面设计线来横断面模型
主要通过参数描述某一路段的路面和边坡的变化规律
横坡及宽度变化位置
面坐标； ✓ 根据水平距离和高差、路桥工程横断面中桩点高程，计算目标点高程。
四、桥涵结构物平面模型
桥涵结构物：将桥墩基础、墩身、墩帽、主梁、斜交与正 交涵洞、锥坡等各种桥涵结构物平面的几何图形定义桥涵 结构物。
桥涵结构物统一平面模型数据： ✓ 横轴桩号； ✓ 横轴与线路中线切线的偏角； ✓ 横轴上的参考基点； ✓ 横轴上中桩点与参考基点的水平距离； ✓ 桥涵结构物几何图形
✓ RBCCE将纵断面设计线归化到线路中线位置，该位置定 义为单个横断面的基点。
✓ 可以用若干个独立的单一横断面模型来描述某一路段的路 基横断面模型；
✓ 横断面几何图形：路基、桥梁、隧道、地铁横断面任意形 状。
Βιβλιοθήκη Baidu 例如：这种横断面均可定义为II型或IV型横断面（去 掉尺寸标注）
IV型横断面
有地面线时为IV型横断面，无地面时为II型横断面
一、线路中线（平面）模型
交点坐标法模型：
✓ 断链数据 ✓ 交点坐标； ✓ 交点处前后缓和曲线长度和圆曲线半径； ✓ 某一主点桩号；
适合于公路、铁路等线路主线。 积木法模型：
✓ 起点坐标、起点切线方位； ✓ 各线元的两端点的曲率半径；终点桩号；线元转向
有用数据和检核数据
当端点半径未知时，可以利用以下公式，可以计算线元端 点半径并判断线元类型、线元两端点的切线方位改变，即 切线角。
连续横断面模型及连续参数化横断面模型：能够描述某一 路段范围的横断面模型
分两类：连续横断面模型、连续参数化横断面模型 连续横断面模型
✓ 用单一横断面来描述，但不是一个桩号，而是一个桩号范 围；
✓ 横断面几何图形可以是路基、桥梁、隧道、地铁等任意横 断面形状；
✓ 可以细分为：I、II、III、IV型横断面+桩号范围。
什么时候用单一横断面模型？
针对单个断面的三维坐标计算和带帽计算
可以针对I、II型横断面进行带帽、三维坐标计算 ；隧道断面轮廓分析。 I、II型横断面进行带帽后分别得到III、IV型横断面
可以针对III、IV型横断面进行三维坐标计算
典型桥涵结构物特征
有用数据和检核数据
左线数据
认识
路桥施工测量的目的
采用测量的手段，把路桥工程按设计要求做到位，线形质 量满足设计与施工技术规范要求。线形质量能够得到控制
可以通过建立线路的三维模型实现路桥工程上任 意点三维坐标计算
桥涵结构物坐标计算模式
单一横断面模型分类
仅由横断面设计轮廓线构成的横断面（I型横断面）；
由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面（II型横断 面）；
由横断面设计轮廓线+地面线构成的横断面（III型横断面 ）；
由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面+地面线构 成（IV型横断面）。
I、II类无地面线，I类属于断面轮廓线，II类属于复杂断面；
如何描述左、右设计线参数
什么时候用参数化连续横断面模型？
路段横断面的路面和边坡可以方便用左、右设计线线描述 ；
需要计算路面及边坡设计线上的任意点三维坐标； 需要进行地面线批量带帽处理。
横断面的批量带帽及三维坐标计算 带帽后分别得到一系列III 型横断面
可以针对路面进行批量三维坐标计算
注意
介绍内容
一、线路中线模型 二、线路纵断面模型 三、线路横断面模型 四、桥涵结构物平面模型。
建立起线路三维数据处理的三维模型 和思维概念。
工程测量计算案例
桁架桥梁
拱桥
简支梁桥及各部分组成
桥涵结构物特征点坐标计算方法
可以分别对C、K匝道建立连续参数化横断面模型 来描述立交匝道的路面
路基横断面三维坐标计算原理
✓ 根据给定的横断面桩号及线路中线、线路纵断面模型数据计算中桩点坐标和 高程；
✓ 计算路桥工程横断面上计算点到线路中线点的水平距离和高差； ✓ 根据路桥工程横断面桩号、线路中线建模数据及水平距离，计算目标点的平
Ls
A2 A2
RA
RB
=
1 2
L（ s k A
+k ） B
二、线路纵断面设计线模型
模型数据：
✓ 各变坡点里程； ✓ 变坡点高程； ✓ 变坡点曲率半径
三、线路横断面模型
线路横断面模型
✓ 单一横断面模型、连续横断面模型、连续参数化横断面模 型，混合模型；
单一横断面模型
✓ 单一桩号的横断面模型信息，包含横断面几何图形、线路 中线和纵断面在横断面的基准位置；
什么时候用连续横断面模型？
当某路段可以用一个断面来描述时，且需要针对该 路段进行三维坐标及地面线批量带帽用时，可以建 立连续横断面模型。
可以针对I、II型连续横断面进行批量带帽、三维坐标 计算计算 I、II型横断面进行批量带帽后分别得到III、IV型横断 面
可以针对III、IV型横断面进行批量三维坐标计算
✓ 线路中线及线路纵断面设计线在路基横断面上的位置（ 基准点位置）
✓ 线路纵断面设计线不在线路中线上时，需要归化到线路 中线位置。
✓ 一个路段可以通过多种断面模型来表达。
现状：国内路桥施工软件主要处理的是连续参数 化横断面模型
➢ 线路横断面模型需要分区段描述(路基横断面带帽、隧道 断面分析，三维坐标计算时，需要建立线路横断面三维模 型）。
✓ 线路中线平面模型 ✓ 纵断面设计线模型 ✓ 横断面模型； ✓ 桥涵结构物平面模型
可以解决的问题
线路中边桩计算； 桥涵结构物上任意点坐标计算； 线路纵断面高程计算； 横断面上任意点三维坐标计算； 路基三维带帽； 隧道断面超欠挖分析。
线路三维模型是对路桥线形的理 论总结，路桥测施工测量的理论 基础
批量带帽的模型数据：
断链表； 线路中线； 线路纵断面； 连续横断面（I、II型连续横断面）； 三维横断面地面线数据（地面线可以是用三维坐标或平距
、高程格式）。
连续参数化横断面模型 分别用线路左侧和右侧的参数化断面设计线来横断面模型
主要通过参数描述某一路段的路面和边坡的变化规律
横坡及宽度变化位置
面坐标； ✓ 根据水平距离和高差、路桥工程横断面中桩点高程，计算目标点高程。
四、桥涵结构物平面模型
桥涵结构物：将桥墩基础、墩身、墩帽、主梁、斜交与正 交涵洞、锥坡等各种桥涵结构物平面的几何图形定义桥涵 结构物。
桥涵结构物统一平面模型数据： ✓ 横轴桩号； ✓ 横轴与线路中线切线的偏角； ✓ 横轴上的参考基点； ✓ 横轴上中桩点与参考基点的水平距离； ✓ 桥涵结构物几何图形
✓ RBCCE将纵断面设计线归化到线路中线位置，该位置定 义为单个横断面的基点。
✓ 可以用若干个独立的单一横断面模型来描述某一路段的路 基横断面模型；
✓ 横断面几何图形：路基、桥梁、隧道、地铁横断面任意形 状。
Βιβλιοθήκη Baidu 例如：这种横断面均可定义为II型或IV型横断面（去 掉尺寸标注）
IV型横断面
有地面线时为IV型横断面，无地面时为II型横断面
一、线路中线（平面）模型
交点坐标法模型：
✓ 断链数据 ✓ 交点坐标； ✓ 交点处前后缓和曲线长度和圆曲线半径； ✓ 某一主点桩号；
适合于公路、铁路等线路主线。 积木法模型：
✓ 起点坐标、起点切线方位； ✓ 各线元的两端点的曲率半径；终点桩号；线元转向
有用数据和检核数据
当端点半径未知时，可以利用以下公式，可以计算线元端 点半径并判断线元类型、线元两端点的切线方位改变，即 切线角。
连续横断面模型及连续参数化横断面模型：能够描述某一 路段范围的横断面模型
分两类：连续横断面模型、连续参数化横断面模型 连续横断面模型
✓ 用单一横断面来描述，但不是一个桩号，而是一个桩号范 围；
✓ 横断面几何图形可以是路基、桥梁、隧道、地铁等任意横 断面形状；
✓ 可以细分为：I、II、III、IV型横断面+桩号范围。