线路纵断面测量基础知识
路线纵断面测量
路线纵断面测量路线纵断面测量方法路线纵断面测量又称路线水准测量，主要任务分为2步：第1步 沿路线设立水准点，并测定水准点的高程，称为基平测量。
第2步 根据水准点的高程，测定路中线上各里程桩和加桩的地面高程，称为中平测量。
第3步 根据各里程桩的地面高程绘制纵断面图。
对于进行过初测的路线，应首先对初测高程控制点逐一检查，其闭合差在L 30±以内时，即可采用初测成果。
当水准点被破坏或将受到施工影响时，应补设新的水准点。
对于一次定测的路线，基平测量与初测阶段的高程测量要求相同。
首先应设置水准点，水准点间距一般为0.5~2.0km ，在大桥两侧、隧道两端以及大型人工构造物（如立体交叉、大型挡土墙等）处，需要增设水准点。
水准点应埋设在路中线两侧，既要考虑施工时的方便，又要在施工范围之外，防止施工期间对水准点的损坏。
一般距离中线的距离50~100m 为宜。
水准点是恢复路线和路线施工的依据，故点位应埋设水泥桩或石桩，也可选在牢固的房基、桥台、基岩等上面，要求点位牢固、标志明显，并按顺序编号。
基平测量时，要先将起始水准点与国家水准点进行联测，以获取水准点的绝对高程。
在沿线的测量过程中，凡能与附近国家水准点进行连测的均应联测，以进行水准路线的校核。
如果路线附近没有国家水准点，则可根据气压计或国家小比例地形图上的高程作为参考，假定起始水准点高程。
水准点高程的测量，应按五等高程测量要求，可以采用水准测量和测距仪三角高程测量。
水准测量。
水准测量可用1台仪器往返观测法或2台仪器同向观测法进行，其容许闭合差为： 平原与微丘区：L W h 30±=容mm 山岭与重丘区：n W h 9±=容mm中平测量1、中平测量方法中平测量（又称中桩抄平）一般是以两相邻水准点为一测段，从一个水准点开始，逐个测定中桩的地面高程，直至附和到下个水准点上。
在每一个测站上，应尽量多的观测中桩，另外，还需在一定距离内设置转点。
道路纵横断面测量
谢谢观赏
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，
工程技术知识：纵断面测量时需要测定的数据和注意事项
工程技术知识：纵断面测量时需要测定的
数据和注意事项
【学员问题】纵断面测量时需要测定的数据和注意事项？
【解答】纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
1）渠首交上级渠道的桩号，及交点处的坐标和渠底高程、水位高程；
2）已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程，闸孔宽度和孔数；
3）已建桥应测出桥顶、桥底高程；桥面（路面）宽度和其跨度；
4）已建桥（或渡槽）应测出其顶、底高程，桥面（路面）宽度和其跨度；
5）已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程；
6）已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数；
7）渠道拐角、拐点及其配套建筑物的中心点坐标；
8）渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角；
9）渠道穿过铁路时应测出轨面高程；穿过公路时应测出路面高程；同时应测出道路宽度；
10）渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标；
11）渠道末端坐标，及其所灌溉的农田地面控制高程；
12）如果大段的渠、堤中心线在水内，为便于测量工作，可以平行移开，选择辅助中心线。
线路勘测 铁路平纵断面
二、直线
直线与曲线相互协调，线路位置合理。 争取较长的直线段，减少交点数量。 力求减小交点转角的度数。
纸上定线时曲线与直线的设置方法
3
夹直线
HZ1夹直线ZH2 同向曲线、反向曲线
1、夹直线最小长度限制： （1）线路养护要求 通过曲线，横向推力大，不易保持正确位置。 •23节轨，50—75m。困难条件≥25m •客运专线大机作业，要求线形连续， ≥50m •高速客运专线施工机具需要一定长度线段定向， ≥ 50—75m
i0
K min 20 3.1‰ DZ (max) 6500
取 2‰
客货共线主型机车和客运专线动车组均满足该项要求
13
b、超高时变率不致使旅客不适 l02
h Vmax 3.6 f
（三） 两缓和曲线间圆曲线的最小长度
R
c、欠超高时变率不致影响旅客舒适
l03 hq Vmax 3.6b
半径过大，正矢值将很小，应根据测设精度 和检测精度决定圆曲线最大半径允许值。
一般 客货共线 客运专线 高速 12000m ≯ 10000m ≯ 12000m 12000m ≯ 12000m 14000m 困难 特殊困难
• 坡道平缓和凹形纵断面坡底 • 长大坡道和凸形纵断面坡顶、车站 • 需用足坡度上坡地段 • 小半径宜集中设置
hQ 11.8
V2 h（mm ） R
V2 hG h 11.8 （mm） R
3、最小曲线半径的计算条件 过超高最大允许值hgy 由运行安全、乘坐舒适度和经济合理性决定。 客货共线：30-50mm 客运专线：与允许欠超高值一样。
满足旅客舒适度，共线铁路保证轮轨磨耗均匀和 内外轨受力均等，以保证轨道稳定和行车平稳。
第十一章：路线纵、横断面测量PPT课件
面起伏情况，绘制横断面图，为线路设计提供基
础资料。
• 方法——先确定横断面方向，再测定变坡点间的平
距及高差。
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横断面测量的宽度，由路基宽度及地形 情况确定，一般，在中线两侧各测 15~50m，高程、距离的读数取位至0.lm， 检测限差应符合下表的规定。
（一）要求：按前进方向分成左右侧，分别测量横断面方向上各变坡 点至中桩的平距及高差。平距及高差的精度要求一般为0.1m。
（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、水准仪法——水准仪测高差、皮尺丈量平距。 适用于：地形简单地区，精度高。
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• 3、经纬仪视距法 • 将经纬仪安置在中桩上，照准横断面方向，量取仪
路线
距离
高程
高速公路、一级公路 ±（L/100+0.1） ±（ h/100+L/200+0.1）
二级及以下公路 ±（L/50+0.1） ± （ h/50+L/100+0.1） 注：L——测点至中桩的水平距离（m),h——测点至中桩的高差（m）。
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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。
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6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为 正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱 镜点即为B点的平面位置。其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖， 负为填。
7、按NEXT——放样下一个点C。
• 某点的设计高程按下式计算：
纵断面测量原理
纵断面测量原理今天来聊聊纵断面测量原理。
不知道你有没有在爬山的时候观察过地形呢？当我们沿着山路往上爬，每走一段距离，我们就能感觉到高度的变化，这就有点像纵断面测量里的概念。
纵断面测量其实就是测量路线沿着中线方向上的地势起伏形状。
打个比方吧，就好比我们要绘制一个超长毛毛虫身体的起伏曲线。
纵断面测量就像是拿着一把特别精密的尺子，沿着毛毛虫身体中间（这就相当于路线中线啦），一点点测量每个位置的高低变化。
原理就是通过测量线路上各地形点相对于某一基准面的高差，然后测量各点间的距离，这样就能把这些点连接起来，形成一个反映地面高低起伏形态的线路纵向断面图。
比如说我们建造一条铁路或者公路，这个纵断面测量的结果就特别重要。
它能告诉工程师们在哪些地方坡度大，哪些地方需要修筑桥梁或者挖掘隧道。
老实说，我一开始也不明白为什么要这么细致地测量这些高差和距离。
后来才知道，在道路工程里，如果不精确测量纵断面，道路可能就会出现排水问题，像是坡度不对导致水积在路中间，那就麻烦喽。
说到这里，你可能会问，那是怎么测量高差的呢？高差的测量就用到了水准仪或者全站仪之类的仪器。
水准仪就像一个特别会找平的小能手，它能精确地知道两个点之间谁高谁低呢。
全站仪就更厉害啦，它不但能测量高差，就连两点之间的距离和角度都能一起搞定。
有意思的是，在实际测量中还得注意比如说测量点的分布密度之类的问题。
如果测量点太少了，好比我们只摸了毛毛虫背上的几个关键点，那绘制出来的曲线可能就很不准确，不能很好地反映真实的地形起伏。
这里面还有一些复杂的计算方式用来处理测量的数据，以确保最后画出来的纵断面图是准确可靠的。
延伸思考一下哈，如果是在山地进行纵断面测量，可能还会受到树木、山谷雾气之类的环境因素的干扰，这时候怎样确保测量的精度呢？这就很值得探讨啦。
我把我对纵断面测量原理的这些理解分享出来，也很期待大家一起讨论下，说不定还能发现我忽略的一些小细节呢。
路线纵断面测量
路线纵断面测量(route profile survey)目的——测定线路中桩处的高程，绘制纵断面图(profile)，为线路设计提供基础资料。
工作步骤——“先基平(principal leveling)后中平(profile leveling)”一、基平测量(principal leveling)1．水准点(bench mark)的设置。
（1）位置：埋设在距中线50~100m，且不易破坏之处。
（2）设置密度：相隔0.5km~1km——山区相隔1km~2km——平原区每隔5km、路线起终点、重要工程处，设永久性水准点。
2．基平测量的方法（1）路线——附合水准路线。
（2）仪器水准仪——不低于DS3精度全站仪——竖直角观测精度不大于2''，标称精度不低于（5+5×10-6D）mm （3）测量要求水准测量——一般按三、四等水准测量规范进行。
如：要进行往返测，闭合差不超过L±mm20三角高程测量——一般按全站仪电磁波三角高程测量（四等）规范进行。
二、中平测量(profile leveling)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。
高差闭合差的限差为：高速公路、一级公路：L50±。
±；二级及以下公路：L30其记录格式见表。
（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。
三、纵断面图的绘制以横坐标为里程，纵坐标为高程。
（见图）。
园路纵断面测量
测站 1
2 ……
测点
BM1 0+000 0+020 0+040 0+060 0+080
0+080 0+100 0+120 0+140 0+160 0+180
……
表1 中桩高程计算表
水准尺读数
后视 中间视 前视
2.025
1.06 1.99 2.36 2.65
1.688
2.352
1.02 1.65 1.00 0.85
2、纵断面设计主要内容：根据技术标准、沿线
自然地形地质条件和拟定建筑物的标高要求等，确定 线路的标高、坡长、坡度以及在变坡处设计竖曲线， 力求纵坡均匀平顺。
3、纵坡设计原则：应遵循符合技术标准、具有一
定的平顺性和尽量减少工程量的原则
4、纵坡设计的一般方法
① 标出控制点
控制点，是直接影响设计纵坡高程的点。应根据选线记录和 其他有关资料，在纵断面图上标出沿线各控制点的高程，如线 路起点、终点、线路交叉点、桥涵限制等线路必须通过的高程 控制点等，都应作为高程控制的依据。
1、基平测量
目
2、中平测量
录
3、纵断面图设计
什么是园路的纵 断面？纵断面测 量的作用有哪些？
纵断面：沿线路中线方向的垂直切面称为路线的纵断面
作用：园路中线平面位置测设后，应进行纵断面
高程测量，以便绘制纵断面图，进行路线纵向坡度、 桥、涵和隧洞纵向位置的设计，计算各桩的工程量。
园路纵断面测量的主要任务
另外，还要考虑影响路基填挖平衡关系的高程点，也称“ 经济点”，线路通过经济点有利于减少工程量。
②试定纵坡线
在标出控制点和经济点的纵断面图上，根据技术指标， 在既要以控制点为依据，又以要充分考虑经济点的前提下， 作全面考虑。最后定出既能满足技术和控制点的要求，又 能使填挖工程量比较平衡的纵坡线。
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第一部分 高程测量的原理及测量方法
电子水准仪测量
第一部分 高程测量的原仪精度为0.3mm，其读数 都是经大量条码分划图象处理后取平均值得出来的，因此 削弱了标尺分划误差的影响。
2.电子水准仪使用时限制条件多。只有在距离、光线、 气温、风力均满足要求的时候才能读数。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
从图中还可以看出,A点的高程HA加后视读数a,得视线高程Hi(也 称为仪器高程)。用视线高减去前视读数b,也可求出B点的高程 HB，这在建筑工程施工中和纵断面测量中经常用到,用公式表示 为HB=(HA+a)–b=Hi–b=HA+(a-b)=HA+hAB。
把仪器安置在一个地方，根据一个已知高程的后视点，用这种 方法可同时求得几个未知点的高程，这种方法称为视线高法或 仪高法，在这些点上的水准尺读数称为中视读数。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 高程测量注意事项
1.尽量保证前后视距相等,以减小视距差(前后视距应不大于 150m，前后视距差应不宜大于10m)。
2.测量时，条码尺必须垂直立于钢轨轨面上。 3.电气化区段内测量时，不得高举条码尺，以防触电。 4.要尽量联测水准点，或采用闭合水准测量的方法，否则测量 结果的精度是无法保证的，也是不被认可的。 5.测量过程中，若有不等间距的测量点，现场一定要做好记录， 方便内业数据计算时与现场情况保持一致。否则会出现错误的 起道量，影响整段线路的优化结果。
我段管内京包线和集二线是通过水准点来控制线路纵断面的， 水准点每1-2km布设一个。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 二、利用电子水准仪进行高程测量的方法
1 拉链、标注里程点
• 在进行高程测量前，我们首先要对测量地段进行拉链标点。直 线地段可沿左股钢轨拉链，曲线地段要沿线路中心线进行拉链 标点，目的是确定线路每个高程控制点的位置。
2.拉链过程中，要记录平面曲线“四大桩(ZH、HY、YH、 HZ)”的准确里程，主要是为了防止竖曲线与缓和曲线重叠。
3.拉链时要把钢尺拉直，应尽可能减小误差，精度不大于 1/2000。特别是坡度大的地段，每个测点的误差越大，抬道量 影响就越大。
4.标点时一定要注意前后里程点的连续性，既不能多一个 点，也不能少一个点，否则会给内业数据处理时带来很多不便 与误导。
第二部分 内业数据处理
一、电子水准仪数据整理及计算
将数据输出整理后得出下表前4列数据，即为已知数据，然 后利用前4列数据进行计算。数据\京包线下行439+500441+700.xls
二、线路纵断面设计优化
经计算得出轨面实测高程，结合既有线实际情况，进行纵断面 拟合设计即坡度优化，利用坡度、高差与距离之间的关系算出 各测点的拟合高程，并与对应点的实测高程相比得出抬落道量。
纵断面测量及数据优化介绍
概述
• 按照要求，现对各车间技术员及相关人员进 行纵断面测量知识培训，加强车间测量队伍的建 设，并最终将纵断面测量在车间普及应用。下面 主要介绍适用于铁路养护维修、中修、大修等方 面的纵断面外业测量和内业数据处理的方法，最 终用测量成果指导人工或大机作业，并坚持做到 “无数据不动道”、“用数据指导作业”，使线 路设备质量不断上升，保证列车安全平稳的运行。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
A、B两点间安置一架能提供水平视线的仪器—水准仪(电子水准 仪)，并在A、B两点上分别竖立有刻度的直尺—水准尺(条码尺)。 根据水准仪提供的水平视线，可分别读取A点水准尺上的读数a 和B点水准尺上的读数b，则由图中的几何关系可知A、B两点 间的高差为hAB=a–b，于是B点的高程为HB=HA+hAB。 设水准测量的前进方向是由A点向B点，则规定已知点A为后 视点，其水准尺的读数a为后视读数；未知点B为前视点，其水 准尺的读数b为前视读数。则高差为hAB =后视读数a-前视读数 b。高差hAB本身可正可负，当a大于b时hAB值为正，这种情况 是B点高于A点；当a小于b时hAB值为负，即B点低于A点。当a 等于b时hAB=0，A、B两点同高。
轨面高程水准测量精度要求
旅客列车设计行车速度 （km/h）
v=200 v≤160
• 注：L的单位为km。
水准测量等级
四等 五等
相邻点高程允许闭合差
20 L 30 L
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 高程测量步骤如下：
1.架设、整平电子水准仪，并在各测点直立条码尺。 2.将电子水准仪瞄准条码尺调至清晰进行读数 (按“测存” 键即可)，直至测完本站所有点。 3.转入下一站，重新架设、整平仪器，开始测量，并复 核转点两次读数的差值，转点差值小于5mm，继续下一 站测量；转点差值不小于5mm，重新测量前一站 (如重测 后仍不满足要求，则需校正仪器，找出原因)。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 一、水准测量的原理：
纵断面测量目的是为了测量各轨面点的高程，从而更合理 的控制轨道纵断面的平顺性。现主 要介绍利用水准测量的方法来实现 纵断面控制。
水准测量的原理是：先测定地 面两点间的高差，然后根据其中一 个已知点的高程算出另一点的高程。 如图所示，设A为已知点，其高程为 HA。为确定未知点B的高程HB，可在
第一部分 高程测量的原理及测量方法
2 高程测量
• 我段各车间高程测量目前主要使用电子水准仪，如图所示。
电子水准仪
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 拉链、标点工作完成后，将测段附近水准点的绝对高程引 到轨面上，采用附合水准测量的方式，根据《铁路工程测 量规范》表5.13.5，京包、集二线按五等水准测量精度进 行高程测量。
• 拉链标点的方法：对照线路的公里标或百米标确定测量地段的 起点；然后从起点开始，用绝缘钢卷尺按要求点间距进行拉链， 并将各点里程用油漆标注在对应的钢轨轨腰上。
第一部分 高程测量的原理及测量方法
第一部分 高程测量的原理及测量方法
• 拉链注意事项：
1.拉链过程中，要注意测量地段在设备图中是否有断链。如有 断链，现场所拉的链必须符合长短链的要求。