【正文】 第十二章 鐵路線路測(cè)量 167。 12－ 1鐵路線路測(cè)量概述 修建一條新線一般要經(jīng)過下列程序： ? 一 、 方案研究 ? 在小比例尺地形圖上找出線路可行的方案和初步選定一些重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ， 如線路等級(jí) 、 限制坡度 、 牽引種類 、 運(yùn)輸能力等 ， 并提出初步方案 。 ? 二 、 初測(cè)和初步設(shè)計(jì) ? 初測(cè)是為初步設(shè)計(jì)提供資料而進(jìn)行的勘測(cè)工作 ， 主要任務(wù)是提供沿線大比例尺帶狀地形圖以及地質(zhì)和水文資料 。 ? 初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在提供的帶狀地形圖上選定線路中心線的位置 ， 亦稱紙上定線 。 經(jīng)過經(jīng)濟(jì) 、 技術(shù)比較提出一個(gè)推薦方案；同時(shí)要確定線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ， 如線路等級(jí) 、 限制坡度 、最小半徑等 。 ? 三 、 定測(cè)和施工設(shè)計(jì) ? 定測(cè)是為施工技術(shù)設(shè)計(jì)而做的勘測(cè)工作 ， 其主要任務(wù)是把已經(jīng)上級(jí)部門批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)中所選定的線路中線測(cè)設(shè)到地面上去 ， 并進(jìn)行線路的縱斷面和橫斷面測(cè)量；對(duì)個(gè)別工程還要測(cè)繪大比例尺的工點(diǎn)地形圖 。 ? 施工技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)定測(cè)所取得的資料 ， 對(duì)線路全線和所有個(gè)體工程做出詳細(xì)設(shè)計(jì) ， 并提供工程數(shù)量和工程預(yù)算 。 該階段的主要工作是線路縱斷面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì) ， 并對(duì)橋函 、 隧道 、 車站 、檔土墻等作出單獨(dú)設(shè)計(jì) 。 ? “ 精心勘測(cè) 、 精心設(shè)計(jì) 、 精心施工 ” 是我們應(yīng)遵循的準(zhǔn)則 ， 因?yàn)槊恳粋€(gè)環(huán)節(jié)上的差錯(cuò)都會(huì)給工作帶來不應(yīng)有的損失 。 167。 12－ 2 鐵路新線初測(cè) ? 初測(cè)工作包括： ? 一、插大旗 ? 根據(jù)方案研究中在小比例尺地形圖上所選線路位置 ， 在野外用 “ 紅白旗 ” 標(biāo)出其走向和大概位置 ， 并在擬定的線路轉(zhuǎn)向點(diǎn)和長(zhǎng)直線的轉(zhuǎn)點(diǎn)處插上標(biāo)旗 ， 為導(dǎo)線測(cè)量及各專業(yè)調(diào)查指出進(jìn)行的方向 。 大旗點(diǎn)的選定 ， 一方面要考慮線路的基本走向 ， 故要盡量插在線路位置附近；一方面要考慮線路的基本走向 ， 故要盡量插在線路位置附近；另一方面要考慮到導(dǎo)線測(cè)量 、 地形測(cè)量的要求 ， 因?yàn)橐话闱闆r下大旗點(diǎn)即為導(dǎo)線點(diǎn) ， 故要便于測(cè)角 、 量距及測(cè)繪地形 。 插大旗是一項(xiàng)十分重要的工作 ， 應(yīng)考慮到設(shè)計(jì) 、 測(cè)量各方面的要求 ， 通常由技術(shù)負(fù)貴人來做此項(xiàng)工作 。 ? 二 、 導(dǎo)線測(cè)量 ? 初測(cè)導(dǎo)線是測(cè)繪線路帶狀地形圖和定測(cè)放線的基礎(chǔ) 。 ? （ 一 ） 導(dǎo)線聯(lián)測(cè)及限差要求 ? 《 鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則 》 以后簡(jiǎn)稱 “ 測(cè)規(guī) ” 規(guī)定 ， 導(dǎo)線起終點(diǎn)及不遠(yuǎn)于 30 km應(yīng)與國(guó)家大地點(diǎn)（ 三角點(diǎn) 、 導(dǎo)線點(diǎn) 、 I級(jí)軍控點(diǎn) ） 或其它單位不低于四等的大地點(diǎn)聯(lián)測(cè)；有條件時(shí) ， 也可采 用GPS全球定位技術(shù)加密四等以上大地點(diǎn) 。 其限差要求見表 12－ 1。 ? 當(dāng)初測(cè)導(dǎo)線與國(guó)家大地點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí) ， 首先應(yīng)將導(dǎo)線測(cè)量成果改化到大地水準(zhǔn)面上 ， 然后再改化到高斯平面上 ， 才能與大地點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核 ， 為此要進(jìn)行導(dǎo)線的兩化改正 。 持別是導(dǎo)線處于海拔較高或位于投影帶的邊緣時(shí) ， 必須進(jìn)行兩化改正 。 ? 設(shè)導(dǎo)線在地面上的長(zhǎng)度為 s， 則改化到大地水準(zhǔn)面上的長(zhǎng)度 s0， 可按下式計(jì)算 ? （ 12－ 1） ? 其距離改正數(shù)為－ 。 ? 式中 ——導(dǎo)線兩端的平均標(biāo)高 ， – R——地球半徑 。 ? 將 s0再改化至高斯平面上 ， 可按下式計(jì)算： ? （ 12－ 2） ? 其改正數(shù)為 。 ? 式中 ——導(dǎo)線邊距中央子午線的平均距離 ， ? R——地球半徑 。 ? 當(dāng)用 s代替 s0時(shí) ， 其改正數(shù)與用式 （ 12－ 2） 計(jì)算出的數(shù)值相差甚微 ， 故鐵路工程測(cè)量規(guī)范采用簡(jiǎn)化公式計(jì)算 。 （二）導(dǎo)線長(zhǎng)度的兩化改正 )1(0 RHss m??RHs mmH)21( 220 Ryss mg ??220 2Rys mmy兩次改化后的坐標(biāo)增量總和按下式計(jì)算： ? （ 12－ 3） ? 式中 ——兩化改正后的縱 、 橫坐標(biāo)增量和 （ m） ； – ——導(dǎo)線的縱 、 橫坐標(biāo)增量和 （ m） ； ? ym——距中央子午線的平均距離 （ 即導(dǎo)線兩端點(diǎn)橫坐標(biāo)的平均值 ） ； ? Hm——導(dǎo)線兩端點(diǎn)的平均絕對(duì)高程 。 ?????????????????????????????????? ?? ?22222121RyRHyyRyRHxxmmsmms? ??? ss yx ,? ??? yx,（三）坐標(biāo)換帶計(jì)算 ? 在高斯平面直角坐標(biāo)系中，由于分帶投影，使參考橢圓體上統(tǒng)一的坐標(biāo)系被分割成各帶獨(dú)立的直角坐標(biāo)系。鐵路初測(cè)導(dǎo)線與國(guó)家大地點(diǎn)聯(lián)測(cè)，有時(shí)兩已知點(diǎn)會(huì)處于兩個(gè)投影帶中，因而，必須先將鄰帶的坐標(biāo)換算為同一帶的坐標(biāo)才能進(jìn)行檢核，這項(xiàng)工作簡(jiǎn)稱 坐標(biāo)換帶 。它包括 6176。帶與 6176。 帶的坐標(biāo)互換、 6176。 帶與 3176。 帶的坐標(biāo)互換等。 ? 1． 坐標(biāo)換帶計(jì)算公式 ? 坐標(biāo)換帶可利用 《 高斯 、 克呂格坐標(biāo)換帶表 》 （ 表 12－ 2） 并按下列嚴(yán)密公式計(jì)算 ? （ 12－ 4） ? 當(dāng) Δ y1大于 60 km時(shí) ， 用下式計(jì)算： ? （ 12－ 5） ? 式中 x y1——為換帶前的已知坐標(biāo)值 。 – x y2——為換帶后的坐標(biāo)值 。 由西帶向東帶換帶時(shí) y2取負(fù)值；由東帶向西帶換帶時(shí) y2取正值 。 ? y0——換帶中輔助點(diǎn)的橫坐標(biāo) ， 即在帶邊緣上相應(yīng)于 x1的橫坐標(biāo) ， y0恒為正值 ， ???????????????yxyynnyy yymmxx ??1110211112 )( )(?? ?????????????????????yxyyynnnyy yyymmmxx ??11121021112112 })( })(表 12—2 高斯、克呂格坐標(biāo)換帶表（六度帶） 續(xù)上表 3． 3176。 帶與 6176。 帶間坐標(biāo)換算 ? 由于 3176。 帶的奇數(shù)帶中央于午線與 6176。帶的中央子午線相重合；而 3176。 帶的偶數(shù)帶中央子午線則與 6176。 帶的邊緣子午線相重合 （ 圖 12－ 1） ， 所以坐標(biāo)換帶有兩種情況 。 （ 1） 兩者中央子午線重合 ? 圖 12－ 1中 ， 帶第 20帶中的 p1點(diǎn)坐標(biāo)要換算為帶的坐標(biāo) ， 則無須作任何計(jì)算 ，只要將橫坐標(biāo)前的帶號(hào)由 20改為 39即可 ， 而 x、 y坐標(biāo)值均不變 。 ? （ 2） 兩者中央子午線不重合 ? 圖 12－ 1中 ， 欲將帶第 20帶中的 p2點(diǎn)坐標(biāo) ， 換算為帶第 40帶的坐標(biāo)時(shí) ， 先將p2點(diǎn)帶坐標(biāo)換算為帶第 39帶的坐標(biāo)（ 第 39帶坐標(biāo)與帶坐標(biāo)相一致 ） ；再將 39帶坐標(biāo)換算成鄰帶第 40帶坐標(biāo)（ 此處用帶坐標(biāo)換帶表 ） 。 三、高程測(cè)量 ? 初測(cè)高程測(cè)量的任務(wù)有兩個(gè) ， 一是沿線路設(shè)計(jì)水準(zhǔn)點(diǎn) ， 作為線路的高程控制網(wǎng)；二是測(cè)定導(dǎo)線點(diǎn)和加樁的高程 ， 為地形測(cè)繪和專業(yè)調(diào)查使用 。 ? （ 一 ） 水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量 ? 線路水準(zhǔn)點(diǎn)一般每隔 2 km設(shè)置一個(gè) ， 重點(diǎn)工程地段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn) 。 水準(zhǔn)點(diǎn)高程按五等水準(zhǔn)測(cè)量要求的精度施測(cè)；水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量應(yīng)與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè) ， 其路線長(zhǎng)度不遠(yuǎn)于30 km聯(lián)測(cè)一次 ， 形成附合水準(zhǔn)路線；水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量或光電測(cè)距三角高程測(cè)量方法進(jìn)行 ， 高程取至于 mm。 ? 1． 水準(zhǔn)測(cè)量 ? 水準(zhǔn)儀的精度不應(yīng)低于 DS3級(jí) ， 水準(zhǔn)尺宜用整體式；可采用一組往返測(cè)或兩臺(tái)水準(zhǔn)儀并測(cè) 。 高差較差在限差以內(nèi)時(shí)采用平均值 。 限差要求見表 12－ 4。 表中 R為測(cè)段長(zhǎng)度 ， L為附合路線長(zhǎng)度 ，F(xiàn)為環(huán)線長(zhǎng)度 ， 均以 km為單位 。 ? 表 12－ 4 五等水準(zhǔn)測(cè)量精度 ? 視線長(zhǎng)度應(yīng)不大于 150 m， 跨越深溝 、 河流時(shí)可增至 200 m。 前 、 后視距離應(yīng)大致相等 ， 其差值不宜大于 10 m， 視線離地面高度不應(yīng)小于 m， 并應(yīng)在成像清晰穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行 。 ? 當(dāng)跨越大河 、 深溝 ， 其視線長(zhǎng)度超過 200 m時(shí) ， 應(yīng)按五等跨河水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行 。 2．光電測(cè)距三角高程測(cè)量 ? 光電測(cè)距三角高程測(cè)量 ， 可與平面導(dǎo)線測(cè)量合并進(jìn)行 。 水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置要求 、 閉合差限差及檢測(cè)限差應(yīng)符合水準(zhǔn)測(cè)量要求 。 ? 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)作為高程轉(zhuǎn)點(diǎn) 。 高程轉(zhuǎn)點(diǎn)間的距離和豎直角必須往返觀測(cè)；斜距應(yīng)加氣象改正；高差可不加折光改正 ， 采用往返觀測(cè)取平均值；儀器高 、 棱鏡高應(yīng)在測(cè)距前和測(cè)角后分別量測(cè)一次 ， 取位至 mm， 兩次量測(cè)的較差不大于 2 mm時(shí) ， 取其平均值 。 測(cè)量的技術(shù)要求見表 12－ 5。 ? 表 12－ 5 水準(zhǔn)點(diǎn)光電測(cè)距三角高程測(cè)量技術(shù)要求 豎 直 角距離測(cè)回?cái)?shù)測(cè)回?cái)?shù)最大角值（ ）測(cè)回間較差（ ）指標(biāo)差互差（ ）邊長(zhǎng)范圍（ m ）往返各一測(cè)回 往返各測(cè)兩測(cè)回 20 8 8 200 ～ 50 0（二）加樁（中樁）高程測(cè)量 ? 1．加樁水準(zhǔn)測(cè)量 ? 2．加樁光電測(cè)距三角高程測(cè)量 ? 3．一般三角高程測(cè)量 ? 在困難地段和隧道頂加樁高程測(cè)量可采用一般三角高程測(cè)量 。 其三角高程路線分段起閉于具有水準(zhǔn)高程的導(dǎo)線點(diǎn)；轉(zhuǎn)點(diǎn)間的豎直角往返觀測(cè)一測(cè)回 ， 半測(cè)回間角值較差限差DJ2為 30；高程測(cè)量限差見表 12－6。 表 12－ 7 加樁光電測(cè)距三角高程測(cè)量技術(shù)要求 167。 12－ 3 鐵路新線定測(cè) ? 一、線路平面組成和平面位置的標(biāo)志 二、中線測(cè)量 ? （ 一 ） 放線測(cè)量 ? 放線的任務(wù)是把中線上直線部分的控制樁 （ JD、 ZD） 測(cè)設(shè)到地面 ， 以標(biāo)定中線的位置 。 放線的方法有多種 ， 常用的有：撥角法 、 支距法和極坐標(biāo)法三種 。 ? 1． 撥角法放線 ? 它是根據(jù)紙上定線交點(diǎn)的坐標(biāo) ， 預(yù)先在內(nèi)業(yè)計(jì)算出兩相鄰交點(diǎn)間的距離及直線的轉(zhuǎn)向角 ， 然后根據(jù)計(jì)算資料在現(xiàn)場(chǎng)放出各個(gè)交點(diǎn) ， 定出中線位置 。 ? 撥角放線的工作程序?yàn)椋河?jì)算放線資料 、 實(shí)地放線 、 聯(lián)測(cè)與放線誤差的調(diào)整 。 （ 1）計(jì)算放線資料 （ 2）實(shí)地放線 ? 根據(jù)放線資料 ， 首先置鏡于初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn) c0上 ， 后視 c1， 盤左 、 盤右撥角 ，分中后定出 c0～ JD0方向 ， 在此方向上量出 s ＝ 145． 47 m定出 JD0點(diǎn) 。 然后依次在 JD0、 JD1…… 上安置經(jīng)緯儀 ， 根據(jù)相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角和直線段長(zhǎng)度 ，定出 JD JD2…… 交點(diǎn) 。 ? 交點(diǎn)水平角 （ 轉(zhuǎn)向角 ） 應(yīng)使用 DJ2或 DJ6經(jīng)緯儀 ， 采用正倒鏡測(cè)設(shè) 。 在限差范圍內(nèi)時(shí) ， 分中取平均位置 。 距離采用往返觀測(cè) ， 交點(diǎn)至轉(zhuǎn)點(diǎn)或轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的距離 ， 在使用光電測(cè)距儀時(shí)不宜長(zhǎng)于 1 000 m， 使用鋼卷尺時(shí)不宜長(zhǎng)于 400 m； 地形平坦 、 視線清晰時(shí) ， 亦不應(yīng)長(zhǎng)于 500 m； 而兩點(diǎn)間的最短距離不得短于 50 m， 當(dāng)短于 50 m時(shí)應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)視點(diǎn) 。 ? 釘設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí) ， 正 、 倒鏡的點(diǎn)位橫向誤差每 100 m距離不應(yīng)大于 5 mm； 當(dāng)點(diǎn)間距離大于 400 m時(shí) ， 最大點(diǎn)位橫向誤差不應(yīng)大于 20 mm， 在限差以內(nèi)分中定點(diǎn) 。 在測(cè)設(shè)距離的同時(shí) ， 可以釘出直線上的中線樁 （ 公里樁 、 百米樁 、 加樁 ） 和曲線主點(diǎn)樁 。 （ 3）聯(lián)測(cè)與放線誤差的調(diào)整 ? 撥角法放線雖然速度較快，但其缺點(diǎn)是放線誤差累積，為了保證測(cè)設(shè)的中線位置不致偏離理論位置過大， “ 測(cè)規(guī) ” 規(guī)定中線每隔 5～ l0 km，應(yīng)與初測(cè)導(dǎo)線（或航測(cè)外控點(diǎn)、 GPS點(diǎn)） 聯(lián)測(cè)一次，其閉合差不應(yīng)超過表 12－ 9的規(guī)定。 ? 表中， n為閉合環(huán)中線上置鏡點(diǎn)和初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)的總和；長(zhǎng)度采用初、定測(cè)閉合環(huán)長(zhǎng)度。當(dāng)閉合差超限時(shí)，應(yīng)查找原因，糾正放線點(diǎn)位；若閉合差在限差以內(nèi)，則應(yīng)在聯(lián)測(cè)處截?cái)嗬鄯e誤差，使下一個(gè)放線點(diǎn)回到設(shè)計(jì)位置上。 例 ? 圖 12－ 5中聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)為 ? d1＝ m；＝ ； ； ? 聯(lián)測(cè)坐標(biāo)計(jì)算資料填入表 12－ 10中 。 ? 表 12－ 10 聯(lián)測(cè)坐標(biāo)計(jì)算表 ? （ a） 距離閉合差的計(jì)算 ? JD2的理論坐標(biāo)由表 l2－ 8中查得 ? x ＝ 16 591 m， y ＝ 56 055 m， ? ∴ 坐標(biāo)閉合差 δ x＝＋ m， δ y＝＋ m ? 故 距離閉合差 m 1? 2150266 ???? 63043232 ???? ?? ???? yxsf ??? （ b） 角度閉合差的計(jì)算