横断面测量

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《工程测量实用技术手册》第227页（3414字）

定测阶段的横断面测量，是要在每个中桩点测出垂直于中线的地面线，地物点至中桩的距离和高差，并绘制成横断面图。横断面图反映垂直于线路中线方向上的起伏情况，它是进行路基设计、土石方计算及施工中确定路基填挖边界的依据。

横断面施测的宽度，根据路基宽度及地形情况确定，一般为中线两侧各测15～50m。地面点距离和高差精度为0．1m。检测限差应符合表11－12的规定。

表11－12 横断面检测限差

注：1．L为测点至中桩的水平距离(m)。

2．h为测点至中桩的高差(m)。

横断面测量应逐桩施测，其方向应与路线中线垂直，曲线段与测点的切线垂直。

整个横断面测量可分为：标定横断面方向、施测横断面和绘制横断面(绘制横断面图见“五、纵横断面图的绘制”)。现分述如下。

1．标定横断面方向

(1)直线段横断面方向的测设

在直线段上，横断面方向可利用经纬仪测设直角后得到，但通常是采用十字方向架来测定。

方向架的结构如图11－24(a)所示，它是由相互垂直的照准杆aa′、bb′构成的十字架，cc′为定向杆，支撑十字架的杆约高1．2m。

工作时，将方向架置于中线桩点上，以方向架对角线上的两个小钉，瞄准线路中心的标桩，并固定十字架，这时方向架另一个所指方向即为横断面方向，如图11－24(b)所示。

图11－24 使用方向架测设直线的横断面方向

(2)圆曲线横断面方向的测设

在曲线段上，横断面的方向与该点处曲线的切线方向相垂直，标定的方法如下。

方向架法：如图11－25所示，将方向架置于ZY点，使照准杆aa′指向交点JD，这时照准杆bb′方向指向圆心。旋松定向杆cc′，使其照准圆曲线上的第一个细部点P_i，旋紧定向杆cc′的制动钮。将方向架置于P_i点，使照准杆bb′指向ZY点，这时定向杆cc′所指的方向就是圆心方向。

图11－25 在圆曲线上测设横断面方向

(3)缓和曲线横断面方向的测设

若要用方向架在缓和曲线上标定横断面方向，可在方向架的竖杆上套一简易木质水平度盘，这样便能使其根据偏角关系来标定横断面方向，标定方法如图11－26所示，P₁、P₂为回旋线上的两点，若要测设P₁点的横断面方向，则先要计算出回旋线在P₁点的切线角β₁为：

图11－26 用方向架在缓和曲线上标定横断面方向

根据坐标计算公式计算出P₁、P₂点在图示独立坐标系中的坐标(，)、(，)，由此求出弦线P₁P₂与P₁点切线的水平夹角δ₁为：

δ₁=90°－β₁－θ₁₂

在P₁点上将简易木质水平度盘(也可以用经纬仪)对准P₂点，将水平度盘读数配置为0°00′00″，则水平度盘读数为δ₁的方向即为回旋线在P₁点的切线方向，90°+δ₁方向即为横断面方向。

2．施测横断面

施测横断面的方法主要有水准仪施测法、经纬仪施测法、花杆皮尺法、全站仪法等。

(1)水准仪施测法

如图11－27所示，当横向坡度小，测量精度较高时，横断面测量常采用水准仪施测法，欲测中心标桩(k0+050．00)处的横断面，可用方向架定出横断面方向后在此方向上插两根花杆，并在适当位置安置水准仪。持水准尺者在线路中线标桩上以及在两根花杆所标定的横断面方向内选择的坡度变化点上逐一立尺，并读取各点的标尺读数，用皮尺量出各点的距离，然后将这些观测数据记入横断面测量手簿中，见表11－13。各点的高程可由视线高程推算而得。

图11－27 水准仪施测法

表11－13 横断面测量记录

如果横断面方向上坡度较大，一次安置仪器不能施测线路两侧的坡度变化点时，可用两台水准仪分别施测左右两侧的断面。

水准仪施测横断面的精度较高，但在横向坡度大或地形复杂的地区则不宜采用。

(2)经纬仪施测法

当横向坡度变化较大时，横断面的施测常采用经纬仪进行。首先在欲测横断面的中线桩点上安置经纬仪，并用钢尺量出仪器高，然后照准横断面方向，并将水平方向制动。持尺者在经纬仪视线方向的坡度变化点上立尺。观测者用视距测量的方法读取视距读数，中丝读数，垂直角α；并计算出各个地形特征点与中桩的平距和高差。

(3)花杆皮尺法

当横断面精度要求较低时，多采用花杆皮尺法

(4)全站仪法

1)全站仪对边测量

在中桩测设后，移动反光棱镜到大致的横断面方向上某变坡点F′处，全站仪照准反光棱镜后，读出水平读盘读数，计算机即可计算出导线点至立镜点的坐标方位角，如图11－28所示，A为中桩，B为导线点。由于A、B点的坐标已知，α_BF、α_AF可以计算得出，则F点的坐标为

图11－28 全站仪对边测量

由计算机算出S_AF、S_BF，在BF′方向上放样S_BF，得F点，该点必在A点的横断面上。定F点高程H_F，至于该点究竟在线路的哪一侧，可以按以下方法判断：在计算S_AF时，α_AF始终取前进方向的右侧，即α_AF=α_O+90°，α_O为中桩切线方位角，直线部分则为该直线的方位角。这样，若计算出来的S_AF为正，则该点在路线的右侧；反之，若S_AF为负，则在线路左侧。因此，反光镜立在线路中线的哪一侧，不必由立镜员报出，可由计算机自动判断。再移镜至该横断面的另一变坡处，同法测设中桩至导线点的距离，测出该点的高程。最后，可根据断面上各变坡点高程与中桩高程之差和变坡点至中桩的距离绘出横断面图，也可根据横断面上各变坡点设计高程，直接计算出各变坡点的填挖高度。

横断面测量虽然操作比较简单，但是工作量较大，而且测量是否准确，对于整个线路设计有着重要的影响，因此，作业中必须加强责任心，结合地形选择适当的仪器和工具，确保要求的测量精度和进度。另外，作业中要加强检测。

2)全站仪直接测量

全站仪直接测量的操作方法与经纬仪施测法相同，其区别在于全站仪是使用光电测距的方法测定地形特征点与中桩的平距和高差。这种方法适合于任何地形条件。