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1、第七章 定 线,本章主要介绍道路常用定线方法；公路纸上定线和直接定线的方法、步骤；实地放线的方法和操作步骤等内容。城市道路定线受规划道路网控制，两控制点之间一般以直线相连，对起伏较大的城市道路定线可参照公路定线方法进行。 定线是在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过程。定线工作是依据下达的设计任务书、选线阶段确定的路线走向和主要控制点、所采用的技术标准进行的。定线的任务是在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，按已定的技术标准，结合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。,定线是道路设计过程中关键的一步，它不仅要解决工程和经济
2、问题，而且要充分考虑道路与周围环境的配合，道路与生态平衡的关系，道路自身线形的美观和协调，以及驾驶员的视觉和心理反应等问题。 道路定线是一项非常复杂、涉及面很广、技术要求很高的工作。除了受地形、地质、地物等有形的限制外，道路定线还要受技术标准、国家政策、社会影响、道路美学、风俗习惯等因素的制约。要求设计人员必须具有广博的知识和熟练的定线技巧，同时还应具备精益求精的工作态度。实际工作中，即使最好的设计者也不可能一次试线就能定出最好的线位，复杂条件下的定线往往需要几个设计方案供定线组全体人员研究比选，每一个方案都是众多相互制约因素的一种折衷方案，理想的路线只能通过比较的方法找出。定线作业组一般应由
3、路线、桥梁及水文和地质等专业人员组成，定线过程中还要听取当地有关部门的意见，发挥各种专业人员的才能和智慧，使定线成为各专业相互协作的最佳成果。,定线质量在很大程度上还取决于采用的定线方法，常用定线方法有纸上定线和直接定线两种。纸上定线适用于技术标准高或地形、地物复杂的路线，定线过程是先在大比例尺地形图上室内定线，然后把纸上路线敷设到地面上；直接定线适用于标准低或地形、地物简单的路线，是在现场直接定出路线中线的位置。 本章内容主要用于公路定线，但各种线形的组合设计、坐标计算及实地放线等，也适用于城市道路。平坦地区城市道路的定线作业比较简单，但高差较大的山城道路定线比较复杂，可参照公路定线方法进行
4、。,定义：定线是按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，确定并通常实地定出道路中线的确切位置的过程。 定线方法：直接定线：适用于标准较低的路线。 纸上定线：适用于技术标准高的、地形、地物复杂的路线。,第七章 定线方法,一、纸上定线的工作步骤 纸上定线： 纸上定线是在1100012000大比例尺地形图上确定道路中线位置的方法。地形图范围大、视野开阔，定线人员在室内容易定出合理的路线。对不同的地形定线中有不同的侧重点，比如平原、微丘区地形平易，路线一般不受高程限制，定线中主要是正确绕避平面上的障碍，力争控
5、制点间路线短捷顺直；而山岭、重丘区地形复杂，横坡陡峻，定线时要利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物等，都涉及调整纵坡问题，且山区纵坡又限制较严，因此山岭、重丘区安排好纵坡就成为关键问题。,第一节 纸上定线,（一）平原、微丘区定线步骤 1定导向点 在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。 2试定路线导线 参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。 3初定平曲线 读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。 4定线 检查各技术指标是否
6、满足标准要求，以及平曲曲线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。,（二）山岭、重丘区定线步骤,1定导向线 （1）分析地形，找出各种可能的走法。 在地形图上仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形如平缓顺直的山坡、开阔的侧沟、利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。如图7-1，图左侧地形较陡，图右侧地形较缓，A、D为两控制点，B为可利用的山脊平台，C为应避让的陡崖，则A-B-C-D为路线的一种可能走法，须由放坡试定。,B,（二）山岭、重丘区定线步骤,（2）求平距a，定坡度线。 由等高线间距h和选用的平均纵坡i均（5.0%5.5%
7、，视地形曲折程度和高差而定），按计算等高线间平距a = h/i平均，使两脚规的张开度等于a（按地形图比例尺），从某一固定点如A点开始，沿拟定走法依次截取每根等高线得a、b、c等点，在B附近回头（如图中点）后再向D点截取，当最后一点的位置和标高都与D点接近时，说明该方案成立，否则应修改走法（如改变回头位置）或调整（在5.0%5.5%内），重新试坡至方案成立为止。连线AabD为具有平均纵坡的折线，称为坡度线，它验证了一种走法的成立，并可发现一些中间控制点为下一步工作提供依据。,（二）山岭、重丘区定线步骤,（3）确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线。 分析坡度线利用地形、避让地物或不良地质情况，找
8、出应穿或应避的中间控制点。如图在B处利于回头的地点未能利用，在C处的陡崖未能避让，若调整B、C前后的纵坡（可在最大和最小纵坡间选用，但不轻易采用极限值且不出现反坡），就能避开陡崖和利用有利回头地点，因此将B、C定为中间控制点。然后再仿照上法分段调整纵坡试定匀坡线，各段匀坡线的连线AabD为具有分段安排纵坡的折线，称为导向线，它利用了有利地形，避开了不利障碍，示出了路线将经过的部位。,（二）山岭、重丘区定线步骤,2修正导向线 （1）试定平面和纵断面。参照导向线定出直线和平曲线即平面试线，按地形变化特征点量出或读取桩号及地面标高，点绘纵断面图的地面线，参考地面线和前面分段安排的纵坡设计理想纵坡如图
9、7-2所示，量出或读取各桩的概略设计标高。 （2）定修正导向线。目的是用纵断面修正平面，避免纵向大填大挖。在平面试线各桩的横断方向上点出与概略设计标高相应的点子，这些点的连线是具有理想纵坡、中线上不填不挖的折线，称为修正导向线。当纵断面上填挖过大时，应进行修改。如图7-2中K0+200K0+400之间，实线地面线（对应平面试线）挖方较大，该段纵坡已近极限值无法调整，如将路线移到崖顶通过（平面采用路线），平面线形并无多大变化，但挖方工程减少很多，如图7-2中虚线地面线（平面图中修正导向线未示出）。,（二）山岭、重丘区定线步骤,3定二次修正导向线。 目的是用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大
10、。对修正导向线各点绘制横断面图，用路基模板逐点找出最经济或起控制作用的最佳中线位置及其可移动范围，如图7-3中的、。根据最佳位置的性质分别用不同符号点回到平面图上，这些点的连线是具有理想纵坡、横向位置最佳的折线称为二次修正导向线（小比例尺地形图上显示不出最佳位置时可不做）。,（二）山岭、重丘区定线步骤,3定线 定线是在二次修正导向线的基础上进行。二次修正导向线是一条平面折线，显然不满足技术标准的要求，为此必须适当取直，并用平曲线连接，定出中线的确切位置。定线必须按照二次修正导向线上各特征点的性质和可活动范围，经过反复试线才能定出满足要求的中线。纸上定线的具体操作一般有直线型定线方法和曲线型定线
11、方法两种，具体方法详见后述。 纸上定线是一个反复试线修改的过程，操作中是修改纵坡还是改移中线位置或两者都改，应对平、纵、横三方面充分研究后确定。在一定程度上，试线越多，最后的成品就越好，直到无论修改哪一方都不能显著节省工程或增进美观时，才可认为纸上定线工作结束。中线定出以后就可以进行纵断面、横断面以及相关内容设计。,二、直线型定线方法,定义:直线型定线方法是根据控制点或导向线和相应的技术指标，试穿出一系列与地形相适应的直线作为基本线形单元，然后在两直线转折处用曲线予以连接的定线方法，即传统的以直线为主的穿线交点定线法。路线上每一条直线的方向，平原、微丘区应以布局确定的控制点为依据，山岭、重丘区
12、应参照导向线试定，最终路线要经过多方面分析比较才能确定。一般适用于地形简易的平原、微丘地区。,二、直线型定线方法,（一）路线标定 道路中线确定后，为标定路线需根据选定的圆曲线半径及缓和曲线计算平曲线要素、曲线主点桩和加桩里程等。若不需要逐桩坐标时，可按传统方法计算要求的设计成果。若需要计算逐桩坐标时，则应采集各交点的坐标。通常交点坐标的采集方法有两种： 1直接采集法：在绘有格网的地形图上读取各交点的坐标，一般只能估读到米，适用于交点前后直线方向和位置限制不严的情况。 2定前后直线间接推算法：在绘有格网地形图上先固定交点前后的直线（即在直线上读取两个点的坐标），再用相邻直线相交的解析法计算交点坐
13、标，一般适用于交点前后直线方向和位置限制较严的情况。,交点前直线上两点：（x1，y1）和（x2，y2）， 交点后直线上两点：（x3，y3）和（x4，y4）， 则交点坐标（x,y）为：,2 定前后直线间接推算交点坐标,（二）曲线设置 曲线设置是在定出直线和交点组成的路线导线后进行，主要工作任务是确定圆曲线半径R及缓和曲线长度。曲线设置主要是根据技术标准和地形条件，通过试算或反算的办法确定。 试算:是根据经验先初定R和Ls，计算曲线要素切线长T、外距E和平曲线长度L，检查线形是否满足技术标准和线位是否适应地形条件，当不满足时应调整R或或二者都调整，直至满足为止。 反算:是根据控制较严的切线长T（或
14、外距E）和试定的计算半径R，取整并判断R是否满足标准要求，否则应进行调整。试算或反算的结果经调整后仍然不能满足技术标准时，应调整路线导线。以下公式中当平曲线不设缓和曲线时，只要令Ls=0即可。,（二）曲线设置,1单交点曲线 （1）已知切线长T反算半径R 测算出路线导线转角和控制切线长T，根据缓和曲线的要求试定 Ls ,取 用（7-2）式解算半径R。,（7-2）,对反算出的半径R应根据控制切线长T取整，当T为最大控制时R向小取整，T为最小控制时R向大取整，取整后再由第三章的精确计算公式计算曲线要素。另外，当T为一个严格控制值时，不宜用上式反算R，应取p和q的更精确值，采用牛顿求根法解算高次方程求
15、得半径R。,（2）已知外距E反算半径R 根据转角、控制外距E和试定的Ls，取 用（7-3）式解算半径R。,（7-3）,同理，仿照由T反算R的思路，对由E反算出的R取整或精确计算。,2双交点曲线 双交点曲线实际上是虚交点曲线的特例。 双交点适用于转角较大、交点过远或交点处难以安置仪器（如河中、建筑物或陡坡上）的情况，直接定线常采用这种曲线，而纸上定线一般采用较少，只有当设置回头曲线或因交点过远和难以安置仪器而使实地放线困难时采用双交点曲线。 如图7-4，已知基线长AB、转角A和B，试定Ls，则由（7-4）式解算半径R。,（7-4）,解算出的半径R，若为双交点曲线不取整，若为虚交点曲线则可取整。检
16、查各曲线要素和平曲线指标是否满足规定，否则应进行调整。,3复曲线 复曲线有两圆曲线间直接衔接和用缓和曲线段衔接两种情况，其中后者计算复杂，道路路线中使用不多. 4回头曲线 回头曲线的圆曲线半径R和缓和曲线Ls 一般都是已知的，而且线位控制较严，可参照双交点设置回头曲线。如图7-4，当R 、Ls、A和B已知时，可由（7-6）式计算基线长AB。,（7-6）,求得AB后，平行移动T1或T2直线或二者都平移（即保持不变），使JD1A和JD1B间的距离等于AB，则回头曲线位置确定，检查回头曲线与其前、后平曲线的配合，若满足要求则按双交点曲线公式计算回头曲线的曲线要素，否则应对路线导线调整后重新设置回头曲
17、线。具体设置方法可参见直接定线的曲线插设。,（三）坐标计算,先建立一个贯穿全线统一的坐标系，一般采用国家坐标系统。根据路线地理位置和几何关系计算出道路中线上各桩点的统一坐标。编制逐桩坐标表。然后根据逐桩坐标实地放线。,例题:某平原区二级公路，已知JD1、JD2、JD3的坐标分别为（961.914，1066.103），（433.528，1250.097），（547.416，1810.392）求 JD1-JD2的方位角和JD2-JD3的方位角, JD2的路线转角。 解: JD1-JD2的坐标增量:,三、曲线型定线方法,定义：曲线型定线方法是根据导向线和地形条件及相应技术指标，先试定出合适的圆曲线单
18、元，然后将这些圆曲线用适当的直线和缓和曲线连接的定线方法，即与传统的先定直线后定曲线相反的以曲线为主的定线法。当相邻圆曲线之间相距较远时，可插设适当的直线段。一般宜用于地形复杂的山岭重丘地区。 （一）定线步骤 （1）参照导向线或控制点，待手画出线形顺适、平缓并与地形相适应的概略线位。 （2）用直尺或不同半径的圆曲线弯尺拟合徒手线位，形成一条由圆弧和直线组成的具有错位（即设缓和曲线后圆曲线的内移值）的间断线形。 （3）在圆弧和直线上各采集两点坐标固定位置，通过试定或试算，用合适的缓和曲线将它们顺滑连接，形成连续的平面线形。,回旋线参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,确定回旋线参数,回旋线
19、参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,确定回旋线参数,回旋线参数A的确定常用方法有： 1)回旋曲线尺法,确定回旋线参数,4. 平面试线： 穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。 敷设曲线： 按路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线半径，缓和曲线长度等。,纸上定线：在大比例尺（一般以1：1000为宜）地形图上确定道路中线的位置的过程。 越岭线纸上定线 的方法： （一）定导向线 1确定路线方案。 2绘均坡线。 等高线间平距：a = h/i平均 3定导向线。,第一节 纸上定线,（二）修正导向线,1点绘纵断面草图。 2纵断面
20、修正导向线。根据纵断面设计的填挖情况，对纵断面地面高程进行修正（挖方过大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），在平面试线是的对应路段进行平面线位调整，称为修正导向线。,3横断面修正导向线（横断面校核）。 （三）定线 经过几次修正导向线后，最终确定出满足标准、平纵线形都比较合理的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。 1直线型法（传统法）； 2曲线型法。,（二）修正导向线,1点绘纵断面草图。 2纵断面修正导向线。根据纵断面设计的填挖情况，对纵断面地面高程进行修正（挖方过大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），在平面试线是的对应路段进行平面线位调整，称为修正导向线。,第二节 实地放
21、线,一、穿线交点法 穿线交点法是根据平面图上路线与施测地形时敷设的控制导线（以下简称导线）的关系，把纸上路线的每条边逐一而独立地放到实地上去，延伸这些直线支出交点，构成路线导线。 1支距法,第三节 实地放线,一、穿线交点法 穿线交点法是根据平面图上路线与施测地形时敷设的控制导线（以下简称导线）的关系，把纸上路线的每条边逐一而独立地放到实地上去，延伸这些直线支出交点，构成路线导线。 1支距法 2解析法,第三节 实地放线,一、穿线交点法 穿线交点法是根据平面图上路线与施测地形时敷设的控制导线（以下简称导线）的关系，把纸上路线的每条边逐一而独立地放到实地上去，延伸这些直线支出交点，构成路线导线。 1
22、支距法 2解析法,二、拨角法 拨角放线：根据纸上路线在平面图上的位置与导线的关系，用坐标计算每一条线的距离、方向、转向角和各控制柱的里程，放线时就按照这些资料直接拨角量距。,三、直接定交点法,在地形平坦，视线开阔，路线受限不十分严，路线位置能根据地面目标明显决定的地区；可依纸上路线和地貌地物的关系，现场直接将交点定出。,1. 采用统一的坐标系统对路线导线进行坐标计算（计算导线点坐标）。 2. 实测地形图，进行纸上定线后，计算路线中线上各桩号的坐标（逐桩坐标）。 3. 按路线逐桩坐标表进行实地放线。 4. 采用极坐标法进行坐标放线。（即拨角测距法，至少需要两个导线点，采用全站仪）。,四、坐标法,