1.按坡度限值选定最短路线
在山地或丘陵地区进行道路、管线等工程设计时,常遇到坡度限值的问题,为了减小工程量、降低施工费用,要求在不超过某一坡度限值i的条件下选择一条最短线路。如图4-3-2所示,在比例尺为1∶1000的地形图上,等高线的等高距为1m,需从A点到高地B点选出一条最短路线,要求坡度限制为4%。为了满足坡度限值的要求,先按式(4-3-6)求出符合该坡度限值的两等高线之间的最短平距为
也可用:
按地形图的比例尺1∶1000,用两脚规截取实地25m对应于图上的长度为:25/1000=2.5(cm),然后在地形图上以A点(高程为53m)为圆心,以2.5cm长为半径作圆弧,圆弧与高程为54m的等高线相交,得到ɑ点;再以ɑ点为圆心,用同样的方法截交高程为55m等高线,得到b点;依此进行直至B点;然后,将相邻点连接,便得到4%的等坡度路线:A→ɑ→b→c→…→B。在该图上,按同样方法尚可沿另一方向定出第二条路线A→ɑ′→b′→c′→…→B,可以作为一个比较方案。
2.按一定的方向绘制纵断面图
所谓路线纵断面图,是指过一指定方向(路线方向)的竖直面与地面的交线,它反映了在这一指定方向上地面的高低起伏形态。
在进行道路等工程设计时,为了合理地设计竖向曲线和坡度,或为了对工程的填、挖土石方进行概算,则需要了解线路上地面的起伏情况。这时,可根据地形图中的等高线来绘制纵断面图。
如图4-3-3(a)所示,要了解A、B之间的起伏情况,先在地形图上作A、B两点的连线,与各等高线相交,各交点的高程即各等高线的高程,而各交点的平距可以在图上用比例尺量得。作地形纵断面图[图4-3-3(b)],先在毫米方格纸上画出两条相互垂直的轴线,以横轴Ad表示平距,以纵轴AH表示高程;然后,在地形图上量取A点至各交点及地形特征点(如ɑ、b等点)的平距,并将它们分别转绘在横轴上,以相应的高程作为纵坐标,得到各交点在断面上的位置。连接这些点,即得到AB方向上的地形断面图。
图4-3-3 纵断面图的绘制
(a)等高线图;(b)纵断面图
为了更明显地表示地面的高低起伏情况,纵断面图上的高程比例尺一般比平距比例尺大10倍。
3.确定汇水面积(www.xing528.com)
当修筑铁路、公路要跨越河流或山谷时,就必须建造桥梁或涵洞。桥梁、涵洞的大小与形式结构都要取决于这个地区的水流量,而水流量又是根据汇水面积来计算的。所谓汇水面积,是指降雨时有多大面积的雨水汇集起来,且通过设计的桥涵排泄出去。
由于雨水是在山脊线(又称分水线)处向其两侧山坡分流,所以汇水面积边界线是由一系列的山脊线连接而成的。如图4-3-4所示,一条公路经过一山区,拟在A处架桥或修涵洞,需先确定汇水面积。由图中可以看到,山脊线AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH、HA(图中虚线连接)所围成的区域,就是通过桥涵A的汇水区,此区域的面积为汇水面积。求出汇水面积后,再依据当地的水文气象资料,便可求出流经A点处的水量。
图4-3-4 确定汇水面积
4.公路勘测中地形图的应用
道路的路线以平、直较为理想。实际上,由于地形和其他原因的限制,要达到这种理想状态是很困难的。为了选择一条经济而合理的路线,必须进行路线勘测。路线勘测一般可分为初测和定测两个阶段。
路线勘测是一个涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。在路线勘测之前,要做好各种准备工作。首先,要收集与路线有关的规划统计资料,以及地形、地质、水文和气象等资料;然后,进行分析研究,在地形图上初步选择路线走向,利用地形图对山区和地形复杂、外界干扰多、牵涉面大的段落进行重点研究。诸如路线可能沿哪些溪流,越哪些垭口;路线通过城镇或工矿区时,是穿过、靠近,还是避开而以支线连接等。研究时,应进行多种方案的比较。
(1)初测是根据上级批准的计划和基本确定的路线走向、控制点和路线等级标准而进行的外业调查勘测工作。通过初测,要求对路线的基本走向和方案做进一步的论证比较,概略地拟订中线位置,提出切合实际的初步设计和修建方案,确定主要工程的概略数量,为编制初步设计和设计概算提供所需的全部资料。因此,在指定的范围内若有现时性强的大比例尺地形图和测量控制网,初测时,就可直接利用该地形图编制路线各方案的带状地形图和纵断面图。然后,若没有现实性很强的大比例尺地形图,就应先布设导线,测量路线各方案的带状地形图和纵断面图;收集沿线水文、地质等有关资料,为纸上定线、编制比较方案的初步设计提供依据。根据初步设计选定某一方案,即可转入路线的定测工作。
(2)定测是具体核定路线方案,实地标定路线,进行路线详细测量,实地布设桥涵等构筑物,并为编制施工图收集资料。在选定设计方案的路线上,进行中线测量、纵断面和横断面测量,以便在实地定出路线中线位置和绘制路线的纵横断面图;对于布设桥涵等构筑物的局部地区,还应提供或测绘大比例尺地形图。这些图件和资料为路线纵坡设计、工程量计算等道路的技术设计提供了详细的测量资料。
由此可见,地形图在道路勘测中起到很重要的作用。
地形图的应用还有许多方面,如场地平整时的填、挖边界的确定和土方量计算、征迁用地等,在此就不一一列举。
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