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在建筑工程设计和施工中,大比例尺地形图是不可缺少的地形资料。地形图是确定点位及计算工程量的依据。
设计人员可以从地形图上确定某点的坐标及高程;确定图上某直线的水平距离和方位角;从图上确定地面的坡度和坡向,确定图上某部分的面积和体积;
从地形图上还可以综合了解各方面信息,如居民地、道路交通、河流水系、地貌、土壤、植被及测量控制点等。
正确阅读地形图,是每一个建筑工程技术人员必须具备的基本技能。
西南角a点的坐标为:
如果图纸有收缩变形,为了提高坐标量测的精度,除量出ag、ae的长度外,还要量出bg、ed的长度,则A点的坐标可按下式计算,即
若欲求点正好位于等高线上,则此点的高程即为该等高线的高程。
若欲求点不在等高线上,则应通过点作一条大致垂直于两相邻等高线的直线,再量得bc为9㎜,㎜,又知等高距h为1m,则a点的高程为
欲求直线两端点A、B之间的水平距离,可采用解析法或图解法。
⑴解析法
按前述方法分别求得直线两端点A、B的坐标,然后根据A、B两点的坐标用坐标反算的方法计算出直线的水平距离DAB。
⑵图解法
应用两脚规在图上量出A、B两点的长度,再与地形图上的图示比例尺比较求出AB的水平距离。当精度要求不高时,也可直接用比例尺在地形图上量取距离。
设已知直线AB两端点之间的高差hab、两端点间的实际水平距离为Dab,图上距离为dab;若测图比例尺为1:M,则该直线在地面上的平均坡度为
坡度i通常用百分率(%)或千分率(‰)表示。
⑴解析法
设A、B两点的坐标已知,则直线AB的坐标方位角可用坐标反算的方法计算出来。
⑵图解法
图解法就是通过A、B两点分别作纵坐标轴的平行线,然后将量角器的中心分别对准A、B点,量得坐标方位角和,则直线AB的坐标方位角为:
⑴几何图形法
,几何图形法就是利用直尺和三角板将比较复杂的几何图形划分成简单的几何图形(常用的有三角形、梯形和矩形),并利用比例尺直接在地形图上量取图形的几何要素,然后通过公式计算,求出各简单几何图形的面积,再将各简单几何图形的面积相加,即得到所求图形的面积。
⑵坐标计算法
根据公式计算图形的面积
将多边形各顶点投影于Y轴,设多边形首尾两点的投影与Y轴相交于A、B两点,则多边形的面积可表示为A—1—2—3—4—B与A—1—5—4—B两多边形面积之差。而上述面积又系各梯形面积之和,梯形面积的计算公式则为以其底x乘以高(y2—y1),(y3—y2),…,…,即
(1)方格法
先在透明模片上绘制边长为1mm的正方形格网,再把它覆盖在待测算面积的图形上,数出图形内的整方格数n1和图形边缘的零散方格数n2。对零散方格采用目估凑整,通常每两个凑成一个。则所测算图形的面积为:
(2)平行线法
先在透明模片上绘制间距为h的一组平行线。然后,将它覆盖于待测面积的图形上,并调整使平行线与图形的上、下边线相切。此时,相邻两平行线之间所截的部分为若干个等高(高为h)的梯形,量出各梯形的底边长
S1=(0+l1)hM2/2
S2=(l1+l2)hM2/2
…………………
则图形的总面积为:
S=S1+S2+…+Sn+1
=(l1+l2+…+ln)hM2=∑lihM2
式中:S—图形面积(m2)
l1,l2,…,ln—梯形底边长度(m)
h—平行线间距(m)
M—比例尺分母
在修筑桥涵或水库大坝等工程中,桥涵孔径的大小,大坝的位置高度,水库库容量大小等,都需要了解通过某处的水流量大小,而水流量又是根据汇水面积计算得到的。
通过图中桥涵处的水流量的汇水面积是由公路与山脊线或其它分水线AE、ED、DC及CB所包围的面积,该区域的雨水都将汇集于河谷而流经桥涵处,其边界线ABCDE即为汇水面积的周界。
断面图是显示指定方向地面起伏变化的剖面图,它可以供道路、管线等设计坡度、计算土石方量及边坡放样使用。
利用地形图绘制断面图时,首先要确定直线MN与等高线或山脊线、山谷线的交点1,2,3,a,…,9的高程及各交点至起点M的水平距离,再根据点的高程及水平距离按一定的比例尺绘制成断面图。
⒋按规定坡度选择最短线路
在山区或丘陵地区进行管线或道路工程设计时,常要求在规定的坡度内选择一条最短线路。如图所示,欲在A和B两点间选择一条纵向坡度不超过i的公路,设图上等高距为h,地形图的比例尺为1∶M,则由式()可得路线通过相邻两条等高线的最短距离为:
d=h / i· M
地形图测