第11章道路施工测量.ppt

11-1.道路（线路、管道）测量,道路中线是一条空间曲线（叫路线），其在水平面上的投影就是平面线形，由直线、圆曲线、缓和曲线(管线无）三要素组成。测量任务分两大方面：设计勘测、施工测量。设计:初步、施工图1.初测（搜集地形图、纸上定线）对线路方案研究中有价值的几条线路或某一条线路，结合现场的实际情况，在实地进行选点，标出线路方向，在此基础上进行导线测量、水准测量和带状地形图测绘，称为初测。(方案比选）2.定测把已批准的初步设计所选的线路方案，利用带状地形图上的初测导线和设计图上的线路的几何关系，将选定的线路测设到实地上去，称为定测。它包括中线测量、曲线测设、纵横断面测量和局部地形测绘。（为设计（内业）服务）3、测设（复线）,11-2.中线测量（交点、转点、管线主点测设）,中线测量是通过直线和曲线的测设，将道路中心线具体测设到地面上，它包括：中线各交点(JD)和转点(ZD)测设，量距和钉桩，路线各偏角()的测量、测设等。1.交点的测设交点就是路线的转折点，可根据与地物关系测设，也可根据与导线点关系用放点穿线法、拨角放线法等确定。,一、放点穿线法：根据图上的导线点与路线的角度与距离的关系在实地将路中线的直线段放到地面上，延长相交1.放点,2.穿线（过重心）3.交点（骑马桩）,二、拨角放线法:在图上量交点坐标，算直线长、方位角，现场拨角、量距（误差累积）,JD4,三、全站仪坐标放样,2.转点的测设,转点：相邻交点不通视时，在其直线或延长线上定出一点或数点，供交点测角、量距、或延长直线时瞄准只用，这样的点称转点。转点可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分中法测设1.两交点间设转点,2.在两交点延长线上设转点（交点之间不易设转点或根据需要）,a,b,e,f,11-3.路线转角的测定和里程桩设置,1.转角(偏角)测定采用J6经纬仪观测一测回，半测回之差应不超过40。偏角有左、右之分，偏转后方向位于原方向左侧称为左偏角Z，反之为右偏角Y，一般观测路线右角。则Y=180-3Z=4-180,4,2.里程桩设置从线路起点沿线路经过的长度，称为里程；把里程表示为整公里数+不足整公里米数的形式以区别线路上不同的点，称为里程桩号，例如：K4+100。里程桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始，每隔20m或50m设置一桩，加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩，其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。,11-4.圆曲线测设,线路由一个方向转到另一个方向，若用圆曲线连接，则可根据线路偏角、圆曲线半径R计算测设数据进行放样。测设分两步进行，先测设圆曲线的三个主点（直圆点ZY、曲中点QZ和圆直点YZ），再详细测设圆曲线上按规定桩距各副点(中桩点)。圆曲线如下图所示。,11-4.圆曲线测设,1.圆曲线的主要元素及计算公式：切线长T=Rtan(/2)曲线长L=R/180外矢距E=Rsec(/2)1切曲差D=2TL主点的桩号计算及检核如下：ZY桩号=JD桩号TQZ桩号=ZY桩号L/2YZ桩号=QZ桩号L/2=ZY桩号LJD桩号=ZY桩号TD（检核）,11-4.圆曲线测设,2.圆曲线的主点的测设过程：在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准上个交点方向，将水平度盘的读数配到00000，在此方向量取T，定出ZY点；倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为，量取T，定出YZ点；继续转动照准部到度盘读数为（180）/2，量取E，定出QZ点。,11-4.圆曲线测设,3.圆曲线详测，最常用方法有偏角法、切线支距法(直角坐标法)等1）偏角法（1）偏角，弦长计算=/2=（l/R）/2*(为圆曲线的偏角，为圆心角，l为所对的相应弧长)，弦长c=2Rsin(/2),可均分/2，或取整,11-4.圆曲线测设,(2)偏角法测设过程：在ZY点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘的读数配到00000；转动照准部到度盘读数为，从ZY点量取C，定出1点；转动照准部到度盘读数为i，从第i1点量取C，与此方向交出第i点；检核，观测者将水平度盘读数放到/4时，应能看到QZ桩；将水平度盘读数放到/2时，应能看到YZ桩，可用/2及l(/2)所对弦长C(/2)进行检核,其闭合差为：半径方向(横向)应小于0.1m，切线方向(纵向)应小于L/1000。(L为曲线长),11-4.圆曲线测设,2）切线支距法(直角坐标法)计算如下：（1）坐标计算选以ZY原点，其切线指向JD方向为X轴，其垂线指向圆心方向为Y轴，建立局部坐标系，则Xi=RsiniYi=R(1cosi)式中：i=li/R180/（i=1,2,3）（2）直角坐标法放样过程：从ZY点沿切线方向量取Xi，自此点沿垂直方向量取Yi，定出1点重复依次定出i点检查。用此法测定QZ点与预先测定的QZ点应相符，作为检核。此法适宜于平坦开阔地区，使用工具简单，且测设点位误差不累积等优点。,11-4.圆曲线测设,例11-1已知JD的桩号为K3+576.360，偏角=3436(右偏)，设计圆曲线半径R=200m，计算圆曲线测设元素及主点里程？解：圆曲线测设元素T=200tan1718=62.293mL=2003436/180=120.77mE=200(1/cos1718-1)=9.477mD=124.58-120.777=3.809mZY里程(桩号)=JD-T=K3+511.067QZ里程(桩号)=ZY+L/2=K3+571.455YZ里程(桩号)=QZ+L/2=K3+631.844检核：JD里程(桩号)=YZ-T+D=K3+576.360,11-5.缓和曲线的测设,为了保障车辆行驶安全，在直线与圆曲线之间加入一段半径由逐渐变化到R的曲线，这种曲线称为缓和曲线。目前常用的缓和曲线多为螺旋线，它有一个特性，曲率半径与曲线长度l成反比。若缓和曲线长度为l0，与它相连的圆曲线半径为R，则数学表达式为：L=RL0=c（c为常数）目前我国公路采用c=0.035V3（V为车速，单位为km/h），铁路采用c=0.09808V3，则公路缓和曲线的长度为L0=0.035V3/R,铁路缓和曲线的长度为：L0=0.09808V3/R。,11-5.缓和曲线的测设,1.带有缓和曲线的圆曲线的主点及主元素的计算带有缓和曲线的圆曲线的主点有直缓点ZH、缓圆点HY、曲中点QZ、圆缓点YH、缓直点HZ。带有缓和曲线的圆曲线的主元素及计算公式：切线长TH=(Rp)tan(/2)+q或TH=Rtan(/2)+ptan(/2)+q=T+t，曲线长LH=R(20)/1802l0或LH=R/180+l0=L+l0，外矢距EH=(Rp)sec(/2)R或EH=(Rsec(/2)-R)+psec(/2)=E+e切曲差DH=2THLH切线加长q=L0/2L03/(240R2)l0/2圆曲线相对切线内移量p=l02/(24R)缓和曲线角0=L0/2R180/式中：为线路转向角，q、p、0缓和曲线参数。,11-5.缓和曲线的测设,11-5.缓和曲线的测设,2.带有缓和曲线的圆曲线的主点桩号计算及检核直圆点ZH桩号=JD桩号TH缓圆点HY桩号=ZH桩号l0曲中点QZ桩号=HY桩号L/2圆缓点YH桩号=QZ桩号L/2=HY桩号L=ZH桩号l0L缓直点HZ桩号=YH桩号l0=ZH桩号LH检核JD桩号=ZY桩号THDH（检核）,11-5.缓和曲线的测设,3.带有缓和曲线的圆曲线的主点的测设过程：(1)在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘的读数配到00000，在此方向量取TH，定出ZH点；(2)从JD沿切线方向量取THXO，然后再从此点沿切线垂直方向量取YO,定出HY点；(3)倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为，量取TH，定出HZ点；(4)从JD沿切线方向量取THXHY，然后再从此点沿切线垂直方向量取YHY,定出YH点；(5)继续转动照准部到度盘读数为（180）/2，量取EH，定出QZ点。注：xo=l0l03/40R2，yo=l02/6R,11-5.缓和曲线的测设,4.偏角法测设带有缓和曲线的曲线的详细测设1）偏角法计算：,11-5.缓和曲线的测设,由图11-7知，考虑到很小，因此可得:=l2/(6Rl0)上式表明偏角与曲线长度的平方l2成正比。因此，可以得出i1=li2l12HY点的总偏角0=l02/(6Rl0)=l0/(6R)=0/3若用整桩距进行测设时，l2=2l1，l3=l1，由此可得:1=（l12/l02）02=221n=n21=0,11-5.缓和曲线的测设,缓和曲线的偏角法测设过程：在ZH点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准JD，将水平度盘的读数配到00000；转动照准部到度盘读数为1，从ZH点量取分段弦长C，定出1点；转动照准部到度盘读数为i，从第i1点量取分段弦长C，与此方向交出第i点；检核，观测者将水平度盘读数放到0/3时，应能看到HY桩；另一半缓和曲线在HZ点上按同样方法测设。,11-5.缓和曲线的测设,圆曲线偏角法测设过程：在HY点安置经纬仪（对中、整平），后视ZH点，配置水平度盘读数为b0(当路线右转时)，将水平度盘的读数改配为360b0。转动照准部使水平度盘读数为00000，此时望远镜照准的方向为HY的切线方向，倒转望远镜；按照圆曲线偏角法进行测设。,11-5.缓和曲线的测设,5.切线支距法测设缓和曲线如图11-8所示，只计算曲线上测设坐标数据：在缓和曲线段上各点坐标：xi=li-li5/（40R2L02）yi=li3/(6RL0)在圆曲线段上各点坐标：xi=Rsini+q=x+qyi=R(1-cosi)+p=y+p式中：li为缓和曲线第i点弧长，l0为缓和曲线长度，R为圆曲线半径，q、p为缓和曲线参数，i为圆曲线第i点弧长所对圆心角，而其测设方法同圆曲线切线支距法相同。,11-6虚交,交点遇到障碍当受地形条件限制，在交点和曲线起点不能安置仪器或视线受阻时，圆曲线的测设不能按常规方法进行，可根据现场情况，采用相应的方法。(虚交）,圆外基线法正玄定理切基线法T1+T2=TT1=Rtan(/2)T2=Rtan(/2),11-6.纵、横断面测量,测出各个里程桩、加桩处的地面高程从而绘制表示沿线起伏情况的纵断面图，这个过程称为纵断面测量。其最终目的是便于进行线路纵向坡度、桥涵位置等的设计。按从整体到局部的原则分基平测量和中平测量沿线设置水准点，进行高程控制测量，即为基平测量；根据基平水准测量测定的水准点高程，分段测各里程桩地面高程，称中平测量。一、基平测量1）水准点：离中线两侧50-300m内，距离1-1.5km，2）施测：一台往返或两台同向，平均,11-6.纵横断面测量,二、中平测量一般采用单程水准测量，起闭于基平测量所设水准点，高差闭合差允许值为50Lmm。表中每一站的各项计算依次按下列公式进行：(1)视线高程=后视点高程后视读数(2)转点高程=视线高程前视读数(3)中桩高程=视线高程间视读数,11-6.纵横断面测量,纵断面测量记录表如下：,11-6.纵横断面测量,绘制的纵断面图如下：,11-6.纵横断面测量,2.横断面测量为满足路基、桥涵、管道基坑开挖等专业设计和土方计算的要求，对线路两侧地形起伏情况进行的测量工作称为横断面测量，以便绘制出横断面图。在线路的百米桩、加桩处都应进行横断面测量。横断面的方向与线路直线垂直或与线路曲线点的切线垂直（方向架）。宽幅与线路等级工程要求、地形等相关，一般取自中线两侧各1030m。（1）横断面测量的方法常用的有：经纬仪测量横断面、水准仪测量横断面、断面仪测量横断面和比高法测量横断面。,11-6.纵横断面测量,（2）横断面测量记录如下：表中：分数的分母表示测段水平距离，分子表示测段两端点的高差。,11-6.纵横断面测量,（3）绘制的横断面图形式如下：根据横断面测量数据，按距离和高程取相同比例尺（通常1:100或1:200）绘制的横断面图。,11-7.道路施工测量,道路施工测量主要进行线路中线的恢复，竖曲线、施工控制桩和路基边桩的测设。（1）施工控制桩测设可以用与线路中心线平行的平行线法测设（适用于地势平坦地区直线段），还可以切线延长线法控制恢复JD点。如图11-11和11-12。,11-7.道路施工测量,（2）路基边桩的位置由其至中桩的平距确定，常用图解法：填挖方不大时，从横断图上量，现场皮尺定位。（上图）和解析法（计算）：,11-7.道路施工测量,（3）竖曲线测设时，考虑到竖曲线的坡度转折