道路工程测量 1

项目6道路工程测量,任务6.1道路中线测量任务6.2道路施工测量,任务6.1道路中线测量,6.1.1交点测设1.拨角放线法量出带状图上定线时的交点坐标，根据坐标反算计算出相邻交点间的距离和坐标方位角，由坐标方位角推算出转折角的方法叫拨角放线法如图6-2所示，在实地把经纬仪安置在路线的起点或交点上，拨角、量距，测设出各交点的位置。图中A1,A2,A3为初测导线点，JD1,JD2为线路交点。首先把仪器安置在A1点，后视A2点，拨角1，量距S1得JD1，同法可得JD2及其他交点。此种方法操作简单，一般适用于交点较少的线路。测设交点越多，误差累积越大，需每隔一定距离将测设的中线与初测导线连测，检查导线的角度闭合差和导线全长闭合差，以校核是否满足限差的要求，若超限，应查明原因进行纠正或重测。,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,2.全站仪测设法根据初测导线点和交点坐标，可使用电子全站仪的放样功能测设主点具体方法见全站仪的使用。6.1.2转角测定道路中心线由一个方向转至另一个方向时，偏转后的方向与原方向之间的夹角称为转折角，也称为偏角，常以a表示。如图6-3所示，转折角有左、右之分，偏转后的方向位于原来方向右侧时，称为右偏角;偏转后的方向位于原来方向左侧时，称为左偏角在道路中心线转弯处，为了设置曲线，需要测定转角，图6-3路线偏角和右角通常是观测路线前进方向的右角，转角按下式进行计算,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,右角观测一般采用测回法测定，上下半测回角度差根据公路等级而定，高速公路、一级公路为20“，二级及二级以下公路为60在容许误差的范围内，可取两个半测回的平均值作为观测成果。6.1.3圆曲线测设1.圆曲线上主点元素计算圆曲线是路线交点处使路线从一个方向转到另一个方向最常用的曲线圆曲线各部分的名称和常用的符号，如图6-4所示。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,图中，JD为交点，它是根据设计条件测设的;a为转角，由设计给出或实地测出;R为圆曲线半径，由设计给出;ZY为直圆点，曲线的起点QZ为曲中点，曲线的中点;YZ为圆直点，曲线的终点。图中各项计算公式为:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,T,L,E0三者总称为圆曲线的要素，ZY,YZ,QZ称为圆曲线的主点。曲线的各要素可根据公式计算出来。由于道路中心线不经过交点JD，故曲中点QZ和圆直点YZ的桩号必须由起点ZY的桩号沿曲线长度推算出来，其计算式为:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,2.圆曲线详细测设一般情况下，曲线长度小于40m时，测设曲线的三个主点已能满足工程施工的需要;如果曲线较长或半径较小，就要在曲线上每隔一定距离测设一个辅点，这样就可以把曲线的形状和位置详细地表示出来辅点测设的方法很多，现介绍偏角法。如图6-5所示，偏角法是用距离和角度交会平面点的一种方法。一般情况下，ZY点、YZ点均不是整桩，这时往往选择ZY点到第一桩的距离L1和YZ点至最后一个桩的距离Ln，且L1和Ln都比L0小，这样第一个桩和最后一个桩均为整桩，便于施工，这种方法称为整桩号法。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,图中只绘制了第一个桩和最后一个桩，实际工作中，除了第一个桩和最后一个桩，中间还有等弧长L0的N个桩。我们把L1、LN、L0称为首弧长、末弧长和整弧长，所对应的圆心角为1、n、0，整桩L0的大小视施工精度、曲线长度等条件选择，一般取20m。根据几何条件得:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,检核:终点YZ点的偏角，根据计算不相等的，应调整偏角值，使上式成立。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,6.1.4缓和曲线测设为了行车的安全、舒适以及减小离心力的影响，在直线段与圆曲线之间插入一段半径由无穷大至圆半径的缓和曲线。1.缓和曲线方程缓和曲线上任一点的曲率半径为:式中，C为缓和曲线的半径变更率，与车速有关，我国日前采用C=0.035v2，二为行车速度，以km/h为单位。在缓和曲线和圆曲线的连接处，即HY点处，缓和曲线与圆曲线半径相等，即=R缓和曲线的终点(HY)至起点(ZH)的曲线长度为缓和曲线全长，用l0表示。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,以l=C为必要条件，导出的缓和曲线方程为:根据测设精度的要求，实际应用中可将高次项舍去，并顾及pl=C，则上式变为:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,式中，X，y为缓和曲线上任一点的直角坐标，坐标原点为直缓点(ZH)或缓直点(HZ),通过该点的缓和曲线切线为二轴，如图6-6所示图中，Z为缓和曲线上任一点P到ZH(HZ)点的曲线长;l0为缓和曲线总长度。当l=l0时，x=x0,y=y0，代入式(6-8)得:式中x0,y0为缓圆点(HY)或圆缓点(YH)的坐标。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,2.缓和曲线的插入方法缓和曲线是在不改变直线段方向和保持圆曲线半径不变的条件下，插入到直线段和圆曲线之间的一段曲线。如图6-7所示，缓和曲线的一半长度处在原圆曲线范围内，另一半处在原直线段范围内，这样就使圆曲线沿垂直切线方向向里移动距离尸，使原来的圆曲线长度变短了。插入缓和曲线后，曲线主点有五个，它们是:直缓点ZH,缓圆点HY,曲中点QZ,圆缓点YH及缓直点HZ,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,3.缓和曲线常数的计算、0、m,P,.x0,，y0称为缓和曲线的常数。其物理意义及几何关系由图6-7得知:0为缓和曲线的切线角是HYCYH)点的切线与ZHCHZ)点切线的交角，也是圆曲线一端延长部分所对应的圆心角;0为缓和曲线的总偏角;n:为切垂距，即ZH(HZ)到由圆心口向切线所作垂线垂足的距离;力为圆曲线的内移量，为垂线长与圆曲线半径R之差。.x0,，y0计算见式(6-9)，其他常数的计算公式如下:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,4.曲线综合要素的计算公式,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,5.主点里程的计算根据交点的已知里程桩号和曲线的要素值，可按下式计算各主点里程桩号。,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,6.带有缓和曲线的圆曲线详细测设曲线上偏转的角值，可分为缓和曲线偏角和圆曲线上的偏角两部分进行计算。(1)缓和曲线上各点偏角值计算。缓和曲线自ZH(HZ)点开始测设，且按一定距离(如20m)等分缓和曲线，则曲线上任一分点P与ZH的连线相对于切线的偏角为占，其计算式为:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,当l=l0时，缓和曲线的总偏角为:由于上式可写成若将缓和曲线等分为N段，则各分段点的偏角之间有如下关系:设1为第1点的偏角占为第i点的偏角，则由式(6-13)可得:,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,由上式可知，偏角与测点到缓和曲线起点的曲线长度成正比。在等分条件下，实际测量中，由缓和曲线的总偏角民。求得缓和曲线上任一点的偏角民。(2)圆曲线上各点的测设，应将仪器置于HY(YH)点上进行，这时只要定出HY(YH)点的切线方向，就可以按独立圆曲线的偏角法进行测设。如图6-8所示，首先要计算角度b0，从图上可知,上一页,下一页,返回,任务6.1道路中线测量,若仪器安置于HY点上，瞄准ZH点将水平度盘读数配置b0(当曲线右转时，配置3600-b0)，旋转照准部使水平度盘读数为000000并倒镜，则该视线方向为HY点的切线方向，然后按独立圆曲线偏角法测设各点。6.1.5道路纵、横断面测量道路纵横断面测量参考前面管道工程测量。,上一页,返回,任务6.2道路施工测量,6.2.1线路复测线路复测工作的内容和方法与定测时基本相同。施工复测前，应检核线路测量的有关图表资料，会同设计单位进行现场桩位交接。主要桩点有:直线转点、交点、曲线主点、有关控制点等。线路复测包括:转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测量和线路水准测量。它们的目的是恢复定测桩点和检查定测质量，而不是重新测设，所以应尽量按定测桩点进行。若桩点有丢失或损坏，则应予以恢复;若复测与定测成果的误差在容许范围之内，则以定测成果为准;若超出容许范围，则应多方查找原因，确实证明定测资料错误或桩点位移时，方可采用复测成果。,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,复测与定测成果的不符值限差为:(1)水平角:30;(2)距离:钢尺1/2000，光电测距1/4000;(3)转点横向误差:每100m不应大于5mm，当点间距离长于400m时，亦不应大于20mm;(4)曲线横向闭合差:10cm(施工时应调整桩位);(5)水准测量高差闭合差:mm(L单位为km);(6)中桩高程误差:10cm,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,在施工复测中要增加或移设水准点等工作，一律按新线勘测的要求进行。施工阶段对土石方数量计算的要求比定测时要准确，所以横断面要测得密些，其间隔应根据地形情况和控制土石方量的精度而定，一般平坦地区每50m一个，而在起伏大的地区，应不大于20m一个，同时中线上的里程桩也应加密。,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,6.2.2护桩的设置设置护桩可采用图6-11中任一种形式进行布置。一般设两根交又的方向线，交角不小于600，每一方向上的护桩应不少于三个，以便在一个被破坏时，用另外两个护桩仍能恢复方向线。如地形困难，可用一根方向线加精测距离，也可三个护桩做距离交会。设置护桩时将经纬仪安置在中线控制桩上，选好方向后，以远点为准用正倒镜定出各护桩的点位，然后测出方向线与线路所构成的夹角，并量出各护桩的距离。护桩的位置应选在施工范围以外，并考虑施工中桩点不至于被破坏，视线也不至于被阻挡。,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,6.2.3路基边坡放样路基横断面是根据中线桩的填挖高度和所用材料在横断面图上画出的路基的填方称为路堤，挖方称为路堑。在填挖高为零时，称为路基施工零点。路基施工边界线的标定，称为路基边坡放样，它是用术桩标出路堤坡脚线或路堑坡顶线到线路中线的距离，作为修筑路基填挖方开始的范围。测设边桩时，根据不同条件，采用不同的方法。1.电子全站仪法线路控制桩和边界特征点有坐标，可以采用电子全站仪放样功能进行放样，这是现在测设点位最常用的方法。,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,2.断面法在较平坦地区，当横断面的测量精度较高时，可以根据填挖高绘出路基断面图，由图上直接量出坡脚(或坡顶)到中线桩的水平距离。根据量得的水平距离，到现场实地放出边桩。3.计算法由图6-10所示的平坦地面路堤放线情况，路基上口b和边坡坡度1:m均为设计数值，填方高度h可由纵断面图上查得，由图可以看出:式中b路堤或路堑的宽度;m路基边坡坡度比例系数，依填挖材料而定，通常填方为1.5，挖方为1或0.75h填挖高度。,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,6.2.4竣工测量在路基土石方工程完工之后，应当进行线路的竣工测量，检查路基施工质量是否符合设计要求，它的内容包括:中线测量、高程测量和横断面测量。1.中线测量首先根据护桩将主要控制点恢复到路基上，进行线路中线贯通测量;贯通测量后的中线位置应符合路基宽度和建筑物接近限界的要求，同时中线控制桩和交点桩应固桩。对于曲线地段，应检查交点、控制点、切线长、外矢距等。,上一页,下一页,返回,任务6.2道路施工测量,2.高程测量竣工测量时，应将水准点移设到稳固的建筑物上，或