第13讲线路工程放样(2).ppt

1、第十三讲,工程测量学,曲线详细测 ：按一定的密度对曲线进行加密点测设，以详细标定出曲线的平面形状。 缓和曲线 每隔10m 铁路 圆曲线 20m整桩 公路无论缓和曲线或园曲线均设置20m整桩； 特殊情况：如果设计需要或在地形变化处另设整米加桩。, 7-4平面曲线的放样方法,测设步骤：,1) JDi架仪，照准路线方向一点JDi-1进行定向，自JDi量取T，得ZY点； 2)照准JDi+1，量取T，得YZ点； 3)在分角线方向量取E，得QZ点。,（1）单圆曲线主要点的测设,（2）单圆曲线详细测设,有整桩号法和整桩距法。一般采用整桩号法。 1、切线支距法,(1)以ZY或YZ为坐标原点，切线为X轴，过原点

2、的半径为Y轴，建立坐标系。,(2)计算出各桩点坐标后，再用方向架、钢尺去丈量。,切 线 支 距 法 单 圆 曲 线 坐 标 计 算,特点： 测点误差不积累。 宜以QZ 为界，将曲线分两部分进行测设。,例题：切线支距法测设单圆曲线的计算,设某单圆曲线偏角=3401200，R=200m，主点桩号为ZY：K4+906.90，QZ： K4+966.59 ，YZ： K5+026.28，按每20m一个桩号的整桩号法，计算各桩的切线支距法坐标。 解：,分为：长弦偏角法、短弦偏角法 （1）长弦偏角法,1）计算曲线上各桩点至ZY或YZ的弦线长ci及其与切线的偏角 。 2）再分别架仪于ZY或YZ点，拨角、量边。,

3、2、偏角法,长 弦 偏 角 法 单 圆 曲 线 坐 标 计 算,特点： 测点误差不积累。 宜以QZ 为界，将曲线分两部分进行测设。,（2）短弦偏角法,与长弦偏角法相比： 1）偏角 相同。 2）计算曲线上各桩点间弦线长ci 3）架仪于ZY或YZ点，拨角、依次在各桩点上在量边，相交后得中桩点。,3、极坐标法、弦线支距法、弦线偏距法。,例题：偏角法详细测设单圆曲线（注：此题作为实习课测设内容） 已知圆曲线的R=200m，转角如图，交点JDi里程为K10+110.88m，试按每10m一个整桩号，来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤。,例题解答：,1、缓和曲线主元素的计算 （1）内移距p 和

4、切线增长q（m）的计算：,二、有缓和曲线的圆曲线详细测设,（1）里程的计算 ZH=JD-TH；HY=ZH+ls； QZ=ZH+LH/2；HZ=ZH+LH；YH=HZ-ls,2. 主点的测设,（2）切线长，外距E，曲线长L的计算：,（2）缓和曲线主点测设方法例题：如图，设某公路的交点桩号为K0+518.66，右转角右=18001836，圆曲线半径R=100m，缓和曲线长ls=10m，试测设主点桩。,解： 计算测设元素,一点说明：这里l0= lS,p=0.04m；q=5.00m,计算里程,ZH=K0+497.54； HY=K0+507.54； QZ=K0+518.52； HZ=K0+539.50；

5、 YH=K0+529.50,主点测设 1架仪JDi，后视JDi-1，量取TH，得ZH点；后视JDi+1，量取TH，得HZ点；在分角线上量取EH，得QZ点。 2分别在ZH、HZ点架仪，后视JDi方向，量取x0，再在此方向垂直方向上量取y0，得HY和YH点。,1、切线支距法,位于缓和曲线,位于圆曲线,要注意：点是位于缓和曲线上，还是位于圆曲线上。,三、有缓和曲线的圆曲线详细测设,（1）当点位于缓和曲线上，有：,（2）当点位于圆曲线上，有：,2、偏角法（整桩距、短弦偏角法）,要注意：点是位于缓和曲线，还是位于圆曲线。,位于缓和曲线,位于圆曲线,（1）当点位于缓和曲线上,1架仪JDi，后视JDi-1，

6、量取TH，得ZH点；后视JDi+1，量取TH，得HZ点；在分角线上量取EH，得QZ点。 2分别在ZH、HZ点架仪，后视JDi方向，计算曲线上各桩点至ZH或HZ的弦线长ci及其与切线的偏角。,（2）当点位于圆曲线上,方法：架仪HY (或YH)，后视ZH(或HZ)，拨角b0，即找到了切线方向，再按单圆曲线偏角法进行。,此外还有极坐标法、弦线支距法、长弦偏角法。,7-5竖曲线,线路纵断面是由许多不同坡度的坡段连接成的。坡度变化点称为变坡点。 在变坡点处，相邻两坡度的代数差称为变坡点的坡度代数差 ，它对列车的运行有很大的影响。 为了缓和坡度在变坡点处的急剧变化，使列车能平稳通过，变坡点的坡度代数差 不

7、应超过规定限值，若超过限值，则坡段间应以曲线连接，这种在道路纵坡的变换处竖向设置的曲线就叫做竖曲线。,连接两相邻坡度线的竖曲线，可以用圆曲线，也可以用抛物线。 根据“铁路工程技术规范”规定，竖曲线半径R，在、级铁路上不小于10000m，在级铁路上不小于5000m。在工作量不过分加大的情况下，为了改进交通条件，竖曲线的半径应尽可能地加大。,28,由于允许坡度的数值不大，纵断面上的曲折角可被认为： （1）竖曲线切线长度T 因为很小，故： 所以,竖曲线性质,（2）竖曲线长度L。由于转折角很小，所以L2T （3）竖曲线上各点高程及外矢距E。 从图上还可以看出 ，故,式中x为竖曲线上任一点P至竖曲线起点

8、或终点的水平距离。Y值在凹形竖曲线中为正号， 在凸形竖曲线中为负号。 由于转向角很小，故可以认为Y轴方向和半径方向一致，,竖曲线性质总结如下：,1竖曲线要素的计算公式： 变坡角= i1- i2 曲线长：L=R 切线长:T=L/2= Rtg(/2),纵 距：,竖曲线起点桩号: QD=BPD - T 竖曲线终点桩号: ZD=BPD + T,外 距：,2.竖曲线的测设,1.计算竖曲线元素T、L和E。 2.推算竖曲线上各点的桩号： 曲线起点桩号 = 变坡点桩号 - T 曲线终点桩号 = 曲线起点桩号 + T 3.根据竖曲线上细部点距曲线起点（或终点）的弧长，求相应的 y值，按下式计算各点高程： Hi竖

9、曲线细部点i的高程 H坡细部点i的坡段高程 4.从变坡点沿路线方向向前或向后丈量切线长T，分别得竖曲线的起点和终点。 5.由竖曲线起点（或终点）起，沿切线方向每隔5m在地面上标定一木桩。 6.测设各个细部点的高程，并在相应点的木桩上注明地面高程与竖曲线设计高程之差（即填或挖的高度）。,Hi = H坡 yi （凹形竖曲线取“+”，凸形竖曲线取“-”）,例: 设竖曲线半径R=3000m，相邻坡段的坡度i1=+3.1%，i2=+1.1%，变坡点D的里程桩号为K16+770，其高程为396.67m。如果曲线上每隔10m设置一桩，试计算竖曲线上各桩点的高程。 解：1.计算竖曲线测设元素 L=R（i1i2

10、）=3000（3.1-1.1）%=60m T=30m E = 0.15m 2.计算竖曲线起、终点桩号及坡道高程 起点桩号: K16+（770-30）=K16+740 起点高程: 396.67+0.15-303.1%=395.89 终点桩号: K16+（770+30）=K16+800 终点高程: 396.67+0.15+301.1%=397.15,例：某山岭区一般二级公路，变坡点D处桩号为k5+030.00，高程H1=427.68m，i1=+5%，i2=-4%，竖曲线半径R=2000m。 试计算竖曲线诸要素以及桩号为k5+000.00的设计高程。,解：1计算竖曲线要素 =i1- i2= 0.05

11、+0.04= 0.09，为凸形。 曲线长 L = R=20000.09=180m,切线长:,外 距:,竖曲线起点A（K5+030.00）- 90 = K4+940.00 竖曲线终点B（K5+030.00）+ 90 = K5+120.00,K5+000.00：位于上半支 横距: x1= = 5000.00 4940.0060m 竖距 :,切线高程 HT = H1 + i1（ Lcz - BPD） = 427.68 + 0.05(5000.00 - 5030.00) = 426.18m 设计高程 HS = HT - y1 = 426.18 - 0.90=425.18m （凸竖曲线应减去改正值）,H

12、T,HS,y,H1 BPDn,BPDn-1 Hn-1,in,in-1,in+1,Lcz1,Lcz-BPDn-1,7-6 线路施工与竣工测量,线路施工测量的主要任务是放样出作为施工依据的桩点的平面位置和高程。这些桩点是指线路中心位置的中线桩和路基施工边线的边桩。 在施工之前必须进行中线的恢复工作和对定测资料进行可靠性和完整性进行检查，这项工作称为线路复测。 修筑路堤之前，需要在地面上把路基工程界线标定出来，这项工作称为路基边坡放样。,一、线路复测,线路复测工作的内容和方法与定测时基本相同。 线路复测内容包括：全线GPS点的坐标、导线点的右角、导线点间的距离、转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测

13、量和线路水准测量等。 线路复测的目的：恢复定测桩点和检查定测质量。,线路复测：由于施工与定测间隔时间较长， 线路中线桩往往会丢失、损坏或移位，因此 在施工前必须进行中线的恢复工作和对定测 资料进行可靠性和完整性检查。此项工作称之为线路复测。,二、路基边坡的测设及放样,路基施工填挖边界线的标定，称为路基边坡放样。 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，填挖高度为零时，称为路基施工零点。,路基施工前除了要标定出中线桩以外，还要标定出路基的边桩，即路堤坡脚线和路堑的坡顶线。 它是用木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

14、填挖方开始的范围。,（一）从横断面图上求出边桩位置 当所测的横断面图有足够的精度时，可在横断面图上根据填挖高度绘出路基断面，则左右两侧边桩离中线桩的水平距离从图上可直接量出。,（二）平坦地面路基边桩位置的测设 平坦地面，路基边桩到中线桩的水平距离可用公式计算：,（三）倾斜地面路基边桩位置的测设 可用试探法在实地测设路堤或路堑边桩。 在路堤的坡下一侧时， 的计算式为 在路堤的坡上一侧时， 的计算式为,在测设路堑的边桩时，在坡下一侧， 按下式计算： 在路堑的坡上一侧时， 按下式计算：,（四）路基边坡的放样实施方法,1、用麻绳竹竿放样边坡 1）当路堤不高时，采用一次挂绳法。如右图一所示：,2）当路堤

15、较高时，可选用分层挂线法，每层挂线前应标定公路中线位置，并将每层的面用水准仪抄平，方可挂线。如右图二所示：,右图一,右图二,2、用固定边坡架放样边坡。如下图所示。开挖路堑时，在坡顶外侧即开口处固定边坡架。,三、路槽路基高程放样,路槽路基高程的放样是通过中桩高程测量，在中桩和路肩边上竖立标杆，杆上画出标记，表示需要填筑的高度。 通常给出的设计标高是指路肩边的标高，可从纵断面图上查得。但是到路基最后整修时，所测设的是中桩路基面的标高。,一般对于市政道路设计标高是中桩标高，可从纵断面图上查得。同时还可以查得路面的纵坡和横坡，利用里程和坡度可以求出任一点的高程。对于路基我们需要知道土的压实系数，一般为

16、1.3-1.5，虚摊厚度为：,1、从最近的水准点出发，用水准仪测出各桩的路基设计标高，然后在路基的中线上每隔一定的间距设立高程桩（如M），使各桩顶高程等于路面的设计标高。 2、由高程桩M沿横断面方向左、右各量路槽宽度的一半，钉出路槽边桩A、B，使其桩顶标高等于路面的设计标高。 3、在A、B、M桩旁边各挖一小坑，在坑中钉一木桩，使桩顶高程符合路槽底的设计标高，这样就可以开挖了。,(一) 路槽的放样,路拱在保证行车平稳的情况下，为有利于路面排水，使路中间按一定的线型（折线、抛物线、圆曲线）进行加高，并向两侧倾斜而形成的拱状。 (1)折线形式路面的路拱放样,折线路拱的方程为：,放样：从中桩沿横断面方

17、向，左、右分别量取D1、 D2 、 D3 分别打桩，使桩顶高为h1、 h2 、 h3。,（二)路拱的放样,道路断面图,(2)、抛物线形式的路拱放样 路拱的抛物线方程为： 其中f =B i0 /2(i0为横坡坡度) 放样：从中桩沿横断面方向，左、右分别量取x1、 x2 、 x3 分别打桩，使桩顶高为y1、 y2 、 y3。,(3)圆弧路拱的放样 圆弧路拱在两个斜面中间用圆弧连接的路拱。 一般情况下L=2.0m，则圆曲线的半径R=1/ i0 外矢距E= i0 /2 拱矢高 f = B i0 /2 R圆弧半径 ， f 拱矢高， B外矢距， i0路面的横坡度 先将路拱做成模板，用模板进行放样即可。,圆

18、曲线长L=2 i0 R,四、线路竣工测量,在路基土石方工程完工之后，铺轨之前应当进行线路竣工测量。它的任务是最后确定线路中线位置，作为铺轨的依据；同时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。,（一）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；在有桥、隧的地段，应从桥梁、隧道的线路中线向两端引测贯通。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，应支出交点，重新测量转向角值；当新测角值与原来转向角之差在允许范围内时，仍采用原来的资料；测角精度与复测时相同。曲线的控制点应进行

19、检查，曲线的切线长、外矢距等检查误差在1/2 000以内时，仍用原桩点；曲线横向闭合差不应大于5 cm。 在中线上，直线地段每50 m、曲线地段每20 m测设一桩；道岔中心、变坡点、桥涵中心等处均需钉设加桩；全线里程自起点连续计算，消灭由于局部改线或假设起始里程而造成的里程不能连续的“断链”。,（二）高程测量,竣工测量时，应将水准点移设到稳固的建筑物上，或埋设永久性混凝土水准点；其间距不应大于2 km；其精度与定测时要求相同；全线高程必须统一，消灭因采用不同高程基准而产生的“断高”。 中桩高程按复测方法进行，路基高程与设计高程之差不应超过5 cm。,（三）横断面测量,主要检查路基宽度，侧沟、天

20、沟的深度，宽度与设计值之差不得大于5 cm；路堤护道宽度误差不得大于10 cm。若不符合要求且误差超限者应进行整修。,7-7输电线路施工测量,杆塔定位测量是根据已测绘的线路断面图，设计线路杆塔的型号和确定杆塔的位置，然后把杆塔位置测设到已经选定的线路中心线上，并钉立杆塔位中心桩作为标志。 一、杆塔定位； 二、定位测量。,1、基本概念,杆塔： 杆塔是支承架空线路导线和架空地线，并使导线与导线之间，导线和架空地线之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。 档距：相邻两基杆塔之间的水平直线距离，称为档距，一般用L表示。 弧垂：对于水平架设的线路来说，导线相邻两个悬挂点之间

21、的水平连线与导线最低点的垂直距离，称为弧垂或弛度。用f表示。,7-7输电线路施工测量,代表档距：一个耐张段里，除孤立档外，往往有多个档距。由于导线跨越的地形、地物不同，各档距的大小不相等，导线的悬挂点标高也不一样，各档距的导线受力情况也不同。把大小不等的一个多档距的耐张段，用一个等效的假想档距来代替它，这个能够表达整个耐张力学规律的假想档距，称之为代表档距或称为规律档距。,2、杆塔定位,当杆塔的实地位置测设后，需对杆塔位的地面标高、杆塔位之间的距离（档距）及杆塔位的施工基面等进行测量。最后将杆塔位、杆塔高度、杆塔型号、杆塔位序号档距及弧垂的确定数据标画于断面图上。,一、线路杆塔桩复测,线路杆塔

22、桩位置是根据线路断面图、架空线弧垂曲线模型板参照地物、地貌、地质及其他有关技术参数比较而设计，经过现场实际校核和测定后确定的。 由于从设计、定桩到施工，相隔一段较长的时间，可能发生桩位偏移和丢失等情况。因此，在线路施工前，应对杆塔中心桩的位置进行复测。,（1）直线杆塔桩位复测 直线杆塔桩位复测是以两相邻的直线桩为基准，检查杆塔中心桩位置是否在线路的中心线上。 （2）档距和标高的复测 线路上杆塔的高度是根据杆塔地面标高及档距间的最大弧垂曲线，利用断面图而确定的。 （3）转角杆塔桩复测 转角杆塔桩复测是用一测回法复测转角的水平角度值。,二、分坑测量,分坑测量依据设计部门编制的线路杆塔明细表进行，明

23、细表注明了每根杆塔基础的型号和洞深，这些数据是分坑测量的主要依据。 分坑测量包括坑口放样数据计算和坑位测量。,（一）坑口放样数据计算 坑口放样的宽度可以按下式计算：,（二）坑位测量 1.单杆基础坑的测量,杆塔基础分为主杆和拉线基础坑,单杆基础坑的测量,将仪器安置在杆位中心桩上O，瞄准前后杆塔桩或直线桩，以确定线路前进方向。钉立A、B辅助桩，将水平度盘置零即把水平度盘读数调到 位置。水平旋转望远镜使读数处于450位置，将钢卷尺的零刻划对准杆位中心桩的小铁钉标记，在望远镜的视线方向上量取 得点1。此后依次顺时针旋转照准部，水平度盘读数分别为1350、2250和3150。的望远镜的视线方向量取同样的

24、离分别得到点2、3和4，并在各点上钉立木桩，这四点即为单杆基础坑的四个顶点标志。,双杆基础坑如图所示，图中x为两基础中心之间的距离，称基础的根开。将仪器安置于杆位中心桩O点上，用望远镜瞄准前后杆塔桩或直线桩，在顺线路钉A、B辅助桩。水平旋转望远镜900，在横线路方向钉C、D辅助桩。在横线路方向上用钢卷尺从杆位中心桩点起， 量取坑外测距离 得到图中的E和F点。然后分别在E和F拨900，钉出1，4点和2，3点，右基坑同理。,。,直线双杆基础坑的测量,2.直线双杆基础坑的测量,根开的概念,（三）直线四脚铁塔基础的分坑测量,（四）转角杆塔基础的分坑测量,转角杆塔的杆塔位桩有两种形式： 一种是杆培位中心

25、桩即是转角杆塔的杆塔位桩，这种称为无位移转角杆塔； 另一种是杆塔位中心桩不是转角杆塔的杆塔位桩，转角杆塔位桩与杆塔位中心桩之间有一段距离，这种称为有位移转角杆塔。这两种杆塔的分坑测量的方法不尽相同。,1无位移转角杆塔基础的分坑测量,(1)在线路转角。的角平分线上通过塔位桩O点测定出两条A、B和C、D相互垂直的线，以这两条相互垂直的线作为分坑的基准线。 (2)将仪器安置在转角塔位中心桩O点上，望远镜瞄准线路前视或后视方向的杆塔桩或直线桩，同时将水平度盘置零。然后顺时针或逆时针旋转照准部测出 水平角，沿视线方向钉D辅助桩，倒转望远镜钉C辅助桩；再使望远镜水平旋转90。沿正、倒视线方向钉A、B辅助桩

26、。,转角塔一般为等根开等坑口宽度。,2有位移转角杆塔基础的分坑测量,当转角杆塔的转角值较大，导线横担较宽或不等长时，使导线挂线后，会引起线路实际角度的变化；当直线杆塔换位时，由于导线位置的变换(相当于转角)而引起直线杆塔及其绝缘于串上的附加水平分力。为了消除这种影响，必须将塔位中心桩向设计确定的位移方向上平移一段距离。,设计有位移转向角的原因：,拉线杆塔是采用拉线来稳定杆塔结构的。拉线杆塔具有经济指标低，材料消耗少的施工方便等优点。具缺点是由于打拉线而不便于农业机械耕作，所以使用受到一定的限制。 拉线坑的位置与横担轴线之间的水平角，以及拉线对杆轴线的夹角（对地夹角）有关。 拉线的形式有四方形、

27、V形、X形和八字形等。,（三）拉线基坑的测量,h为拉线悬挂点至杆轴与地面交点的垂直高度，a为拉线悬挂点与杆轴线交点至杆中心线的水平距离，H为拉线坑深度,D为杆塔中心至拉线坑中心的水平距离。,1.V形拉线坑位测量和拉线长度计算,D值应相等；当杆位中心O点地面与拉线坑中心地面存在高差时，两侧D值不相等，则拉线坑中心位置随地形的起伏使线路中心线而移动，拉线的长度也随之增长或缩短。,2.X形拉线坑位测量和拉线长度计算,三、架空线弧垂观测,输电线路全新杆塔组立完毕，经检查合格后，在杆塔上要架设导线和避雷针。 在架线工作中包括：放线、紧线、弧垂观测和附件安装等工作。,（一）弧垂的概念,架空线弧垂是指以杆塔

28、为支持物而悬挂起来的，呈弧形的曲线。架空线任一点至两端悬挂点连线的铅垂距离，称为架空线该点的弧垂。 在架空线档距内，当两端悬挂等高时，其最大弧垂处于档距中点 。,当两端悬挂点不等高时，两悬挂点高差为h，弧垂有两个，其最大弧垂是指平行于两悬挂点连线的直线 与架空线相切的切点到悬挂点连线之间的铅垂距离，即平行四边形切点的弧垂，如图所示，这个切点仍位于档距中央。所以，架空线最大弧垂也称中点弧垂。,（二）弧垂观测档的选择和弧垂计算,对观测档的选择有下列要求： （1）耐张段在五档及以下档数时，选择靠近中间的一档作为观测档。 （2）耐张段在六档至十二档时，靠近耐张段的两端各选取一档作为观测档 （3）耐张段在十二及以上档数时，靠近耐张段的两端和中间