道路、桥梁施工测量.ppt

第11章 道路、桥梁施工测量,11-1.道路（线路）测量,线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。1.初测 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。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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-1.道路（线路）测量,3.里程 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(图11-1.b.c)，其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-1.道路（线路）测量,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-2.中线测量,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，测量路线各偏角()，测设圆曲线等。1.交点和转点测设 交点可根据与地物关系测设，也可根据与导线点关系用极坐标法、交会法、支距法等确定；转点可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分布法测设。2.转折角(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左，反之为右偏角右，一般观测路线右角，如图11-2,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-2.中线测量,则右=180-3 左=4-180,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.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/2 YZ桩号=QZ桩号L/2=ZY桩号L JD桩号=ZY桩号TD（检核）,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.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），用盘左瞄准直圆方向，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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.圆曲线测设,3.圆曲线详细，最常用的方法有偏角法、切线支距法(直角坐标法)等1）偏角法（1）偏角计算,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.圆曲线测设,i=i/2=li/2R(i 为圆曲线第i个桩点的偏角，i 为圆心角，li为 i 所对的相应弧长)(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1，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ln所对弦长Cn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),1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.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=Rsin i Yi=R(1cos i)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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-3.圆曲线测设,4.圆曲线遇到障碍时的测设 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。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=62.293m L=200 3436/180=120.77m E=200(1/cos1718-1)=9.477m D=124.58-120.777=3.809m ZY里程(桩号)=JD-T=K3+511.067 QZ里程(桩号)=ZY+L/2=K3+571.455 YZ里程(桩号)=QZ+L/2=K3+631.844 检核：JD里程(桩号)=YZ-T+D=K3+576.360,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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=2TH LH 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=l0/2R 180/式中：为线路转向角，q、p、0缓和曲线参数。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.缓和曲线的测设,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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）,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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=l0 l03/40R2，yo=l02/6R,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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：,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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=li2 l12 HY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）0 2=221 n=n21=0,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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360 b0。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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-4.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+q yi=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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.纵横断面测量,1.纵断面测量 线路的平面位置测设后，采用中平测量方法测出个里程桩、加桩处的高程，一般采用单程水准测量，起闭于基本测量所设水准点，高差闭合差允许值为50Lmm。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。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,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.纵横断面测量,纵断面测量记录表如下：,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.纵横断面测量,绘制的纵断面图如下：,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.纵横断面测量,2.横断面测量为满足路基、桥涵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。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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-5.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。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-6.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。（2）路基边桩的位置由两侧边桩至中桩的平距确定常用图解法和解析法，配合横断面来测设。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-6.道路施工测量,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-6.道路施工测量,（3）竖曲线测设时，考虑到竖曲线的坡度转折角较小，可以近似计算，简化公式如下：=（i1 i2）/而tan(/2)/2,此后，圆曲线的主元素简化计算为：切线长 T=R（i1 i2）/2曲线长 L=R（i1 i2）外矢距 E=T2/(2R),1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-6.道路施工测量,例11-2 测设凹形竖曲线，已知i1=-1.141%,i2=+1.540%,变坡点的桩号为K2+570，高程为76.80m，欲设置半径R=3000m竖曲线，试计算各测设元素及起点、终点桩号及高程？解：T=R（i1-i2）/2=40.21m L=R(i1-i2)=80.43m E=T2/(2R)=0.27m 起点桩号=K2+570-40.21=K2+529.79 高程H起=76.80+i140.21=77.26m 终点桩号=K2+570+80.43=K2+610.22 高程H终=76.80+i240.21=77.42m,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-7.桥梁施工测量,桥梁按其轴线长度分特大型（大于500m长）、大型(100500m)、中型(30100m)、小型(830m)等四类，不同类型桥梁的施工测量方法及精度要求也不相同。桥梁施工测量的主要内容包括平面控制测量、高程控制测量、墩台定位、墩台基础及顶部放样等。1.小型桥梁施工测量(1)桥梁中线与施工控制桩的测设 如图11-14（即书原11-33 P198）(2)基础施工测量 基础开挖梁，根据桥台和桥墩的中心线定出基础开挖边界线，并测设坑壁水平桩作为控制挖深及基础施工掌握高程的依据。基础完工后，应根据桥位控制桩和桥台控制桩用经纬仪在基础上测设出墩、台中心及其互为正交的轴线，以此作为砌筑墩台的依据。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-7.桥梁施工测量,2.中型桥梁施工测量（1）桥梁片面控制测量 桥梁平面控制网宜布设三角网、边角网、导线网等，也可布设GPS网。图11-15（原书11-34）为布设三角网的两种形式。（2）桥梁高程控制测量 在桥梁施工阶段，为建立两岸可靠而统一的高程系统，需要进行两岸间的高程传递，一般采用过渡水准测量的方法。（3）方向交会法测设桥墩位置 方向交会法是测设桥墩位置的常用方法，如图11-16(DA、CA为基线)：,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-7.桥梁施工测量,计算公式为:i=arctandi sin1/(D1-di cos1)i=arctandi sin2/(D2-dicos2)为了检核i、i，参照求算i、i 的方法计算i、i：i=arctanD1 sin1/(di-D1 cos1)i=arctanD2 sin2/(di-D2 cos2)计算检核式为:ii1=180 ii2=180,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,11-7.桥梁施工测量,施测方法为：在A、C、D点分别安置经纬仪（对中、整平），A 点标出桥轴线AB方向，在 C、D点分别后视A 点，然后分别测设i、i角，此时三条线相交通常构成一个示误三角形。若示误三角形在桥轴线上的边长不大于规定数值(墩底2.5cm,墩顶1.5cm)，则取C、D点两测设方向交点在桥轴线上的投影点作为放样的墩位中心。方向交会的精度与交会角（方向线CP与方向线DP之间的夹角）有关，交会角在90110之间，交会精度最高。在选择基线和布网时尽可能使交会角在80130之间，但不能小于30或大于150。（4）极坐标法测设桥墩位置 由于精密全站仪的应用，目前常用全站仪极坐标法测设墩台位置及其上部结构的放样，在南京长江二桥中应用此法取得较好的成果，其原理与方法类同第9章所述。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,习题十一,1.圆曲线计算：交点JD的桩号为K3332.76，线路的右偏角=282800，欲设置半径为200米的圆曲线，计算圆曲线的诸元素T、L、E、D及圆曲线各主点的桩号。2.缓和曲线计算：拟在半径为300米的圆曲线两端各设置长度为60米的缓和曲线进行线路转向，线路的右偏角=192800，计算0、XHY、YHY、p、q、TH、LH、EH、DH,及曲线的各主点桩号（JD桩号为K3737.55）。,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,习题十一,3.整理路线纵断面水准测量观测记录：4.隧道贯通误差含义及其分类？,1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量,