公路施工技术之路线定位-公路中线施工放样.ppt

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1、公 路 施 工 技 术,2,情景一：路线定位,公路施工主要包括施工技术和施工组织管理两大方面的内容。施工前必须按设计进行施工测量放样，主要工作有以下几个方面：1熟悉图纸和施工现场 2公路中线施工放样 3路基横断面的放样 4路面的放样 5涵洞、桥隧等构造物的放样,3,知识点一：施工放样的基本方法,项目1：已知距离的放样,结合现场情况，先进行钢尺的各项改正，反算出放样的尺面长度，然后按这一长度从起点开始沿已知方向定出终点位置。,其计算公式为：式中：D钢尺名义长度；D钢尺实际长度；L0尺长改正数；Lt温度改正数；Lh倾斜改正数。,4,1.垂线改正法 如下图所示，先按盘左盘右分中法初步放样，定出，再用

2、经纬仪观测 数个测回，求出各测回的平均角值1，当与 的差值超出限差时，则需改正C的位置。改正时可根据AC的长度和计算其垂直距离 然后过C点作AC的垂线，在垂线方向上量出CC1的长度，定出C1点，则即为放样的水平角。若为正，则按顺时针方向改正C1点；若为负，则按逆时针方向改正C1点。为检查测设是否正确，还需进行检查测量。,5,路基的断面形式通常可分为三种类型：,项目2、已知水平角的放样,2.盘左盘右分中法 设OA为已知方向，要在O点以OA为起始方向，顺时针方向测设出给定的水平角。具体的测设方法是：在O点安置经纬仪，盘左位置照准目标A点，并将水平度盘配置在 0。松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照

3、准部，使水平度盘读数为，沿视线方向在地面上定出B点。为了检核和提高测设精度，倒转望远镜成盘右位置，重复上述操作，并沿视线方向定出B点，取B和 B的中点B，则即为设计的角值。这种方法又称为正倒镜分中法。,6,项目3：已知高程的放样,已知高程的放样是根据施工现场已有的水准点，用水准测量或三角高程测量的方法，将设计的高程测设到地面上，即根据一个已知高程的点，来测设另一个点的高程，使其高差为所指定的数值。,水准测量法 A为已知水准点，其高程为HA，B为待测设高程点，其设计高程为HB。将水准仪安置在A和B之间，后视A点水准尺的读数为a，则B点的前视读数b应为视线高减去设计高程，即：2.三角高程法3.垂吊

4、钢尺法,若待测设高程点的设计高程与已知高程点的高程相差较大,可采用此法。,7,项目4：已知点的放样,1）极坐标法：极坐标法是指在建立的极坐标系中，通过待测点的极径和极角，也就是根据水平角和水平距离测设点的平面位置的方法。此方法适用于经纬仪配合测距仪或全站仪测设。,如图所示，A、B为地面上已有的控制点，其坐标分别为xA,yA和,xB,yB；欲测设P点，其设计坐标为xP,yP。则：,8,2）直角坐标法,直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。,3）距离交会法4）角度交会法5）全站仪法,采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输

5、入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。,9,2）直角坐标法,直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。,3）距离交会法4）角度交会法5）全站仪法,采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测

6、设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。,10,2）直角坐标法,直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。,3）距离交会法4）角度交会法5）全站仪法,采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。,11,2）直角坐标法,直角坐标法是根据直角

7、坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。,3）距离交会法4）角度交会法5）全站仪法,采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。,12,2）直角坐标法,直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。,3）距离交会法4）角度交会法5）全站仪法,采用全站仪测

8、设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。,13,本章学习要点：导线控制点和路线控制桩的复测；对高等级公路，用导线控制点恢复公路中线的方法；对低等级公路，用路线控制桩恢复公路中线的方法；纵断面的施工放样等内容。,一、概述 路线中线施工放样就是利用测量仪器和设备，按设计图纸中的各项元素和控制点坐标(或路线控制桩)，将公路的“中心线”准确无误地放到实地，指导施工作业，

9、习惯上称为“中线放样”。,知识点二：公路中线的施工放样,一般有两种方法：用沿线导线控制点放样；用路线控制桩(交点、直圆、圆直等点)放样。公路路基施工技术规范(JTJ 033-95)规定，对高速公路、一级公路，应用坐标法恢复路线主要控制桩。实际应用中，二级以上的公路勘察设计，均沿路线建有导线控制点，作为首级控制，故可采用导线控制点放样中线。,14,项目1：控制点复测,控制点复测是施工测量前必不可少的准备工作，它包括导线控制点和路线控制桩的复测。,1.导线控制点的复测、补测和移位 1）导线控制点的复测 导线控制点的复测主要是检查它的坐标和高程是否正确。检测方法如图所示：,第一步：根据导线点1n的坐

10、标反算转角（左角）2n-1和导线边长S1Sn-1.,15,第二步：实地观测各左角i+1及导线边长Si。角度观测可取一个测回平均值，边长测量可取连续测量34次的平均值。当观测值和计算值满足下式：,16,第三步：水准点高程的检查,在使用水准点之前应仔细校核，并与国家水准点闭合。水准点高程的检查和水准测量的方法一样。高速公路和一级公路的水准点闭合差按四等水准（）控制，二级以下公路水准点闭合差按五等水准（）控制。大桥附近的水准点闭合差应按公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）的规定办理。如满足精度要求，则认为点的高程是正确的。,2）导线控制点的补测与移位,由于人为或其它的原因，导线控制点丢失或遭到

11、破坏。如果间断性的丢失，则可利用前方交会、支点等方法补测该点，或采用任意测站方法补测导线点。,2.路线控制桩的恢复与固定,对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。,17,用导线控制点恢复中线，实质上就是根据导线点坐标与公路中线坐标之间的关系，借以高精度的测距手段，将公路中线放到实地。因此，也可称之为“坐标法”。在公路勘测设计时，根据公路等级的不同，设计文件提供的设计资料也是不一样的。对于高等级公路如高速公路、一级公路和部分二级公路，设计文件中包括公路中线逐桩坐标表，可

12、用坐标法恢复路线中桩。,项目2：用导线控制点恢复中线,如图所示，Pi为公路中线点，坐标为（Xp、Yp）；A、B为公路中线附近的导线点，坐标分别为（XA、YA）、（XB、YB），P点与A点的极坐标关系用A点到P点的距离SAP、坐标方向AP表示，即：,上式就是两点间距离和坐标方位角的计算公式。式中，导线点A的坐标通过控制测量求得，Pi点的坐标可由放线人员自己计算（或查设计文件中的逐桩坐标表），可分以下几种情况：,18,1.Pi点在直线段上,如图所示，JDn的坐标为（Xn,Yn）,JDnJDn+1的坐标方位角为nn+1，P点在JDn与JDn+1的直线段上，则P点的坐标按下式求得：,2.Pi点在平曲线

13、段上,单圆曲线中桩坐标的计算比较简单，而带有缓和曲线的平曲线其坐标计算则比较麻烦，如P点在带有缓和曲线的平曲线段上，已知JDn-1、JDn、JDn+1的坐标分别为（Xn-1,Yn-1）、（Xn,Yn）、（Xn+1,Yn+1），JDn-1JDn、JDnJDn+1的坐标方位角分别为n-1，n、n，n+1。如图所示。,19,1）坐标方位角的计算,则转角：,负为左传，正为右转。,2）中桩坐标的计算,（1）主点坐标的计算,（2）计算P点在坐标系XO Y中的坐标（X，Y）,20,当P点在缓和曲线段内,当P点在圆曲线段内,（3）坐标转换,前半个曲线：,后半个曲线：,21,式中：X的符号始终为正值，Y的符号有

14、正有负，当起点为ZH点，曲线为左偏时，Y取负值；当起点为HZ点，曲线为右偏时，Y取负值；反之取正值。,（3）P点的放样,根据求得的P点坐标，代入式2-3-1、2-3-2中，计算出P点与导线点A的距离SAP和坐标方位角AP，并按以下放样步骤进行放样：1）在控制点A架设全站仪或经纬仪，对中、整平（参见图2-3-1）；2）将导线点坐标、路线有关数据输入计算机，运行计算机程序；3）后视已知导线点B，配置水平度盘读数至后视导线点坐标方位角AB；4）根据待放点P的桩号Li,计算机自动判断并计算该点的放样资料SAP、AP；5）转动照准部，拨方位角AP、量距离SAP，精确定出待放点P；6）检查该点P的桩号、方

15、位角、距离是否正确；重复第四六步，放样其它路线中桩。,后半个曲线：,22,对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。,2）路线控制桩的固定,在施工过程中，随着路基施工高度的不断变化，有些交点桩或转点桩会 被掩埋或挖掉，因此，需要对其进行固定，以便在施工时能随时利用他们来恢复或检查公路中线。固定后，做好记录、绘制草图，以供随时恢复查寻。固定方法如下：,项目2：用路线控制桩恢复中线,1、路线控制桩的恢复与固定,1）路线控制桩的恢复与复测,（1）交点桩的固定在JD1的前后两条

16、导线的延长线上，分别设置A1、A2和B1、B2等四个栓桩，将全站仪置于JD1上，测定这四个栓桩相互之间的距离L1、L2、L3、L4。,23,2、用路线控制桩恢复中线,（2）转点桩的固定,对于低等级公路或施工单位没有测距仪时，可用路线控制桩恢复中线，中线恢复时所用公路平面设计资料主要有路线平面图、路线固定表、直线曲线转角一览表等。施工前，当路线控制桩（交点桩、转点桩及路线起讫桩）恢复完成后，首先恢复公路中线直线段的施工控制桩，再恢复公路中线曲线段的施工控制桩。曲线段公路中线的恢复是先恢复主点桩，再按施工要求设置加桩。,1）单圆曲线施工控制桩的放样,24,以曲线的起点ZH或终点HZ为坐标原点，以切线为X轴，过原点的曲率半径方向为Y轴，建立坐标系，计算曲线上任意一点在该坐标系中的坐标，然后进行放样。,（1）主点桩的放样：,曲线起、终点（ZH、HZ）的放样,曲中点的放样（QZ）,（2）加桩的放样：,2）对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样,HY、YH点的放样,当待放点P在缓和曲线上时，其坐标可按下式计算：,25,式中：Li为待放点P至ZH点的弧长，其值等于待放点P桩号与ZH点桩号之差；其余符号同前。,当待放点P在圆曲线上时，其坐标可按下式计算：,