道路与桥梁的施工放样PPT课件.ppt

第十章道路与桥梁的施工放样 10 1导线复测与恢复中线测量 10 2公路竖曲线的测设 10 3路基 路面的施工测量 10 4桥梁施工测量 1 10 1导线复测与恢复中线测量 一 导线复测以下两种情况均属于导线复测的范畴 施工前进行复测核对 导线点过稀 施工时不便使用 或导线点在施工范围内 可能遭到破坏 导线复测的实质就是导线测量 具体作业方法见第五章第二节 精度要求 角度闭合差 16 n1 2 n是测站数 距离相对闭合差 1 10000 2 二 恢复中线测量恢复中线测量分传统法和全站仪任意设站法两种 一 传统法直线和圆曲线测设见第九章第二节 第三节 有缓和曲线的圆曲线测设缓和曲线的作用 车辆从直线段进入圆曲线或从大半径驶入小半径的圆曲线时 所产生的离心力对行车安全及车辆的使用寿命都不利 因此在公路建设中 把圆曲线线部分的路面修建成向内侧倾斜的单向坡 即超高 为了逐渐过渡到设计超高或加宽的部分而加设的曲线称为缓和曲线 3 有缓和曲线的圆曲线应用公式 超高值计算公式 h0 11 8 v2 Rh0 超高值 mR 圆曲线半径 mv 汽车的规定时速 km h我国公路设置的缓和曲线常采用回旋曲线 回旋曲线的特点 曲线上任一点的曲率半径R与该点至曲线起点的曲线长成反比 即R c lic R li当li l0时 缓和曲线的半径R R 此时缓和曲线半径的变化率c R l0c 曲线半径变化率 为常数l0 缓和曲线长度R 圆曲线半径 4 有缓和曲线的圆曲线元素计算 当圆曲线两端加入缓和曲线后 圆曲线应内移一段距离 才能使缓和曲线与直线衔接 内移圆曲线有两种方法 移动圆心 缩短半径 我国一般采用内移圆心法 圆曲线的圆心O1沿着圆心角的平分线移至O2 则O1O2 p sec 2 p 为曲线的移动量 5 切线长T m R p tg 2曲线长L R 2 0 180 2l0外矢距E R p sec 2 R切曲差q 2T L m 加入缓和曲线后切线增长值 称为切垂距p 圆曲线移动量 称为内移距 0 缓和曲线角度 缓和曲线起点切线与终点切线的交角 公路中线的转折角R 圆曲线半径m p 0称为缓和曲线常数 其计算公式如下 m l0 2 l03 240R2p l02 24R 0 l0 2R 6 曲线主点里程的计算 ZH JD T HY ZH L0QZ ZH L 2YH HY LHZ ZH L L为圆曲线长度 其值为 L R 2 0 直缓点 ZH 直线与缓和曲线的连接点缓圆点 HY 缓和曲线与圆曲线的连接点曲中点 QZ 曲线的中点圆缓点 YH 圆曲线与缓和曲线的连接点缓直点 HZ 缓和曲线与直线的连接点 7 缓和曲线的圆曲线上中桩的坐标计算 建立直角坐标系 以ZH点为原点 过ZH点的缓和曲线切线为x轴 ZH点上缓和曲线的半径为y轴 缓和曲线终点 HY 的坐标公式 x0 l0 l03 40R2y0 l02 6R 8 带有缓和曲线的圆曲线主点的测设 1 在JD点安置经纬仪 定出两切线方向 自JD点起 沿切线方向分别量取T 的长度 即得ZH点 HZ点 2 以HZ点为零方向 测设水平角 180 2 可得外矢距的方向 沿此方向 从JD量外矢矩E 即得QZ点 3 从ZH HZ两点分别沿切线方向测设x0得HY1点 YH1点 过这两点分别作垂线 在垂线方向上丈量y0 即得HY YH点 9 偏角法测设缓和曲线部分 把缓和曲线长度l0分成n等份 各点的弦长以弧长l0 n代替 各点的偏角的计算 1 0 3n2 i i2 1 0 缓和曲线角度i 1 2 3 n测设方法同圆曲线 第九章第三节 10 偏角法测设圆曲线部分 圆曲线的偏角计算与第九章第三节所述方法相同 测设方法 1 安置经纬仪于HY点 照准切线方向 水平度盘置零 切线方向与ZH HY方向延长线夹角为 0 0 2 松开照准部 拨偏角 1 沿视线方向自HY点量取弦长C1得曲线上第一点 打一木桩并标注桩号 3 拨偏角 2 从第一点量取弦长C与视线相交得第二点 4 同法可测出其余各点 11 二 全站仪任意设站法 1 中线恢复测量 如图 因有障碍物 在A B导线点无法测设出公路中线上的里程桩 如D点 或控制桩 如JD点 可在通视良好的地方选一点C 利用支导线测量方法测出C点坐标 然后在C点设站 根据D点 JD点坐标即可测设出D点和JD点 12 2 公路中线桩坐标的计算1 直线段中线桩的坐标计算已知JDi xi yi JDj xj yj 直线段方位角为 0则任一点D的坐标为 xD xJDi L cos 0yD yJDi L sin 0L D点桩号与JDi桩号的里程之差 13 2 只有圆曲线段的坐标计算圆曲线上任一点D的坐标为 L 圆曲线上D点桩号与直圆点桩号的里程之差R 圆曲线的半径 14 3 带有缓和曲线的圆曲线段的坐标计算 1 缓和曲线部分 任一点D的坐标为 L D点桩号与ZH点桩号的里程之差L0 缓和曲线的长度R 圆曲线半径 缓和曲线切线的方位角 2 圆曲线部分 任一点i的坐标为 15 10 2公路竖曲线的测设 公路建设中 当不同坡度的两坡段相交时 就出现了变坡点 为保证车辆安全 平稳地通过变坡点 须用竖曲线将两坡段连接起来 凸形竖曲线 变坡点在曲线的上方凹形竖曲线 变坡点在曲线的下方竖曲线可用圆曲线或二次抛物线 我国一般采用圆曲线 16 竖曲线元素的计算 相邻两纵坡的坡度为i1 i2 由于公路纵坡的允许值不大 故可认为变坡角 i1 i2切线长T R i1 i2 2曲线长L 2T外矢距E T2 2R 17 竖曲线半径R的选用原则 在不过分增加工程量的情况下 宜选用较大的竖曲线半径 前后两纵坡的代数差较小时 更应选用大半径的竖曲线 当遇地形限制或其他特殊困难时 才能选用极小的半径 选用竖曲线时 应以获得最佳的视觉效果为标准 各等级公路竖曲线半径和最小半径长度见下表 单位 米 各等级公路竖曲线半径和最小长度 18 竖曲线的测设 计算竖曲线元素T L和E 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 L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 H坡 yi 凹形竖曲线取 凸形竖曲线取 Hi 竖曲线细部点i的高程H坡 细部点i的坡段高程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 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 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 19 10 3路基 路面的施工测量 典型路基 20 不同等级公路的路面 高速公路 一级公路 用中央隔离带分为对向行驶的四车道 当交通量加大时 车道数可按双数增加 二 三级公路 保证汽车正常运行的同时 允许自行车 拖拉机和行人通行 对向行驶双车道 四级公路 一般采用3 5m的单车道路面和6 5m的路基 当交通量较大时 可采用6 0m的双车道和7 0m的路基 21 路基边桩的放样 路基放线 根据设计断面图和各中桩的填挖高度 把路基两旁的边坡与原地面的交点在地面上标定出来 作为路基的施工依据 常用的放样方法有两种 利用横断面图放样边桩1 先在横断面图上量出路基的坡脚点或坡顶点与中桩的水平距离 2 然后用皮尺沿横断面方向在实地量出水平距离 并钉上木桩 3 同法放样出各断面的坡脚点和坡顶点 将这些边桩连起来便是路基施工开挖或填方线 22 1 平坦地面的路基边桩放样如图 路堤坡脚至中桩的距离D左 D右 B 2 m H 解析法放样路基边桩 如图 路堑坡顶至中桩的距离D左 D右 B 2 m H B 路基设计宽度 mB1 路基宽与两侧边沟的总和 mm 边坡设计坡率H 路基设计填挖量 m根据计算的距离 沿横断面方向自中心桩向两侧分别量D左 D右 钉出路基边桩 23 2 倾斜地面的路基边桩放样如右图所示 D左 B 2 m H h左 D右 B 2 m H h右 h左 h右是随着D左 D右变化而变化 由于左右边桩位置待定 故h左 h右均是未知的 因而无法直接放出 可沿着横断面方向采用逐点接近的方法测设边桩 例10 1 已知B 10m H 3 5m 路堤边坡m 1 5 通过计算说明逐点接近测设边桩的方法 解 确定左边桩的位置 地面坡度约0 5 可以算出D左 0 5 10 1 5 3 5 5 0 5 14 0m 先假定左侧边桩距中心桩的距离为D左 14 0m 用水准仪测量14 0m处的高差h 3 20m 将h 代入公式D左 B 2 m H h左 15 05m 因D左 D左 说明假定的边桩位置较近 应该更远一些 然后再假定D左 14 5m 测得14 0m处高差为2 833m 同法算得D左 14 5m 因D左 D左 说明假定值与计算结果相符 该点即为路堤下侧的边桩点位 同法可放出路堤上侧边桩的点位 24 如图所示 D左 B1 2 m H h左 D右 B1 2 m H h右 例10 2 已知路堑的挖方深度H 5 0m m 1 0 B1 12 0m 用逐点接近法放样路堑的开挖边桩 解 1 根据横断面图 先确定下侧 左侧 路边桩的概略距离D左 2 设D左 9 2m 用水准仪测得9 2m处的高差h左 2 14m 代入公式D左 B1 2 m H h左 8 86m 因D左 D左 说明假定的边桩位置较远 应该更近一些 3 再假设D左 9 0m 测得9 0m处的高差h左 2 0m 同法算D左 9 0m 4 因D左 D左 说明假定值与计算结果相符 该点即为路堑左侧 下侧 的边桩点位 25 路基边坡的放样 1 用麻绳竹竿放样边坡1 当路堤不高时 采用一次挂绳法 如下图所示 2 当路堤较高时 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 如下图所示 2 用固定边坡架放样边坡 如右图所示 开挖路堑时 在坡顶外侧即开口处固定边坡架 26 路面的放样 一 路槽的放样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 27 二 路拱的放样路拱 在保证行车平稳的情况下 为有利于路面排水 使路中间按一定的曲线形式 抛物线 圆曲线 进行加高 并向两侧倾斜而形成的拱状 1 抛物线形式的路拱放样路拱的抛物线方程为 y 4 f x2 B2 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 28 2 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 圆曲线长L 2 i0 R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 2R 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 29 桥梁施工测量主要包括 桥梁施工控制测量墩台定位墩台施工细部放样竣工后变形观测 10 4桥梁施工测量 厦门海沧大桥 安徽芜湖长江大桥 30 1 在桥址处标定控制桩A B的位置 2 用经纬仪定线 把桥轴线AB在地面上标定出来 3 用测距仪或检定过的钢尺按精密量距法 测量出各桥台 桥墩的位置 量距相对误差 1 5000 中 小桥梁的桥台 桥墩的放样 直接丈量法 31 大桥 特大桥的施工测量 间接丈量法 对于河道较宽 桥跨度较大的桥梁 一般用三角测量或导线测量来布设控制网 其中三角测量用得较普遍 控制网的布设要求如下 控制点应选在便于施工控制及永久保存的地方 桥轴线应作为控制网的一条边 并与基线一端相连并尽量正交 基线不小于桥轴线长度的0 7倍 困难地段不小于0 5倍 基线一般不少于两条 最好分布于河两岸 控制网力求简单 网中所有角度应在30 120 之间 每岸至少埋设三个高程控制点 并与国家水准点联测 下图的控制网中 图 a 适用一般桥梁 图 b c 适用于大桥或特大桥 32 桥梁控制网的精度确定 根据跨越结构架设的误差确定控制网的精度例10 3 某大桥为钢梁桥 共有12孔 每孔长120米 宽20米 高16米 每孔由10节钢架组成 每节的上下弦杆长12米 三孔为一联 联与联间的支座中心距为2米 问要对该桥建立施工控制网 控制网在桥轴线上的边长相对误差应不低于多少 钢梁验收规范 规定 钢梁构件的长度误差不得超过其设计长度的1 5000 支座垫板的安装限差为 5mm 解 由题意可知全桥联与联之间有3个支座 全桥总长为 D 12 120 3 2 0 1446m每联的误差主要由支座安装误差和钢梁制造误差决定 每联的极限误差为 2 12 N n S 5000 22 16 75mm其中 1 2 支座的安装误差N 每一联的孔数 N 3n 每一孔上下弦杆数 n 10S 上下弦杆长 S 12m全桥钢梁的架设极限误差为 D 33 49mm 中误差md D 2 16 75mm全桥钢梁架设的相对中误差为 md D 16 75 1446000 1 90000因三角测量误差为钢梁架设误差的1 所以控制网在桥轴线上的边长相对中误差为 1 90000 1 1 123000 33 根据桥墩放样的允许误差确定控制网的精度由于放样桥墩时 一般采用高精度仪器 并强制对中或严格对中 所以桥墩位置误差主要由控制网边长误差决定 在桥梁的施工中 一般要求桥墩中心位置在桥轴线方向上的位置中误差 15 20mm 设M为放样后所得点位的总误差 m为控制点所引起的误差 一般情况下认为 m 0 4M则当M 20mm时 m 0 4