公路几何线形检测技术

1、公路几何线形检测技术公路几何线形检测技术测量知识讲义主讲人：薛延丰1 / 181 / 18目 录第一章、绪论1第一节、公路几何线形检测的目的与意义1第二节、公路线形组成1第三节、何线形检测内容5第二章、平面位置的检测7第一节、中线的平面坐标7第二节、中线偏位的检测方法8第三章、纵断面高程的检测9第一节、水准仪检测纵断面高程9第二节、全站仪（或红外仪）检测纵断面高程11第四章、横断面的检测14第一节、横断面方向的确定14第二节、公路横断面的检测14第五章、检测仪器介绍15第一节、简易测具15第二节、距离检测仪器15第三节、高程检测仪器15第四节、角度检测仪器15第五节、全站型电子速测仪16第六节

2、、全球定位系统（GPS）16第七节、道路几何数据测试车16第一章、绪论第一节、公路几何线形检测的目的与意义公路工程质量检测评定标准（JTG F80/1-2004）质量评定单元的定量指标检测：内在质量、外形检测。公路几何线形检测是：指对路基路面、桥梁、隧道的平面、纵断面和横断面以及其他各种结构物的几何尺寸的测量、检测及评定，应贯穿公路施工的整个过程，而不仅限于竣工验收评定阶段，以保证公路线形与各种结构物从设计转化为实体工程过程中，平面位置、高程及其他尺寸满足设计、规范及合同规定的各项要求。第二节、公路线形组成一、 概述公路几何线形检测技术融检测基本理论、测量工程学及公路几何设计原理于一体。公路是

3、一个三维实体，它由路基、路面、涵洞、桥梁、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。一般路线是指公路中线的空间位置。横断面是中线上任一点法向切面，纵断面是沿中线竖直切面，路线在水平面的投影称路线的平面。以上三者称是公路的几何组成。路线设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。二、 路线平面公路应满足的几何条件：线形连续圆滑（曲率及曲率变化连续）。平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线1. 平面线形设计一般原则2. 直线3. 圆曲线 公路工程技术标准（JTG B01-2003）4. 缓和曲线 基本型：直线回旋线（A1）-圆曲线-回旋线（A2）-直线 对称型、非对称性 S型：卵形：凸型：复合型：C型

4、：5. 基本型平曲线的曲线的曲线元素、里程计算公式a) 直线和圆曲线组合的单曲线：已知偏角、半径R，求曲线元素切线长T、曲线长L、外距E、切曲差D。 里程计算：ZY里程=JD里程-TYZ里程=ZY里程+LQZ里程=YZ里程-T/2JD里程=YZ里程-D/2b) 直线、回旋线和圆曲线组合的单曲线已知偏角、半径R，缓和曲线ls，求曲线主点里程。辅助公式：切线角：；（弧度）切线增长值：内移值：坐标计算公式：，式中：x表示缓和曲线上任意点处的横坐标m； y表示缓和曲线上任意点处的纵坐标m； X表示缓和曲线终点处的横坐标m；Y表示缓和曲线终点处的纵坐标m元素计算公式： 里程计算公式：ZH里程=JD里程-

5、THHY里程=ZH里程+lsQZ里程=HY里程-TY/2YH里程=HY里程+LY HZ里程=YH里程+ls6. 平面设计成果直线、曲线、转角一览表逐桩坐标表、路线平面图三、路线纵断面纵断面图包含地面线及设计线竖曲线设计：二次抛物线或圆曲线要素：竖曲线长度L、切线长度T、外距E，（+为凹曲线，-为凸曲线）L=R ，T=L/2=R/2，凸曲线设计高=切线设计高-h凹曲线设计高=切线设计高+h切线设计高（Hn）=前变坡点设计高（H）i*l路基施工高程：（+为填方，-为挖方）纵断面设计成果：纵断面设计图、路基设计表公路横断面横断面由公路原地面和设计线组成，包括行车道、路肩、中央分割带、边沟、边坡、截水

6、沟、护坡道、以及取土坑、弃土堆、环保设施等路幅：两侧路肩外缘中间部分路幅几何要素：路幅范围内各组成部分的宽度和横向坡度。平曲线加宽：半径小于250m设置 平曲线超高：超高方式、超高长度、超高宽度路基边坡、地面排水设施及路基附属设施：桥梁、隧道轴线桥头引道与桥上线形的配合、隧道洞口连接线与隧道线形的配合第三节、何线形检测内容一、平面：由中线反映，直线段、曲线段二、纵断面：纵断面设计线反映，直坡段、竖曲线三、横断面：横断面设计线反映，宽度、坡度四、其他：排水工程、挡土墙、防护及砌石、路面工程、桥梁工程、涵洞工程、隧道工程、交通安全设施16第二章、平面位置的检测平面位置检测指公路工程交工或竣工时，对

7、其平面实际位置与设计位置进行测量比较，确定其偏移量，并按标准规定值或允许偏差值进行检查评定。第一节、中线的平面坐标三、 测量坐标系大地坐标系：以参考椭球面作为基准面，用大地经度L和纬度B表示地面点位的坐标系。高斯平面直角坐标系：根据高斯投影所建立的平面直角坐标系。高斯投影、高斯投影分带、高斯平面直角坐标系、国家统一坐标独立平面直角坐标系：当测区面积较小时（小于100平方公里），常把测区的球面投影看做平面，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。四、 公路平面控制测量的坐标系控制测量：贯穿始终控制点网坐标系：1954北京坐标系、1980西安坐标系坐标换带：通过高斯投影坐标公式进行计

8、算五、 公路平面控制网的检测检测内容：网是否符合要求、点的密度是否符合要求、点是否变动。控制网检测：导线测量或三角测量六、 路线中桩坐标的计算1.路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算2.直线上中桩坐标的计算：3.平曲线上中桩坐标的计算：（1）曲线上任意点的切线支距x、y的计算（2）平面直角坐标换算（3）平曲线上任意点的中桩坐标计算七、 逐桩坐标表第二节、中线偏位的检测方法中线偏位是指公路交工或竣工以后，其中线的实际位置与设计位置之间的偏移值。1、检测频率：检测频率4个/200米，其中主点必选2、中线偏位检测方法：角度交会法、距离交会法、极坐标法、后方交会法第三章、纵断面高程的检测纵断面高程

9、的检测是指对路基路面或构造物施工各阶段所测的高程数据与设计文件对应设计高程数据之间的差值进行的测量工作。第一节、水准仪检测纵断面高程1、检测频率：路基、土沟4个/200米、管道2处/两井间、排水沟5个/200米、盲沟1个/1020米、砌石混凝土挡土墙1点/20米、加筋挡土墙、砌石工程3点/20米、锥、护坡3点/50米2、水准点的建立与加密水准测量原理:是利用水准仪获得水平视线，测定两地面点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。前视AZD1BZD2ZD(n-1)S后1S前1S后2S后nS前2S前n后视注意：一般n为偶数水准测量所用到的仪器和工具主要是水准仪、三脚架、水准标尺和尺垫。水准仪分类

10、：普通水准仪s3、精密水准仪s05 s1 手动安平、自动安平组成部分：望远镜（物镜、物镜对光螺旋、调焦透镜、目镜对光螺旋、目镜、十字丝分划板）、水准器（圆水准器、管水准器）、基座视准轴：十字丝的交点与物镜光心的连线。望远镜调节：调节目镜-调节物镜-检查并消除视差分划值与灵敏度：T=2/R* （=206265）水准仪操作：安置仪器-整平-照准水准尺-读数水准尺一般为3m红黑面木质标尺（4687、4787）、 301.550cm3、水准测量实施水准点（BM）：临时水准点、永久水准点水准路线：支水准路线、闭合水准路线、附合水准路线、水准网水准测量方法：两次仪器测高法、双面标尺法三、四等水准测量测站技

11、术要求等级视线距离/m视线高度/m前后视距差/m累计差尺常数差/mm红黑面高差差/mm三小于65大于0.3小于3小于6小于2小于3四小于80大于0.2小于5小于10小于3小于5观测顺序：“后-前-前-后”，或“黑-黑-红-红”测站计算、检核 高差计算、检核 每页计算、检核水准测量数据处理计算相邻水准点间的距离和高差计算路线的闭合差及闭合差限差 限差： 等外 四等 单位：mm L单位：KM N为测站数“每公里超过16测站”计算高差改正数及改正后高差：水准点高程计算水准测量误差及其注意事项仪器误差：视准轴与水准管轴不平行、水准尺误差测量误差：整平误差、读数误差、水准尺倾斜误差、外界条件：仪器及标尺

12、下沉影响、地球曲率及大气折光影响4、高程的检测方法准备工作：仪器、选取检测部位测量：按水准测量步骤计算合格率：合格率=合格点数/检查点数*100%第二节、全站仪（或红外仪）检测纵断面高程1、三角高程测量原理竖直角是指在同一竖直面内，目标视线方向与水平线的夹角，取值范围是090度，水平视线以上的目标竖直角为仰角，取值为正，水平视线以上的目标竖直角为俯角，取值为负。所谓天顶距是指在同一竖直面内，目标视线方向与重力作用线的相反方向线的夹角，取值范围0180度。ABSSsinail高差：2、地球曲率和大气折光的影响当两点距离较远（大于300米）即应考虑地球曲率和大气折光的影响，地球曲率对高差的影响称为

13、球差，其改正数为；由于空气密度随高程不同而变化，同时还受气温、气压、温度的影响，使视线产生折射，由此产生的对高差影响称为气差，因为其值不易测定，对高差影响一般取其平均折光率-0.14，其改正数为。则：球气差（mm）；D为水平距离，R为地球半径。3、三角高程测量方法对向观测：正觇、反觇边长长度不得大于600米，竖直角不得超过15度，最大长度不超过相应等级水准路线的最大长度。安置仪器-测角-计算4、全站仪检测纵断面高程：2秒仪器正觇观测一个测回第四章、横断面的检测横断面的检测指公路工程交工或竣工验收时，对横断面的实际几何尺寸进行测量，并与设计数值进行比较，并按标准规定值或允许偏差值进行检查评定。横断面检测的内容主要包括：路基、路面、桥梁和隧道等工程构筑物的宽度、横坡，以及路基边坡和排水、支挡、防护等工程的断面几何尺寸等。横断面是指路中线各点的法向切面。第一节、横断面方向的确定1、直线段的横断面方向：直接法（方向架、方向盘）、间接法2、圆曲线的横断面方向：直接法（方向架、方向盘）、间接法3、缓和曲线的横断面方向：直接法（方向架、方向盘）、间接法第二节、公路横断面的检测1、公路路基宽度：车道宽度与路肩宽度之和2、公路横断面的检测：宽度、坡度、边坡、附属工程尺寸第五章、检测仪器介绍第一节、简易测具1、方向架2、方向盘3、边坡样板4、斜坡（坡度）测角器（坡度尺）5