测量教案14章-路线测量

第14章路线测量

§14.1路线测量概述内容——路线勘测设计测量，路线施工测量《公路勘测规范》(JTJ061-99)(1)路线勘测设计测量内容——初测、定测初测——沿路线可能经过的范围布设导线测量路线带状地形图，纵断面图收集沿线地质、水文资料作纸上定线或现场定线，编制比较方案为初步设计提供依据定测——在选定设计方案路线上路线中线、高程、横断面、纵断面、桥涵、路线交叉、沿线设施、环保等测量和资料调查为施工图设计提供资料高速公路、一级公路采用分离式路基时应按各自中线分别定测(2)路线施工测量路线设计完后，按设计图纸测设或恢复路线中线、测设路基边桩和竖曲线工程逐项完工后，进行竣工验收测量为工程竣工后的使用和养护提供基础资料§14.2路线中线测量将路线设计中心线测设到实地路线中线平面线型——直线、曲线曲线——圆曲线、缓和曲线中线测量——测设中线交点JD和转点ZD量距和钉桩、测JD点转角△、测设曲线JD、ZD——公路测量符号可用英文(包括国家标准或国际通用)字母或汉语拼音字母工程需要引进外资或为国际招标项目时用英文字母国内招标时，可用汉语拼音字母一条公路宜使用一种符号《公路勘测规范》对公路测量符号有统一规定(1)路线交点和转点的测设纸上定线完后，图上确定路线交点→实地相邻两交点互不通视或直线较长时需在其连线上测定一个或几个转点用于交点测量转角和直线量距时作为照准和定线目标直线上一般每隔200m~300m设一转点在路线与其它道路交叉处以及路线上需设置桥、涵等构筑物处——设置转点1)交点测设①根据与地物的关系测设交点当交点JD位置已在地形图上选定在图上量得该点至两房角和电线杆的距离现场用距离交会法测设JD②根据导线点测设交点根据导线点和交点的设计坐标编写一个格式为“点号,,y,x,0”的坐标数据文件上传→全站仪内存文件导线点安置全站仪，用仪器放样功能测设交点2)转点的测设两交点间距离较远但能通视或已有转点需加密时经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分中法测设转点当相邻两交点互不通视时采用下列方法测设转点①两交点间设转点②延长线上设转点(2)路线转角的测定路线交点，根据交点前、后转点测定路线转角《公路勘测规范》——用方向观测法测量右测角一测回两半测回间应变动度盘位置角值相差<±20″时取平均，取位至1″二级及二级以下公路角值相差<±60″取平均取位至30″通常观测右测角β计算——路线转角△β<180°——右转角路线向右偏转，△R=180°－ββ>180°——左转角路线向左偏转，△L=β－180°测定右测角β后，为便于今后测设圆曲线中点QZ不变动水平度盘位置，定出右测角的分角线方向(3)里程桩的设置标定路线中线位置和长度、施测路线纵横断面依据工作内容——定线、量距与打桩距离测量——钢尺、测距仪、全站仪等级较低公路——可用皮尺里程桩分——整桩、加桩桩号表示该桩距路线起点的里程1234.56m——K1+234.56整桩——由路线起点开始，每隔10m、20m或50m的整倍数桩号设置加桩——地形、地物、曲线、关系加桩地形加桩——沿中线地面起伏突变处、横向坡度变化处、天然河沟处等所设里程桩地物加桩——沿中线有人工构筑物的地方如桥梁、涵洞处路线与其它公路、铁路、渠道、高压线交叉处拆迁建筑物处、土壤地质变化处等加设里程桩曲线加桩——曲线设置的主点桩如圆曲线起点ZY、中点QZ、终点YZ关系加桩——路线上转点ZD桩、交点JD桩§14.3圆曲线及其测设路线由一方向转向另一方向时，用曲线连接圆曲线——基本平面曲线圆曲线半径，根据地形条件和工程要求选定根据转角△、圆曲线半径R可算出其它各测设元素值圆曲线测设——先测设曲线主点(ZY、QZ、YZ)再依据主点测设曲线上每隔一定距离的里程桩圆曲线测设要素计算原理1)主点测设元素计算为测设圆曲线主点ZY，QZ，YZ应先计算切线长T、曲线长L、外距E、切曲差J这些元素——主点测设元素2)主点桩号计算根据JD桩号、曲线测设元素计算曲线主点ZY，QZ，YZ桩号[例14-1]已知交点桩号——K3＋182.76测得转角Δ=25°48′10″设计圆曲线半径R=300m计算曲线测设元素、主点桩号fx-4850P测设元素计算程序PM14-1fx-5800P测设元素计算程序PM14-1fx-7400G偏角法测设元素计算程序PM4-13)主点的测设①测设曲线起点(ZY)JD点安置经纬仪，后视相邻交点或转点方向自JD点沿视线方向量取切线长——T打下曲线起点桩——ZY②测设曲线终点(YZ)经纬仪照准前视相邻交点或转点方向自JD点沿视线方向量取切线长——T打下曲线终点桩——YZ③测设曲线中点(QZ)沿测定路线转角时所测定的分角线方向，量外距E打下曲线中点桩——QZ(2)圆曲线的详细测设地形变化不大、曲线长度<40m时测设曲线三个主点已能满足设计和施工要求曲线较长，地形变化大除测定三个主点外，还需按一定桩距在曲线上测设整桩、加桩《公路勘测规范》的整桩间距l——R>60m，l=20m；30m<R<60m，l=10mR<30m，l=5m测设曲线整桩和加桩——圆曲线详细测设方法——偏角法、切线支距法、极坐标法1)偏角法以曲线起点ZY、终点YZ为测站算出测站至曲线任一细部点的弦切角γ、弦长cfx-4850P程序PM4-1计算偏角法测设元素fx-5800P偏角法测设元素计算程序PM4-12)切线支距法以曲线起点ZY(或终点YZ)——独立坐标系原点切线——x轴，过原点半径方向——y轴算出曲线细部点在独立坐标系的坐标进行测设适合于用钢尺作量距工具测设fx-4850P程序PM4-1计算切线支距法测设元素fx-5800P程序PM4-2计算切线支距法测设元素fx-7400G程序PM4-2计算切线支距法测设元素3)极坐标法算出圆曲线细部点的测量坐标上传→全站仪内存文件实现任意控制点安置仪器测设曲线点位fx-4850P程序PM4-3计算圆曲线中边桩坐标fx-5800P程序PM4-3计算圆曲线中边桩坐标fx-7400G程序PM4-3计算圆曲线中边桩坐标与fx-7400G程序PM4-3配套的PC机成果整理程序成果整理程序自动生成的SU4-3.txt成果文件成果整理程序自动生成的CS4-3.dat坐标文件成果整理程序自动生成的SV4-3.dat坐标文件§14.4基本型平面线形及其测设直线——曲率半径无穷大的圆曲线在直线与半径R的圆曲线连接处曲率半径有突变，带来离心力的突变R较大时，离心力突变不对行车安全构成不利影响R较小时，离心力突变将使快速行驶的车辆进入或离开圆曲线时偏离原车道侵入邻近车道，影响行车安全解决方法——在圆曲线段设置超高或在直线与圆曲线间增设缓和曲线高等级公路既设置超高缓和段、又设缓和曲线缓和曲线——回旋曲线基本型平面线形——缓和曲线~圆曲线~缓和曲线公路平曲线半径小于表列不设超高最小半径时应设缓和曲线，μ——横向力系数四级公路直线、小于不设超高圆曲线最小半径衔接处，可不设置缓和曲线用超高、加宽缓和段径相连接[例14-2]

已知JD桩号——K17＋589.81JD坐标——xJD=6607.237m，yJD=2296.663mZD坐标——xZD=6662.114m，yZD=2480.221m测得转角——ΔL=－38°30′15″第一缓和曲线参数——A1=100第二缓和曲线参数——A2=86.603圆曲线半径——R=250mwL=wR=14m，加桩号——17510，17570，17670计算曲线测设元素、主点桩号及中边桩坐标fx-4850P程序PM5-3计算基本型平曲线中边桩坐标fx-5800P程序PM5-3计算基本型平曲线中边桩坐标fx-7400G程序PM5-3计算输入输出串列表fx-7400G程序PM5-3计算[例14-2]串列结果fx-7400G程序PM5-3计算[例14-2]串列结果运行fx-7400G程序PM5-3的操作过程与fx-7400G程序PM5-3配套的PC机成果整理程序成果整理程序自动生成的SU5-3.txt成果文件成果整理程序自动生成的CS5-3.dat坐标文件成果整理程序自动生成的SV5-3.dat坐标文件§13.5路线纵横断面测量

纵断面测量——路线水准测量测定中线里程桩地面高程，绘制路线纵断面图用于路线纵坡设计横断面测量——测定中线里程桩两侧垂直于中线方向的地面各点距离、高程用于路线工程设计、计算土石方量及施工放边桩。纵断面测量步骤：1)高程控制测量——基平测量沿路线方向设置水准点，水准测量测定点位高程中桩高程测量——中平测量用基平测量的水准点，分段进行附合水准测量测定各里程桩地面高程(1)基平测量公路高程系统，宜采用1985国家高程基准同一公路应采用一个高程系统不能采用同一系统，应给定高程系统转换关系独立工程或三级以下公路联测有困难时可用假定高程公路高程测量——水准测量水准测量有困难的山岭、沼泽、水网地区四、五等水准测量用光电测距三角高程测量代替水准路线沿公路路线布设水准点设于公路中心线两侧50m~300m范围内地基稳固、易于引测、不易受施工破坏的地方水准点间距——1km~1.5km山岭重丘区可根据需要适当加密大桥、隧道口、大型构造物两端，应增设水准点四、五等水准测量用光电测距三角高程测量时采用高一级水准测量联测一定数量控制点作为三角高程测量起闭依据三角高程测量视距长度≤1km，竖直角≤15°高程导线最大长度≤相应等级水准路线最大长度(2)中平测量中平测量——以两个相邻水准点为一测段从一个水准点出发，逐个测定中桩的地面高程附合到下一个水准点上允许误差fh允——高速公路、一级公路±30mm二级及以下公路——±50mm中桩高程可观测一次，取位至cm中桩高程检测限差：高速公路、一级公路为±5cm二级及以下公路——±10cm中桩高程应测量桩标志处的地面标高对沿线需要特殊控制的建筑物、管线、铁路轨顶应按规定测出其标高，检测限差——2cm相对高差悬殊的少数中桩高程，可用三角高程测量或单程支线水准测量每站计算公式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－中视读数各站记录后，应立即计算各点高程测至下个水准点时计算高差闭合差fh≤fh允时符合要求，但不调整闭合差以原计算的各中桩点高程作为绘制纵断面图数据(3)路线纵断面图的绘制及施工量计算中桩里程——横坐标、高程——纵坐标里程比例尺——1：5000，1：2000，1：1000高程比例尺——里程比例尺的10~20倍自左→右绘制在透明毫米方格纸背面可防止用橡皮修改时擦掉方格路线设计纵断面图上半部，左→右绘贯穿全图的两条线细折线——中线方向地面线根据中平测量的中桩地面高程绘制粗折线——纵坡设计线，注水准点编号、高程、位置竖曲线示意图及其曲线元素桥梁类型、孔径、跨数、长度、里程桩号设计水位涵洞的类型、孔径、里程桩号(4)路线横断面测量各中桩处测定垂直于路线中线方向的地面起伏绘横断面图——设计路基横断面、计算土石方施工时确定路基填挖边界的依据横断面测量宽度，由路基宽度、地形情况确定一般中线两侧各测——15m~50m高程、距离的读数取位——0.lm检测限差应符合下表规定横断面测量应逐桩施测，垂直与中线方向曲线路段与测点切线垂直横断面测量方法高速公路、一级公路——水准仪—皮尺法、横断面仪法、全站仪或经纬仪视距法二级及二级以下公路——手水准皮尺法1)测设横断面方向一般用方向架测设相互垂直的照准杆aa’，bb’构成十字架cc’——定向杆，支撑十字架杆件高——1.2m①水准仪—皮尺法适用——施测横断面较宽的平坦地区在横断面方向附近安置水准仪以中桩地面高程点——后视中桩两侧横断面方向地形特征点——前视分别测量地形特征点高程(cm)用皮尺分别测量出地形特征点至中桩点平距(dm)按路线前进方向左、右侧记录,分式为测段前视读数/平距②经纬仪视距法经纬仪安置在中桩，照准横断面方向量仪器高，视距测量法测地形特征点平距、高差适于地形困难、山坡陡峻路线的横断面测量③全站仪法与经纬仪视距法相同区别——使用光电测距法测平距、高差在立棱镜困难地区，可用免棱镜测距全站仪3)横断面图的绘制根据横断面测量的平距、高差毫米方格纸绘各中桩横断面图比例尺——1：100、1：200经路基设计，透明纸上按与横断面图相同比例尺分别绘路堑、路堤、半填半挖路基设计线——标准断面按纵断面图上该中桩设计高程将标准断面图套在实测横断面图上——“戴帽子”根据横断面填、挖面积及相邻中桩桩号计算土、石方量§13.6路线施工测量

恢复路线中线、测设施工控制桩、基边桩、竖曲线复核测量路线中线桩点恢复与校正已丢失或碰动的交点桩、里程桩(1)施工控制桩测设在不易受施工破坏、便于引测、易于保存桩位地方测设施工控制桩①平行线法在设计路基宽度以外测设两排平行于中线的施工控制桩控制桩间距——10m~20m②延长线法在路线转折处的中线延长线曲线中点QZ→交点JD延长线上测设施工控制桩量出控制桩→交点距离并记录(2)路基边桩的测设测设路基边坡与原地面相交的点设计路堤——坡脚点，设计路堑——坡顶点路基边桩位置按填土高度或挖土深度边坡设计坡度及横断面的地形情况而定1)图解法横断面设计图上量取中桩→边桩距离实地在横断面方向用皮尺量出其位置2)解析法计算求得路基中桩→边桩距离①平坦地段路基边桩的测设填方路基——路堤，挖方路基——路堑路堤路堑路堤边桩至中桩距离——l左=l右=B/2+mhB——路基设计宽度，1:m——路基边坡h——填土高或挖土深路堑边桩至中桩距离——l左=l右=B/2+s+mhs——路堑边沟顶宽由上式计算距离，从中桩沿横断面方向量距测设路基边桩②山坡地段路基边桩的测设左、右边桩离中桩的距离l左=B/2+s+mh左，l右=B/2+s+mh右B，s，m均由设计确定l左，l右随h左，h右变化h左，h右——边桩处地面与设计路基面高差因边桩位置待定，h左，h右事先未知(3)竖曲线路线纵断面变坡处以圆曲线相接——竖曲线按变坡点在曲线上或下方分别——凸或凹形竖曲线图中三条相邻纵坡i1(+)、i2(－)、i3(+)i1~i2——凸形竖曲线；i2~i3凹形竖曲线竖曲线最小半径的“极限值”应满足规定V——计算行车速度(km/h)D——停车视距(m)，Lt——采用的竖曲线长度(m)Δ——坡度差(%)，R——极