道橋施工測量 測量學(xué)

1、.道橋施工測量 11.1.1 線路測量 線路在勘測設(shè)計階段的測量工作，稱為線路測量。（一）初測 對線路方案研究中有價值的幾條線路或一條線路，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，在實地進行選點，標(biāo)出線路方向，在此基礎(chǔ)上進行導(dǎo)線測量、水準測量和地形圖測繪，稱為初測。（二）定測 把已批準的初步設(shè)計所選的線路方案，利用帶狀地形圖上的初測導(dǎo)線和設(shè)計圖上的線路的幾何關(guān)系，將選定的線路測設(shè)到實地上去，稱為定測。它包括中線測量、曲線測設(shè)、縱橫斷面測量和局部地形測繪。（三）里程 從線路起點沿線路經(jīng)過的長度，稱為里程；把里程表示為整公里數(shù)+不足整公里米數(shù)的形式以區(qū)別線路上不同的點，稱為里程樁號，例如：K 4+100。里程樁分整樁

2、和加樁。11.1.2 基平測量和中平測量初測階段的水準測量分為基平測量和中平測量。（一）基平測量 基平測量是沿線路布設(shè)水準點，并對水準點按國家等級水準要求進行觀測的水準測量。水準點一般地段約2公里一點，復(fù)雜地段約1公里設(shè)一點。水準點的高程采用一組往返或兩組單程水準測量的方法測定。往返測或兩組高差不符值在±30L mm（L是相鄰水準點間的路線長度，以km為單位）以內(nèi)時取平均值。11.1.2 基平測量和中平測量初測階段的水準測量分為基平測量和中平測量。（一）基平測量 基平測量是沿線路布設(shè)水準點，并對水準點按國家等級水準要求進行觀測的水準測量。水準點一般地段約2公里一點，復(fù)雜地段約1公里設(shè)

3、一點。水準點的高程采用一組往返或兩組單程水準測量的方法測定。往返測或兩組高差不符值在±30L mm（L是相鄰水準點間的路線長度，以km為單位）以內(nèi)時取平均值。（二）中平測量 中平測量是測定線路中樁高程。一般采用單程水準測量。水準路線應(yīng)起閉于基平測量時所設(shè)立的水準點上。轉(zhuǎn)點高程取位到mm，中樁高程取位到cm，中平測量允許閉合差為±50L mm（L為附和水準路線長度，以km為單位）。11.1.3 圓曲線測設(shè) 線路由一個方向轉(zhuǎn)到另一個方向，若用圓曲線連接，則可根據(jù)線路偏角、圓曲線半徑R計算測設(shè)數(shù)據(jù)進行放樣。放樣分兩步進行，先放樣圓曲線的三個主點（直圓點ZY、曲中點QZ和圓直點YZ

4、），再放樣圓曲線上的中樁點并檢查主點及中樁點。圓曲線如下圖：（示意圖）圓曲線的主要元素及計算公式：切線長 T = R·tan(/2)曲線長 L = R··/180°外矢距 E = Rsec(/2)1切曲差 D = 2TL主點的樁號計算及檢核如下：ZY樁號 = JD樁號TQZ樁號 = ZY樁號L/2YZ樁號 = QZ樁號L/2 = ZY樁號LJD樁號 = ZY樁號TD （檢核）圓曲線的主點的測設(shè)過程：在JD點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準直圓方向，將水平度盤的讀數(shù)配到0°0000，在此方向量取T，定出ZY點；倒轉(zhuǎn)望遠鏡，轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)

5、為，量取T，定出YZ點；繼續(xù)轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為（180°）/2，量取E，定出QZ點；圓曲線中樁放樣方法很多，最常用的方法有偏角法、直角坐標(biāo)法等1、 偏角法的偏角計算如下i= i/2 (i為圓曲線第i個樁點的偏角，i為圓心角)= i·ii=(C/2R)·180°/ ( C為相鄰中樁間的距離，是個常數(shù))2、偏角法測設(shè)過程：在ZY點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準JD，將水平度盤的讀數(shù)配到0°0000 ；轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為1，從ZY點量取C，定出1點；轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為i，從第i1點量取C，與此方向交出第i點；檢核，觀測者將水平度盤讀

6、數(shù)放到/4 時，應(yīng)能看到QZ樁；將水平度盤讀數(shù)放到/2時，應(yīng)能看到Y(jié)Z樁，最后一樁點到點的弦長在半徑方向的分量應(yīng)小于±0.1m，在切線上的分量應(yīng)小于±L/1000 。3、直角坐標(biāo)法的坐標(biāo)系及坐標(biāo)計算如下：以點為ZY原點，指向點的切線方向為X軸，指向圓心方向為Y軸，建立坐標(biāo)系，則Xi= R·sin iYi= R·( 1cosi)式中：i= i·C/R·180°/4、直角坐標(biāo)法放樣過程：從ZY點沿切線方向量取Xi，自此點沿垂直方向量取Yi，定出1點重復(fù)依次定出i點檢查。與偏角法互檢。11.2.1 帶緩和曲線的圓曲線的測設(shè) 為了保

7、障車輛行駛安全，在直線與圓曲線之間加入一段半徑由逐漸變化到R的曲線，這種曲線稱為緩和曲線。 目前常用的緩和曲線多為螺旋線，它有一個特性，曲率半徑與曲線長度l成反比。數(shù)學(xué)表達為：1/l 或 ·l = k ( k為常數(shù)) 若緩和曲線長度為l0，與它相連的圓曲線半徑為R，則有：·l = R·l0 = k目前我國公路采用k = 0.035V3（V為車速，單位為km/h），鐵路采用k = 0.09808V3，則公路緩和曲線的長度為l0 = 0.035V3/R ,鐵路緩和曲線的長度為：l0 = 0.09808V3/R 。11.2.2 帶緩和曲線的圓曲線的主點及主元素的計算帶緩

8、和曲線的圓曲線的主點有直緩點ZH、緩圓點HY、曲中點QZ、圓緩點YH、緩直點HZ 。帶緩和曲線的圓曲線的主元素及計算公式：切線長 Th= q(Rp)·tan(/2)曲線長 Lh= 2l0R·(20)·/180°外矢距 Eh= (Rp)·sec(/2)R切線加長 q = l0/2l03/(240R2)圓曲線相對切線內(nèi)移量 p = l02/(24R)切曲差 Dh= 2ThLh式中： 為線路轉(zhuǎn)向角；0為緩和曲線角； 其中q、p、0緩和曲線參數(shù)。11.2.3 緩和曲線參數(shù)推導(dǎo)d = dl/ = l/k·dl兩邊分別積分，得：= l2/(2k)

9、 = l/(2)當(dāng) = R時，則 =00 = l0/(2R)若選用點為ZH原點，切線方向為X軸，垂直切線的方向為Y軸，建立坐標(biāo)系，則：dx = dl·cos = cosl2/(2k)·dldy = dl·sin = sinl2/(2k)·dl考慮很小，sin和cos即sin(l2/(2k)和cos(l2/(2k)可以用級數(shù)展開，等式兩邊分別積分，并把k = R·l0 代入，得以曲線長度l為參數(shù)的緩和曲線方程式：X = ll5/(40R2l02)Y = l3/(6Rl0)通常應(yīng)用上式時，只取前一、二項，即：X = ll5/(40R2l02)Y =

10、 l3/(6Rl0)另外，由圖可知，q = XHYR·sin0p = YHYR(1cos0)以0 = l0/(2R)代入，并對sinl0/(2R)、cosl0/(2R)進行級數(shù)展開，取前一、二項整理可得：q = l0/2l03/(240R2)p = l02/(24R)若仍用上述坐標(biāo)系，對于圓曲線上任意一點i，則i點的坐標(biāo)Xi、Yi可以表示為：Xi = R·siniqYi = R·(1cosi)p11.2.4 帶緩和曲線的圓曲線的主點樁號計算及檢核ZH樁號 = JD樁號ThHY樁號 = ZH樁號l0QZ樁號 = HY樁號L/2YH樁號 = QZ樁號L/2 = HY樁

11、號L = ZH樁號l0LHZ樁號 = YH樁號l0 = ZH樁號LhJD樁號 = ZY樁號ThDh （檢核）11.2.5 帶緩和曲線的圓曲線的主點的測設(shè)過程：(1)在JD點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準直圓方向，將水平度盤的讀數(shù)配到0°0000，在此方向量取Th，定出ZH點；(2)從JD沿切線方向量取ThXHY，然后再從此點沿切線垂直方向量取YHY , 定出HY點；(3)倒轉(zhuǎn)望遠鏡，轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為，量取Th，定出HZ點；(4)從JD沿切線方向量取ThXHY，然后再從此點沿切線垂直方向量取YHY , 定出YH點；(5)繼續(xù)轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為（180°）/2，

12、量取Eh，定出QZ點。11.2.6 偏角法測設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁(一)緩和曲線的偏角計算：tan = Y/X考慮到很小，則tan，因此可得: = Y/X= l2/(6Rl0)上式表明偏角與曲線長度的平方l2成正比。因此，可以得出i1= li2 l12HY點的偏角0= l02/(6Rl0) = l0/(6R) =0/3若用整樁距進行測設(shè)時，l2 = 2l1 ，l3 = 3l1 ， ，由此可得:1 = （l12/ l02）·02 = 221n = n21(二)緩和曲線的偏角法測設(shè)過程：在ZH點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準JD，將水平度盤的讀數(shù)配到0°0000；轉(zhuǎn)動

13、照準部到度盤讀數(shù)為1，從ZH點量取C，定出1點；轉(zhuǎn)動照準部到度盤讀數(shù)為 i，從第i1點量取C，與此方向交出第i點；檢核，觀測者將水平度盤讀數(shù)放到0/3 時，應(yīng)能看到HY樁；另一半緩和曲線在HZ點同樣過程測設(shè)。（三)緩和曲線的偏角法測設(shè)完成后的圓曲線偏角法測設(shè)過程：在HY點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤右瞄準ZH，將水平度盤的讀數(shù)配到360° 20/3 ；轉(zhuǎn)動照準部使水平度盤讀數(shù)為0°0000，此時望遠鏡照準的方向為圓曲線線的切線方向，倒轉(zhuǎn)望遠鏡；按照圓曲線偏角法進行測設(shè)；檢核，如同圓曲線偏角法測設(shè)中的檢核一樣。(四)直角坐標(biāo)法放樣過程：從ZY點沿切線方向量取X1，自此點沿垂

14、直方向量取Y1，定出1點重復(fù)依次定出i 點檢查。與偏角法互檢。11.3.1 縱斷面測量 線路的平面位置測設(shè)后，采用中平測量方法測出個里程樁、加樁處的高程，從而繪制表示沿線起伏情況的縱斷面圖，這個過程稱為縱斷面測量。其最終目的是便于進行線路縱向坡度、橋涵位置等的設(shè)計?？v斷面測量記錄表如下：表中每一站的各項計算依次按下列公式進行：(1)視線高程 = 后視點高程 后視讀數(shù)(2)轉(zhuǎn)點高程 = 視線高程 前視讀數(shù)(3)中樁高程 = 視線高程 間視讀數(shù)繪制的縱斷面圖如下：11.3.2 橫斷面測量為滿足路基、橋涵等專業(yè)設(shè)計和土方計算的要求，對線路兩側(cè)地形起伏情況進行的測量工作稱為橫斷面測量，以便繪制出橫斷面

15、圖。在線路的百米樁、加樁處都應(yīng)進行橫斷面測量。橫斷面的方向與線路直線垂直或與線路曲線點的切線垂直。寬幅與線路等級相關(guān)，一般取左右各30m。（一）橫斷面測量的方法常用的有：經(jīng)緯儀測量橫斷面、水準儀測量橫斷面、斷面儀測量橫斷面和比高法測量橫斷面。（二）橫斷面測量記錄如下：表中：分數(shù)的分母表示測段水平距離，分子表示測段兩端點的高差。（三）繪制的橫斷面圖形式如下：根據(jù)橫斷面測量數(shù)據(jù)，按距離和高程取相同比例尺（通常1:100或1:200）繪制的橫斷面圖。11.3.3 道路施工測量道路施工測量主要進行線路中線的恢復(fù)、豎曲線測設(shè)、施工控制樁的測設(shè)和路基邊樁的測設(shè)。施工控制樁測設(shè)可以用與線路中心線平行的平行線

16、法測設(shè)（適用于地勢平坦地區(qū)直線段），還可以切線延長線法控制恢復(fù)JD點。豎曲線測設(shè)時，考慮到豎曲線的坡度轉(zhuǎn)折角較小，可以近似計算，公式如下： = i1 i2而tan(/2) /2 = i1 i2, 此后，圓曲線的主元素簡化計算為：切線長 T = R·（i1 i2）/2曲線長 L = R·（i1 i2）外矢距 E = T2/(2R)11.4.1 基線測量 基線測量就是對控制網(wǎng)中某一條或幾條邊實施高精度的距離丈量，其量測精度不低于1/10000。11.4.2 方向交會法方向交會法是測設(shè)橋墩位置的常用方法，其圖如下（DA、CA為基線）：計算式為:i = arctandi ·

17、;sin1 /(D1 -di ·cos1 )i = arctandi ·sin2 /(D2 -di·cos2 )為了檢核i 、i ，參考求算i 、i 的方法計算i 、i ：i= arctanD1 ·sin1/(di -D1·cos1)i= arctanD2 ·sin2/(di -D2·cos2)計算檢核式為:ii1 = 180°ii2 = 180°施測過程為： 在A、C、D點分別安置經(jīng)緯儀（對中、整平），A 點標(biāo)出橋軸線AB方向，在 C、D點分別后視A 點，然后分別測設(shè)i、i角，此時三條線通常構(gòu)成一個視誤

18、三角形，而不是一點。若視誤三角形在橋軸線上的邊長不大于規(guī)定數(shù)值（墩底2.5cm, 墩頂1.5cm），則取C、D點兩測設(shè)方向交點在橋軸線上的投影點作為放樣的墩位中心。方向交會的精度與交會角（方向線CP與方向線DP之間的夾角）有關(guān)，交會角在90°110°之間，交會精度最高。在選擇基線和布網(wǎng)時盡可能使交會角在80°130°之間，但不能小于30°或大于150°。11.5.1 地下導(dǎo)線測量 隧道施工地面控制網(wǎng)布設(shè)時，在洞口附近至少應(yīng)有3個平面控制點和2個高程控制點。地下導(dǎo)線測量具有以下特點：(1)地下導(dǎo)線是支導(dǎo)線，并且隨著隧道的開挖而向前延伸。支導(dǎo)線只能用重復(fù)觀測的方法進行檢核。(2)地下導(dǎo)線是先敷設(shè)精度較低的施工導(dǎo)線，然后再敷設(shè)精度較高的基本導(dǎo)線。(3)最后一個導(dǎo)線點離工作面的距離不