公路橋梁隧道工程測量教材

1、公路橋梁隧道工程測量教材線路工程測量學習目標：1 了解線路工程測基本概念；2 理解偏角法和坐標法測設(shè)圓曲線；3 掌握勘測階段和施工階段的主要測量工作。線路”是指道路工程以及給水管、排水管、電力線、通訊線及各種工業(yè)管道等的總稱。在這些線路工程的勘測設(shè)計和施工階段所進行的測量工作稱為線路工程測量。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市的不斷擴大，城市建設(shè)中的線路工程也要不斷地進行發(fā)展建設(shè)。這些線路工程的測量工作主要內(nèi)容有：1 收集規(guī)劃設(shè)計區(qū)域內(nèi)各種比例尺地形圖、平面圖和斷面圖資料，收集沿線水文、地 質(zhì)以及控制點等有關(guān)資料。2 根據(jù)工程要求，利用已有地形圖，結(jié)合現(xiàn)場勘察，在中小比例尺圖上確定規(guī)劃路線 走向、編制比較方

2、案等初步設(shè)計。3 .根據(jù)設(shè)計方案在實地標出線路的基本走向，沿著基本走向進行控制測量，包括平面 控制測量和高程控制測量。4 結(jié)合線路工程的需要，沿著基本走向測繪帶狀地形圖或平面圖，在指定地點測繪地 形圖。5 根據(jù)定線設(shè)計把線路中心線上的各類點位測設(shè)到實地，稱為中線測量。中線測量包 括線路起止點、轉(zhuǎn)折點、曲線主點和線路中心里程樁、加樁等的測量工作。6 根據(jù)工程需要測繪線路縱斷面圖和橫斷面圖。7 根據(jù)線路工程的詳細設(shè)計進行施工測量。工程竣工后，對照工程實體測繪竣工平面 圖和斷面圖。（一）線路平面控制測量線路平面控制測量的形式以 GPS衛(wèi)星測量為主，等級一般為 D、E級；在布設(shè)網(wǎng)點時 應充分考慮測圖和

3、施工測量的特點，重要地段每1km左右、一般地段12 km必須有一對GPS點相互通視；各控制網(wǎng)點應非常穩(wěn)定，便于使用和加密；布網(wǎng)時應盡量采用邊連接， 若條件較好時可以采用點連接；有關(guān)其它要求詳見GPS測量規(guī)范及規(guī)程等。（二）線路高程控制測量平原和丘陵地區(qū)的高程控制測量以水準測量為主，山區(qū)則以光電測距三角高程測量為 主，等級一般為三、四等；在大溝谷和大河流的兩側(cè)、在穿越鐵路和高等級公路附近、在越 嶺的坡腳和埡口附近等處均應設(shè)立等級水準點；水準點的間距為12 km。若采用光電測距三角高程，必須進行精度預計，確定點間的平均邊長，以保證布點按平 均邊長要求進行；確定距離、豎直角、儀器高、覘標高的測量精度

4、及測回數(shù)，以保證在同等 距離條件下三角高程的高差測量精度等同于水準測量的精度。（三）帶狀地形圖的測繪GPS（ RTK ）測量目前測繪帶狀地形圖的主要方法有：航空攝影測量方法和用全站儀、 的方法等；成圖均利用軟件進行數(shù)字成圖。在測繪帶狀地形圖時應注意以下幾點：1 地形圖的走向與線路的縱向必須一致，測繪的寬度不得小于規(guī)定的距離；2 對線路區(qū)域內(nèi)的各種地上、地下管線和公路、鐵路、通訊線、電力線等必須測繪； 地下管線必須測量埋深，注明管徑、管材等；懸空管線等必須測量凈高；3 對線路經(jīng)由的大溝谷、河流等必須測繪溝岸、河岸、河流的水崖線和最高洪水位、 溝谷的谷底等；4 對線路經(jīng)由的田地、樹林等，必須測繪不

5、同類別、不同性質(zhì)的地類界，并要注明性質(zhì)（如旱田、水田、澡澤地、經(jīng)濟林、苗莆等），若林地必須注明樹林的平 均高度；5 出圖原則要求圖邊與線路的縱向一致，接邊按對應的方格網(wǎng)進行接圖等。線路的定測或詳測就是要將圖紙上設(shè)計（初步設(shè)計或終審設(shè)計）好的線路位置測設(shè)于實 地，并沿線路中線方向進行縱、橫斷面測量等。若設(shè)計在個別地段存在有嚴重缺陷，必須提交報告，進行變更設(shè)計。（一）線路中線的測設(shè)無論何種線路，對于中線的測設(shè)原則上分為線路交點的測設(shè)和線路中線的測設(shè)這兩個階 段。其中，對于公路、鐵路線路中線的測設(shè)又分為直線段、曲線段中線的測設(shè)。1 線路交點的測設(shè)與偏角測設(shè)（1 ）線路交點與偏角圖9-1線路交點與偏角

6、線路交點：線路方向發(fā)生改變，兩方向線的交點即為線路的交點，通常用JD表示。線路偏角：線路現(xiàn)行進方向偏離原行進方向的水平夾角，偏離原行進方向右側(cè)的稱為右 偏角，左側(cè)的稱為左偏角。（2 ）線路交點的測設(shè)測設(shè)依據(jù)：依據(jù)線路交點的設(shè)計坐標（圖解或設(shè)計給定）或給定線路的分段長度及線路 偏角，測設(shè)交點。測設(shè)方法：目前多采用 RTK實時定點或全站儀坐標法測設(shè)。測設(shè)完后，需要再精確測 定交點的坐標。（3 ）偏角測量若用RTK方法精確測定交點的坐標后，可利用測定的坐標進行解算偏角；若用全站儀 測設(shè)交點，一般應在交點測設(shè)完后，立即進行水平角測量（一測回），然后解算偏角。2 線路中線的測設(shè)本節(jié)主要為直線段測設(shè)，有關(guān)

7、曲線段測設(shè)見第三節(jié)中。直線段一般每2050m 測設(shè)一點，測設(shè)后以木樁標示點位，并用里程代以點號，如點 號為DK10 + 350.00 表示其距離線路起點的里程為10350.00m。距離為規(guī)定距離整倍數(shù)的為整樁。一般用 RTK或全站儀坐標法測設(shè)。若線路經(jīng)由田地、林地、各類管線、道路、河流、溝谷等地，必須在交匯處及其重要特 征點（如河堤、河岸、谷底等）處設(shè)立加樁（見圖 9-2 ）。*57 = X$ + TZOZ 日1乂返 X$ + T cos $ IX翠=+ E cos $二Vj© +應血爲圖9-2線路示意圖（二）線路縱斷面圖測繪線路縱斷面測量就是要利用基平測量的高程點及成果，沿著線路的

8、中線方向測定各中樁點的地面高程，并繪制縱斷面圖?？v斷面測量方法：主要為工程水準測量方法（工程中又稱為視線高法）和光電測距三角 高程法。1 .工程水準測量方法工程水準測量方法實際上是水準測量方法與視線高法的結(jié)合，即對于水準點與轉(zhuǎn)點、轉(zhuǎn)點與轉(zhuǎn)點間用水準測量方法，而在一站內(nèi)用視線高法測定各中樁點的地面高程。見圖9-3。2 .光電測距三角高程法光電測距三角高程法與工程水準測量方法基本相同，只是對于長距離測量時必須考慮球氣差，要加此項改正。圖9-3水準法測量縱斷面另外，測站點若為非水準點時必須進行直、反覘觀測，其高差較差應符合限差要求。每 日測量前必須檢測豎盤指標差i，對中樁點豎直角觀測一般為單鏡位觀測

9、等。線路縱斷面圖實際上是線路沿中線方向的剖面圖，即：以線路中線為橫軸、以高程為縱軸展繪各中樁點的地面高程，并將相鄰點用直線或光滑的曲線進行連接，如圖9-4所示。BM2r； I4.MK-?ST露T-wft-TVGT8Ts:¥w -t:AT I IET嗆非腳i加n*2：L m圖9-4線路縱斷面圖橫軸比例尺與地形圖的比例尺一致，一般為1/1000 或1/2000 ，起點為線路的起點，中樁點依據(jù)其里程展繪?？v軸比例尺視情況而定，通常為橫軸比例尺的110倍，且每幅圖的縱軸起點可以依據(jù)幅內(nèi)中樁點的高程確定，但一般均為5m或10 m的整倍數(shù)。每幅圖內(nèi)必須注明縱、橫向比例尺及在縱軸上注明整百米或整十

10、米的高程，除此之外，在縱斷面圖上還必須標注其它相關(guān)的主要信息。（三）線路橫斷面圖測繪線路橫斷面即指垂直于線路中線方向的斷面。并非所有的中樁點都要測橫斷面，一般整 樁點均要測，除此之外，重要地段的加樁點、橫斷面較復雜的加樁點也要測橫斷面。橫斷面的寬度視要求和斷面情況而定，高等級公路和鐵路單向?qū)挾纫话銥?0150 m，一般公路和管線、送變電線路等為2050 m。線路橫斷面測量的方法主要有：水準儀法（適用于平坦地區(qū)）、經(jīng)緯儀法、花桿皮尺法（適用于低精度斷面測量）、全站儀測量法、RTK測量方法等。在測量時主要應注意以下幾點：1 橫斷面方向必須垂直于中線方向；2 以線路前進方向為準分左、右兩側(cè)，有關(guān)數(shù)據(jù)

11、必須記錄清楚是左側(cè)的，還是右側(cè)的；斷面編號為中樁點號；3 對于不在橫斷面上且又近于橫斷面上的地物、重要地形點也必須測定，列入斷面點；橫軸、以高程為縱軸展繪斷面點的地面高程，并將相鄰點用直線或光滑的曲線進行連接。縱軸、橫軸比例尺一致，一般為1/100或1/200，編號為中樁點里程號。繪圖時中樁點居中，分別依比例尺展繪左側(cè)、右側(cè)斷面點，再用直線或光滑曲線連接。見圖9-5。圖9-5線路橫斷面圖（四）土石方工程量計算橫斷面圖畫好后，經(jīng)路基設(shè)計，現(xiàn)在透明紙上按與橫斷面圖相同的比例尺分別繪制出路 塹、路堤和半填半挖的路基設(shè)計線稱為標準斷面圖，然后按縱斷面圖上該中樁的設(shè)計高程把標準斷面圖套到該實測的橫斷面圖

12、上，俗稱套帽子”也可將路基斷面設(shè)計線直接畫在橫斷圖上， 繪制成路基斷面圖。 圖9-6所示為半填半挖 的路基斷面圖，通過計算斷面圖的填、 挖斷面面積及相鄰中樁間的距離， 便可以計算出施工 的土石方量。1 .橫斷面面積的計算路基填、挖面積，就是橫斷面圖上原地面線與路基設(shè)計線所包圍的面積。橫斷面面積一 般為不規(guī)則的幾何圖形，計算方法有積距法、幾何圖形法、求積儀法、坐標法和方格法等。 常用的有積距法和幾何圖形法，現(xiàn)做簡單介紹：(1 )積距法積距法是單位橫寬 b把橫斷面劃分為若干個梯形和三角形條塊，見圖9-7 ,則每一個小條塊的近似面積等于其平均高度hi乘以橫距bi,斷面積總和等于各條面積的總和，即圖9

13、-7積距法計算橫斷面面積通常橫斷面圖都是測繪在方格紙上，一般可取粗線間距1cm為單位，如測圖比例尺為1:500，則單位橫距b即為5m，按上式即可求得斷面面積。平均高差總和 Shi可用 卡規(guī)”求得，如填挖斷面較大時，可改用紙條，即用厘米方格紙 折成在條作為量尺量得。該法計算迅速，簡單方便，可直接得出填挖面積。(2 )幾何圖形法 幾何圖形法是當橫斷面地面較規(guī)則時，可分成幾個規(guī)則的幾何圖形， 如三角形、梯形或矩形等，然后分別計算面積，即可得出總面積值。另外，計算橫斷面面積 時，應注意：將填方面積At和挖方面積Aw分別計算；計算挖方面積時，邊溝在一定條件下是定值，故邊溝面積可單獨計算出直接加在挖方面積

14、內(nèi)，而不必連同挖方面積一并卡積距；橫斷面面積計算取值到0.1mm 2，算出后可填寫在橫斷面圖上，以便計算土石方量。2 .路基土石方量計算(1 )通常為計算方便，一般均采用平均斷面法，并近似采用下式，即、4 分別為相鄰兩樁號的斷面面 （9-2 ）式中，二.：一 ,-：.1' -積；L 相鄰兩樁間距離（2）當加=切+（"4=和出相差很大時，所求體積則與棱柱體更為接近，可按下式計算:式中,(9-3)4乂4 + 九仏（1+4 =佃-)-巧+2山二佃 _d)-_c)+gAf比例系數(shù)圖9-8填挖過度地段土方計算相鄰斷面尬= ("b)+(c-小二(q-d)-0-c)、&

15、的距離（3 ）對于填挖過渡地段（見圖 9-8 ）為精確計算其土石方體積，應確定其中挖方或填方面積正好為零的斷面位置。設(shè) 零填斷面 At到零挖斷面Aw的距離，則此路段錐體的體積為L為從i2 F 嚴sin() 5* Hf2c 2c 4 專 384 0? 込 J)二 1-二+善丁2c384c+(9-4當?shù)缆返姆较虬l(fā)生改變時，需要用曲線予以連接。 容之一。曲線按性質(zhì)分類：平曲線、縱曲線。平曲線按形式分類：圓曲線、緩和曲線、復曲線、 型曲線等，見圖 9-9。曲線測設(shè)是道路工程測量最主要的內(nèi)反向曲線、回頭曲線、卵型曲線、凸圖9-9常見平曲線縱曲線按形式分類：圓曲線、拋物線等。平曲線測設(shè)的主要方法：偏角法、

16、切線支距法（直角坐標法）、極坐標法、全站儀坐標法、GPS RTK測設(shè)法等，目前應用較多的曲線測設(shè)方法是偏角法、全站儀坐標法和GPSRTK測設(shè)法。豎曲線測設(shè)的主要方法：水準法、光電測距三角高程法。其中以水準法為主，若用光電 測距三角高程法時對部分點位要用水準法予以檢查。本節(jié)主要敘述單圓曲線測設(shè)、緩和曲線測設(shè)和具有緩和曲線的圓曲線測設(shè)，豎曲線測設(shè) 見第四節(jié)，其他曲線測設(shè)可參閱其他相關(guān)教程手冊。單圓曲線簡稱圓曲線，若按常規(guī)方法測設(shè)，通常分兩步進行，即：圓曲線主點（起控制 作用的點）的測設(shè)和曲線細部點的測設(shè)。（一）圓曲線要素及計算見圖9-10，圓曲線的半徑 R、偏角a切線長T、曲線長L、外矢距E、切曲

17、差q，通 稱為圓曲線要素。圖9-10 圓曲線R、 a是已知數(shù)據(jù)。R是在線路設(shè)計中按線路等級及地形條件等因素選定的，a是線路定測時測定的。其余元素按下列關(guān)系式計算，即："-1_ -（9-5 ）例：a= 10° 25'、R= 800 m，則可計算出：T = 72.92 m、L = 145.45 m、E = 3.32 m、q = 0.39 m。（二）圓曲線主點及主點里程的計算見圖9-10，圓曲線的主點為：直圓點 -ZY、曲中點-QZ、圓直點-YZ。各主點里程的計算：各主點里程依據(jù)交點（ JD）的里程計算。設(shè)交點里程為 JD DK,則各主點的里程為：ZYDK = JDDKT

18、'QZDK = ZKDK + L/2（9-6 ）YZDK = ZYDKL JDDK +7（檢核）例：JD里程為DK 11+295.78，其它數(shù)據(jù)同例1，則可計算出各主點的里程為:ZY DK = JD DK 11+295.78-72.92= ZY DK 11+222.86QZ DK = ZY DK 11+222.86+72.72= QZ DK 11+295.58YZ DK = ZY DK 11+222.86+145.45= YZ DK 11+368.31檢核 YZDK = JD DK 11+295.78+72.92-0.39= YZ DK 11+368.31（三）圓曲線主點的測設(shè)見圖9-

19、11，測設(shè)圓曲線各主點的步驟如下：1 .在交點JD安置儀器，以線路方向（轉(zhuǎn)點樁或交點樁）定向，即確定切線方向；2 .從JD點起沿視線方向量分別取切線長T,確定ZY點和YZ點；3 后視YZ點，用正、倒分中法正撥（右偏）或反撥（左偏）90 ° a/2 （圖中的B角）定出分中點視線方向；4 .沿分中點視線方向量取外矢距E，確定QZ點。圖9-11圓曲線主點測設(shè)（四）圓曲線細部點的測設(shè)圓曲線細部點的測設(shè)方法較多，有：偏角法、切線支距法、弦線偏距法、弦線支距法、 割線法、全站儀坐標測設(shè)法、RTK坐標測設(shè)法等，本節(jié)主要講授偏角法、切線支距法和坐標法1 .偏角法偏角法實質(zhì)是角度與距離交會的一種方法。

20、如圖9-12所示。（1 ）測設(shè)元素：給定的點間距I （以直代曲的長度）、曲線點的偏角S i。Si（以度為單位）的計算公式如下：-：-7-'-二丄'-二二（9-7 ）式中，li i點至ZY點間的曲線弧長。由于曲線半徑R較大，相鄰兩個測設(shè)點間的弧長所對的圓心角較小，使得弦長（測設(shè)時ZY圖9-12圓曲線細部點測設(shè)所以，實際測設(shè)時均以弦長代替弧長。（2 ）測設(shè)步驟（見圖 9-12 ） 在ZY點整置儀器，照準交點 JD，度盤置0 ; 撥角$ （注意：正撥角，還是反撥角），延視線方向量取長I，確定1點，釘木樁并以小釘標志點位； 撥角從已測設(shè)的1點開始，量長I，其端點恰與視線相交，確定 2點

21、，釘入木 樁并以小釘標志點位； 按上方法進行其它各點的測設(shè)，直至QZ點（QZ點也要按此方法放出， 用以檢查測設(shè)質(zhì)量及調(diào)整其它各點）；（3 ）檢查與調(diào)整（見圖 9-13）由于測設(shè)時各種誤差的累積，致使詳細測設(shè)時的曲中點-QZ '與主點測設(shè)時的 QZ點不重合，其距離稱為曲線測設(shè)的閉合差f。f沿QZ點切線方向的分量稱為縱向閉合差fx ,其相對允許值為1/2000 ; f沿QZ點向徑方向的分量稱為橫向閉合差fy，其允許值為±10 cm。若測設(shè)滿足上述精度要求，則對各點按與距離成正比例關(guān)系進行點位調(diào)整；否則，應對測設(shè)點進行檢查，修正粗差點和錯誤點。調(diào)整的步驟如下： 確定調(diào)整方向：與 Q

22、Z '（細部測設(shè)）至 QZ （主點測設(shè)）的方向一致； 確定調(diào)整量：調(diào)整量按與距離成正比例分配。上面述及的方法為整樁法，各點測設(shè)完后一定要注意補齊百米樁。補設(shè)百米樁可直接依 據(jù)測設(shè)的鄰近點及里程內(nèi)插。如ZY DK11+368.22，點間距為20 m。若整樁法第1點為DK 11+388.22 、第2點為DK 11+408.22 ，各點調(diào)整后需要補設(shè)百米樁DK11+400 。為防止丟失百米樁，也可采用湊整方法，即對測設(shè)的第1點進行里程湊整，但湊整距離9-14 。不得大于規(guī)定的點間距，各點測設(shè)方法同整樁法。見圖ZY圖9-14圓曲線細部點測設(shè)如上例，若采用湊整方法測設(shè)，則第1點里程應湊整為 DK

23、 11+380.22 ，其偏角按對應弧長11 = 11.78 m計算，其它點以1 = 20 m弧長為基準計算。2 切線支距法切線支距法：建立以 ZY點(或YZ點)為原點，以切線方向(指向 JD點)為x軸、 向徑方向為y軸的獨立直角坐標系， 并依據(jù)點間距I計算各測設(shè)點的獨立直角坐標， 再用支 距法實際測設(shè)各點位的方法 ，見圖9 15。這種方法為實現(xiàn)由全站儀、RTK進行坐標放樣提供了坐標轉(zhuǎn)換模型基礎(chǔ)。E圖9-15切線支距法1 )測設(shè)元素：由給定的點間距I (以直代曲的長度)，計算各測設(shè)點的坐標x、y,即：X； = /? sin卜升=夙印(9-8 )2 )測設(shè)步驟(見圖 9 16 )(1 )在ZY點

24、整置儀器，照準 JD點確定切線方向，沿此方向依次量取x1、x2、得點T、2'、，并臨時標定之；(2) 分別在垂足點 T、2'、整置儀器，照準JD點撥直角，并沿對應視線方向量 取y1、y2、，得測設(shè)點1、2、，釘入木樁并以小釘標志點位；(3) 曲線細部點測設(shè)結(jié)束，應對點間距予以檢查，使其點位誤差合乎要求，否則， 對誤差超限點位，應予重新測設(shè)、調(diào)整；(4 )在確認各點位正確后，若有百米樁未測設(shè)，需要用其鄰近的曲線細部點，用直線 內(nèi)插的方法測設(shè)，并分別釘入點位樁與標志樁。圖9-16切線支距法測設(shè)示意圖3 .坐標法坐標法的測設(shè)數(shù)據(jù)主要是計算圓曲線主點和細部點的坐標，然后根據(jù)控制點和細部

25、點的坐標，利用全站儀或 GPS RTK即可測設(shè)，不需要計算測設(shè)數(shù)據(jù)。下面介紹圓曲線主點和 細部點坐標的計算方法。（1 ）圓曲線主點坐標計算以圖9-15所示為例，根據(jù)路線交點JD及轉(zhuǎn)點ZDi、ZD2的坐標，反算出切線ZDi J D的方位角為01，按路線的轉(zhuǎn)角，推算出切線 JDtZD2的方位角02 = 91 + ，分角線J DtQZ的方位角03 =01 + 90° + /2 ,根據(jù)JD點的坐標及方位角 01、02、03和切線長T、 矢距E,計算出ZY和YZ的坐標，其公式為：*57 = X血 + TCOS 日 丫駅心+丁血q 北返 X+ Tcos q(9-9 )圖9-17坐標法測設(shè)圓曲線X

26、翠Xjq + E cos $ 丫彈-Yjq + 5 sin ”（2 ）圓曲線細部點坐標的計算根據(jù)圖中第一條切線的方位角01及偏角yPi點的方位角0Pi （ 0Pi= 01 + Y），再根據(jù)弦長為：（Yi=/2 ），可知圓曲線起點 ZY至細部點Ci和ZY的坐標計算細部點的坐標，其公式(9-10 )三、緩和曲線測設(shè)故在圓曲線上要用外側(cè)超高的方法克服離 半徑愈小離心力愈大，外側(cè)超高也 外側(cè)超高應有一個漸變的過程，在等級R （或由R漸變到）的曲線目前，我國公路、鐵路通常車輛由直線進入圓曲線行駛時會產(chǎn)生離心力， 心力。離心力的大小與行車速度、曲線半徑等因素有關(guān)， 應愈大。為了保證行車安全和延長車輛使用壽

27、命等， 線路中，通常在直線和圓曲線之間插入一段半徑由漸變到 緩和曲線。緩和曲線可以是螺旋線、三次拋物線等空間曲線。 用螺旋線作為緩和曲線。緩和曲線上任一點的曲率半徑p為：S_AC AF(9-11 )當I為緩和曲線全長Is時，p= R,則:(9-12 )有關(guān)，目前我國公路采用式（7 14 ),常數(shù)C與車速V（km/h）二（9-13 ）那么緩和曲線長Is為:圖9-18緩和曲線示意圖（二）切線角（或偏向角）公式HYRZHdldf(9-18 )圖9-19緩和曲線計算示意圖見圖9 19。對于微分弧段 dl有:d dl P u(9-15 )(9-16 )當l=ls時，切線角為:(9-17)（三）緩和曲線的

28、參數(shù)方程建立如圖9 19所示的獨立直角系。對于微分弧段dl的分量dx、dy有:dy - dl sin 4(9-19 )因B是小量，故對sin B、cos 3進行級數(shù)展開得:i2 F 嚴Sm(2c = £ 4&t+384Qcj - d r I9 cosC)=1 +r2/&2 更 4/F F 嚴匕/ N 4&3 3840?廣 /* 廣應)二1-二(9-20 )2c爺 4/將上式代至（9 20 ）式得: r 豐a t4加臥 3456/?*/!FS I7-4閔（9-22）(R+p)taii(a 2)IsHZE+p而內(nèi)移圓曲線，可采用移動圓心或縮短半徑的方法來實現(xiàn)。我國

29、在公路、鐵路的曲線測設(shè)中,通常采用內(nèi)移圓心的方法，見圖9 20。jr j ji 'j | I I ' j一 + 対6 刃宮 3366Ris）式即為緩和曲線的參數(shù)方程，特別地當l=ls時緩和曲線終四、具有緩和曲線的圓曲線（綜合曲線）測設(shè)當圓曲線兩端插入緩和曲線后，圓曲線應內(nèi)移一段距離，才能使緩和曲線與直線銜接。圖9-20綜合曲線（一）具有緩和曲線的圓曲線的主點及曲線元素1 .主點（見圖 9 20 ）有直緩點一ZH、緩圓點一HY、曲中點一QZ、圓緩點一YH、緩直點一HZ這5個主 點。2緩和曲線參數(shù)緩和曲線的切線增量m、曲線內(nèi)移值p及緩和曲線的切線角 3 0°p = y（f

30、-RQ-c卜（9-23 ）（9-24 ）3 .曲線元素（見圖 9 20 ）有曲線偏角 a圓曲線半徑R、緩和曲線長一Is這3個已知元素和切線長一T、曲線長L、外矢距E、切曲差q這4個推算元素。T = w + （ + 戸）tan 2L = R180E =（農(nóng)+p） see-R2q = 2T-L（9-25 ）4 .主點里程（見圖 9 20 ）ZHDK=JD DK - T, HY DK=ZH DK + Is , QZ DK=ZH DK + L/2,HZ DK=ZH DK + L, HZDK=JD DK + T - q （檢核）YH DK=HZ DK - ls , YH DK=QZ DK + （L-2l

31、s）/2（檢核）（二）曲線主點的測設(shè)測設(shè)步驟（見圖 9 20 ）:1 在JD點置儀，分別照準切線上的直線轉(zhuǎn)點樁或交點樁，并沿視線方向量取切線 長T,確定ZH點和HZ點，并予以標定；2 .以HZ點定向，正倒分中法撥角 （180 ° - a ）/2 （右偏正撥、左偏反撥）確定外矢距方向，沿分中方向量取外矢距長E,并標定QZ點；3 .在ZH點（或HZ點）置儀，照準 JD點，沿視線方向量取長 x0定點；4 .在所確定點處置儀，以JD點定向，向曲線方向撥直角，沿視線方向量取長yO ,標定HY點（或YH點）。（三）曲線細部點的測設(shè)1 .偏角法測設(shè)(1 )測設(shè)元素緩和曲線點間距為I，圓曲線點間距為

32、lc。緩和曲線上任意一點i和圓曲線上任意一點I的偏角為:& = arctan = - 再6盹(9-26)(2 )測設(shè)步驟對緩和曲線、圓曲線細部點的定位、調(diào)整方法同單圓曲線的偏角法測設(shè)，此處略。注：在確定HY點處圓曲線的切線時，倒鏡以 ZH點定向，度盤配置 30 3 0,縱轉(zhuǎn)望遠鏡為正鏡，當讀數(shù)為 0° 00' 00"時視線的方向即為切線方向。2 切線支距法測設(shè)(1)測設(shè)元素緩和曲線點間距為I，圓曲線點間距為lc。建立以ZH(或HY)點為原點、以指向JD點方向為x軸、垂直x軸并指向曲線內(nèi)側(cè)的 方向為y軸的獨立直角坐標系，緩和曲線上任一點i和圓曲線上任一點I的坐

33、標為：(9-28 )(9-29 )2R圖9-22偏角法測設(shè)示意圖第四節(jié)道路施工測量道路施工測量的主要工作包括：恢復道路中線，測設(shè)施工控制樁、路基邊樁，豎曲線測 設(shè)，路面和路拱測設(shè)，竣工測量。從道路勘測，經(jīng)過工程設(shè)計到開始施工這段時間里，往往有一部分中線樁點被碰動或丟 失。為了確保路線中線位置的正確無誤，施工前，應進行一次復核測量，將已經(jīng)丟失或碰動過的交點樁、里程樁等恢復和校正好，其方法與中線測量基本相同，只不過恢復中線測量是局部性的工作。由于路線中線樁在施工中要被挖掉或堆埋，為了在施工中控制中線位置，需要在不易受 施工破壞、便于引測、易于保存樁位的地方測設(shè)施工控制樁，其方法如下：（一）平行線法

34、平行線法是在設(shè)計的路基寬度以外，測設(shè)兩排平行于中線的施工控制樁，如圖9-23所示。控制樁的間距一般取 1020m 。平行線法多用于地勢平坦、直線段較長的道路。-料邊線IIIJIlliKl+200KH22OKI+240KI £60.i . 1 M備 l-I IIIItIIIiiI1堵邊線i14ii-、施T控制丨圖9-23平行線法（二）延長線法延長線法是在道路轉(zhuǎn)折處的延長線上，以及曲線中點至交點的延長線上測設(shè)施工控制 樁，如圖9-24所示。圖9-24延長線法每條延長線上應設(shè)置兩個以上的控制樁，量出其間距及與交點的距離，做好記錄，據(jù)此 恢復中線交點。延長線法多用于地勢起伏較大、直線段較短的

35、道路。路基的形式主要有三種，即填方路基（稱為路堤，如圖9-25 a所示）、挖方路基（稱路基邊樁測設(shè)，就是把設(shè)計路基的邊坡與原地面相交的點測設(shè)出來，在地面上釘設(shè)木樁（稱為邊樁），作為路基測設(shè)的依據(jù)。邊樁的測設(shè)方法如下：（一）圖解法在線路工程設(shè)計時，地形橫斷面及設(shè)計標準斷面都已繪制在橫斷面圖上，邊樁的位置可 用圖解法求得，即在橫斷面圖上量取中線樁至邊樁的距離，然后到實地在橫斷面方向上用卷尺量出其位置。（二）解析法解析法是通過計算求得中線樁至邊樁的距離。在平地和山區(qū)計算和測設(shè)的方法不同。1 平坦地段，路堤和路塹邊樁計算（圖9-25 ）:路堤邊樁至中線樁的距離為：-1- - （9-30 ）路塹邊樁至中

36、線樁的距離為：一丄（9-31 ）式中，B 路基設(shè)計寬度1/ m 路基邊坡坡度h 填土高度或挖土深度S路塹邊溝頂寬2 .山坡地段路基邊樁測設(shè)圖9-26為傾斜地面路基橫斷面示意圖，則由圖可知左、右邊樁距中樁的距離為:爼-曲utan 爲-唇£ 一遙£(9-32)i1:4. IBm/A, Y,<設(shè)廿線i i；«i屮 i a圖9-26山坡地段路基邊樁的測設(shè)式中，B、m、S均為設(shè)計時確定，因此I左、I右隨h左、h右而變，而二、,為左、“匯紅上互=血歹+比二? sin o_A cos 喝右邊樁地面與路基設(shè)計高程的高差，由于邊樁位置是待定的，故I左、I右均不能事先確定。在實

37、際測設(shè)工作中，是沿著橫斷面方向，采用逐漸趨近法測設(shè)邊樁。如圖9-19所示，設(shè)路基寬度為8m，路塹邊溝頂寬度為 2m，中心樁挖深為 4m，邊坡坡度為1:1 ，測設(shè)步驟如 下：(1 )估計邊樁位置根據(jù)地形情況，估計左邊樁處地面比中樁地面低1米，即丄=(4-1 )= 3m，則代入式(9-32 )得左邊樁的近似距離L = B/2+S+m-h = 8/2+2+1x3=9.0(砧在實地沿橫斷面方向往左側(cè)量9m，在地面上定出1點。(2 )實測高差用水準儀實測1點與中樁之高差為1.5m，貝U 1點距中樁之平距應為AC.麗此值比初次估算值小，故正確的邊樁位置應在1點的內(nèi)側(cè)。(3 )重估邊樁位置正確的邊樁位置應在

38、距離中樁8.59 m之間，重新估計邊樁距離為 8.8米，在地面上定出2點。(4 )重測高差測出2點與中樁的實際高差為 1.2m，則2點與中樁之平距應為L =5/2+S+?w= 8/2+2+H2.8 = 8.8()此值與估計值相符，故 2點即為左側(cè)邊樁位置。在線路的縱坡變更處，為了滿足視距的要求和行車平穩(wěn)，在豎直面內(nèi)用圓曲線將兩段縱 坡連接起來，這種曲線叫豎曲線，如圖9-27所示。圖9-27 豎曲線測設(shè)豎曲線時，根據(jù)路線縱斷面圖設(shè)計中所設(shè)計的豎曲線半徑R和相鄰坡道的坡度珂£ =:2R 2，計算測設(shè)數(shù)據(jù)。豎曲線元素的計算可用平曲線的計算公式：(9-33 )由于豎曲線的坡度轉(zhuǎn)折角二很小，計

39、算公式可簡化為tan a/2 超 ap于=1/2曲嚴J 厶二盹-鮎).因此(9-34 )對于E值也可按下面的近似公式計算:因為 DF 沁 CD 二 E, 11A0F s CAF，則” 一,因此：D_AC AF口 一二. (9-35 )有因為.-J 丄1得二(9-36 )同理，可導出豎曲線中間各點按直角坐標法測設(shè)的縱距（即標高改正值）計算式:(9-37 )上式中I值在凹形豎曲線中為正值，在凸形豎曲線中為負值。（一）路面測設(shè)在鋪設(shè)公路路面時，應先測設(shè)路槽。方法如下：從最近的水準點出發(fā)，用水準儀測出各樁的路基設(shè)計標高，然后在路基的中線上按施工用鋼尺或儀器由高程樁（M）沿橫斷面方向左、右各量路槽寬帶的

40、一半，定出路槽邊樁A、B,使其樁頂高程為鋪設(shè)路面的設(shè)計標高。在A、B、M樁設(shè)立一小木樁，使其樁頂高程為路槽的設(shè)計標高，即可開挖路槽。（二）路拱測設(shè)路拱是為了使行車穩(wěn)定，有利于路面排水，使路中間按一定的曲線形式加高，多采用拋 物線或圓曲線，并向兩側(cè)傾斜而形成的拱。1 拋物線形式的路拱測設(shè)先由路面寬度B和橫坡i計算出路拱高度f。然后計算中樁左右兩側(cè)0.1 B、0.2 B、0.3B、0.4 B、0.5 B各點處的加高值。八壯/2(9-38)2p B圖9-29拋物線型路拱測設(shè)測設(shè)方法為從中樁沿橫斷面左右兩側(cè) 0.1 B、0.2 B、0.3 B、0.4 B、0.5 B處打木樁，使 樁頂高程為計算出的值。

41、圖9-30圓曲線型路拱測設(shè)L為圓曲線長度，一般為 2.0m，則R= L/i。，即圓曲線半徑路拱橫坡的倒數(shù)。然后按廠T21rE ； R2R 2-JL n式計算出路拱高和外矢距。(9-39)依據(jù)路面寬度和路拱橫坡計算出圓曲線半徑、路拱高、外矢距，根據(jù)上述參數(shù)制作路拱 模板進行測設(shè)。在路基土石方工程完工之后，鋪設(shè)之前應當進行線路竣工測量。它的任務是最后確定道路中線位置，作為鋪設(shè)的依據(jù)；同時檢查路基施工質(zhì)量是否符合設(shè)計要求。它的內(nèi)容包括中線測量、高程測量和橫斷面測量。（一）中線測量首先根據(jù)護樁將主要控制點恢復到路基上，進行道路中線貫通測量，在有橋梁、隧道等的地方應從橋粱、隧道的線路中線向兩端引測貫通。

42、貫通測量后的中線位置，應符合路基寬度和建筑物接近限界的要求；同時中線控制樁和交點樁應固樁。對于曲線地段，應定出交點，重新測量轉(zhuǎn)向角值；當新測角值與原來轉(zhuǎn)向角之差在限值 范圍內(nèi)時，仍采用原來的資料； 測角精度與復測時相同。曲線的控制點應進行檢查，曲線的切線長、外矢距等檢查誤差在 1 / 2000以內(nèi)時，仍用原樁點；曲線橫向閉合差不應大于5cm。中線上，直線地段每 50 m、曲線地般每20 m測設(shè)一樁；道岔中心、變坡點、橋涵中心 等處均需釘設(shè)加樁。（二）高程測量竣工測量時，應將水準點移設(shè)到穩(wěn)固的建筑物上，或埋設(shè)永久性混凝土水準點；其間距 不應大于2 km ;其精度與定測時要求相同；全線高程必須統(tǒng)一

43、，消滅因采用不同高程基準 而產(chǎn)生的斷高”中樁高程按復測方法進行，路基高程與設(shè)計高程之差不應超過5 cm。（三）橫斷面測量主要檢查路基寬度、側(cè)溝的深度，寬度與設(shè)計值之差不得大于5 cm,若不符合要求且誤差超限者應進行整修。線路”是指道路工程以及給水管、排水管、電力線、通訊線及各種工業(yè)管道等的總稱。 在這些線路工程的勘測設(shè)計和施工階段所進行的測量工作稱為線路工程測量。在勘測設(shè)計階段的測量包括線路控制測量和帶狀地形圖測繪與線路定測?？刂茰y量包括平面控制測量和高程控制測量；帶狀地形圖多測繪1 : 2000的地形圖；線路定測包括中線測量、縱斷面測繪、橫斷面測繪。土石方計算也是一項重要的內(nèi)容。曲線測設(shè)包括

44、曲線要素計算、曲線主點測設(shè)和細部點測設(shè)。目前常用的測設(shè)方法為偏角 法和坐標法。一般采用全站儀和GPS RTK測設(shè)。道路施工測量的主要工作包括：恢復道路中線，測設(shè)施工控制樁、路基邊樁，豎曲線測 設(shè)，路面和路拱測設(shè)，竣工測量。1 線路工程的測量工作主要內(nèi)容有哪些？2 .線路中線測量的主要工作有哪些？3 線路的加樁包括哪些？4圓曲線的主點和測設(shè)元素是什么？5 公路勘測規(guī)范規(guī)定，平曲線上中樁宜采用的敷設(shè)方法有哪些？6 路線縱斷面測量的任務是什么？7 橫斷面的測量常用的方法有哪些？8 道路施工測量的主要工作包括哪些？橋梁、隧道工程施工測量學習目標1 掌握橋梁、隧道控制測量的常用方法；2 了解橋梁、隧道施

45、工測量的內(nèi)容；明確橋梁、隧道施工測量的原理及使用的儀器既與普通測量相同，又區(qū)別于普通測量。橋梁按其跨徑長度一般分為特大型橋、大型橋、中型橋、小型橋和涵洞五類，見表10-1。橋梁施工測量的方法及精度要求隨橋梁軸線長度、橋梁結(jié)構(gòu)而定，主要內(nèi)容包括平面控 制測量、高程控制測量、墩臺定位、軸線測設(shè)等。表10-1橋梁涵洞按垮徑分類橋涵分類多孔跨徑總長L (m )單孔垮徑長L ( m )特大橋L> 500L> 100大橋100WL<50040WL中橋3020WL<40小橋8W LW 305< L<20涵洞L<8L<5橋位平面控制測量的目的是測定橋軸線長度并據(jù)

46、此進行墩、臺的放樣，也可用于施工過 程中的變形監(jiān)測。平面控制測量可根據(jù)現(xiàn)場及設(shè)備情況采用導線測量、三角測量和GPS測量。三角網(wǎng)的幾種布設(shè)形式如圖10-1所示，圖中點畫線為橋軸線，控制點盡可能使橋的軸線作為三角形的一個邊，如不能，也應將橋軸線的兩個端點納入網(wǎng)內(nèi)，以間接計算橋軸線長度，從而提高橋軸線的測量精度。橋位三角網(wǎng)的布設(shè)，力求圖形簡單，除滿足三角測量本身的要求外，還要求控制點選在 不被水淹、不受施工干擾的地方，便于交會橋、墩，其交會角不宜太大或太小?；€應與橋 梁中線近似垂直，其長度一般不小于橋軸線長度的0.7倍，困難地段也不應小于 0.5倍。在控制點上要埋設(shè)標石及刻有“+”字的金屬中心標志

47、，如兼作高程控制點，則中心標志的頂部宜做成半球形。圖10-1橋位三角網(wǎng)形式10-2所示。控制網(wǎng)可采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)。采用邊角網(wǎng)時宜測定兩條基線；采用測邊網(wǎng)時 宜測量所有的邊長，不測角；邊角網(wǎng)則要測量邊長和角度。一般來說，在邊、角精度互相匹 配的條件下，邊角網(wǎng)的精度較高。中型橋位三角網(wǎng)主要技術(shù)要求如表表10-2 橋位三角網(wǎng)精度表等測角中橋軸線相基線相對數(shù)等控制樁最大間誤差對中中誤橋軸閉級基線J1J2J6距離（）誤差差線合差（m）（）1/130001/26000一 >5000±1.034±3.512-00_ 20005001/14000-三±1.81/7

48、000023±7.0912-00E 1000200四±2.51/40000 1/80000l (3)2 (4)±9.069120五 5001000±5.01/20000 1/40000(2)(3)±15.0469六 200500±10.01/10000 1/20000(1 )(2)±30.0246七 <200±20.01/50001/10000(1 )(1 )±60.0-24方向觀測法測回橋軸線的三角形丈量測回數(shù)橋位的高程控制測量,般在路線基平時就已經(jīng)建立，施工階段只需要復測和加密。000 m以上的

49、特大型橋梁應該采用三等水準測量，2000 m以下的橋梁采用四等水準測量。當跨河視線較長或前后視距相差懸殊時，水準尺上讀數(shù)精度將會降低，水準儀的i角誤差和地球曲率、大氣折光的影響將會增加，這時可采用跨河水準測量的方法或光電高程測量 方法。（一）跨河水準測量的方法如用兩臺精度相同的水準儀同時作對向觀測，兩岸測站點和立尺點布置如圖10-2 所示的對稱圖形，圖中 A、B為立尺點，C、D為測站點，要求 AD與BC距離基本相等，AC 與BD距離基本相等，且 AC和BD不小于10 m。圖10-2 跨河水準測量用兩臺水準儀作同時對向觀測時， C站先測本岸A點尺上讀數(shù)得ai，后測對岸B點尺 上讀數(shù)24次，取其平

50、均數(shù)得 bi，其高差為hi=ai-bi，此時在D站上，同樣先測本岸 B 點尺上讀數(shù)得b2，后測對岸A點尺上讀數(shù)24次，取其平均數(shù)得a2，其高差為h2=a2-b2。 取hi和h2的平均數(shù)，完成一個測回，一般進行 4個測回。（二）光電測距三角高程測量如有電子全站儀，則可以用光電測距三角高程的測量方法。即在河的兩岸布置1、2兩個水準點，在1點安置全站儀，在 2點安置棱鏡，分別量取儀器和棱鏡高。全站儀照準棱 鏡中心，測得1、2兩點間的高差。由于視距較長且穿過水面，高差的測定會受到地球曲率 和大氣垂直折光的影響，但是大氣狀況在短時間內(nèi)不會有很大的變化，故可以采用對向觀測的方法，即在1點觀測完畢將全站儀與

51、棱鏡位置對調(diào)，用同樣的方法再進行一次測量，取 對向觀測高差的平均值作為1、2兩點間的高差。橋梁墩、臺定位測量是橋梁施工測量中的關(guān)鍵性工作。水中橋墩基礎(chǔ)施工定位，采用方 向交會法，這是由于水中橋墩基礎(chǔ)一般采用浮運法施工，目標處于浮動中的不穩(wěn)定狀態(tài)，在其上無法使儀器穩(wěn)定。在已穩(wěn)固的墩臺基礎(chǔ)上定位時，可以采用直接丈量法、方向交會法和極坐標法。（一）直接丈量法在無水的河灘上或水面較窄鋼尺可以跨越時，可用直接丈量法。根據(jù)圖紙計算出各段距 離，測設(shè)前要檢定鋼尺，按精密量距方法進行。一般從橋的軸線一端開始，測設(shè)出墩、臺中 心，并附合到軸線的另一端以便校核。在不得已時可以從兩端向中間測設(shè)。若在限差之內(nèi)， 則按

52、各段測設(shè)的距離在測設(shè)點位上打好木樁，同時在樁上釘一小釘進行標記。直接丈量定位必須丈量兩次以上作為校核，當誤差不超過2 cm時，認為滿足要求。（二）方向交會法如果橋墩所在位置的河水較深，無法直接丈量時，可采用方向交會法測設(shè)。如圖10-3所示，AB為橋軸線，C、D為橋梁平面控制網(wǎng)中的控制點，Pi點為第i個橋墩設(shè)計的中心位置（待測設(shè)的點）。在 C、A、D三點上各安置一臺 DJ2或DJ1經(jīng)緯儀，A點上的經(jīng)緯儀照 準B點，定出橋軸線方向； C、D兩點上的經(jīng)緯儀均先照準 A點，并分別根據(jù) R點的設(shè)計 坐標和控制點坐標計算出控制點上的應測設(shè)角度，定出交會方向線。由于測量誤差的存在， 從C、A、D三點指來的三

53、條方向線一般不會正好交會于一點，而是形成誤差三角形P1P2P3。如果誤差三角形在橋軸線上的邊長P1P3對于墩底定位不超過 25 mm，對于墩頂定位不超過15 mm，則從P2向AB作垂線P2R, Pi即為橋墩中心。在橋墩施工中，隨著橋墩的逐 漸筑高，橋墩中心的放樣工作需要重復進行，而且要迅速和準確。 為此，在第一次求得正確的橋墩中心位置 Pi后，將CPi和DPi方向線延長到對岸，設(shè)立固定的瞄準標志C'、D',如圖10-4所示。以后每次作方向交會法放樣時，從C、D點直接瞄準C '、D'點，即可恢復對Pi點的交會方向。圖10-3 方向交會圖10-4 固定瞄準標志實踐表明，交會精度與交會角CPiD有關(guān)，當交會角在 60 °120 °時，測量精度較高。故在選擇基線和布網(wǎng)時應考慮使交會角在60° 120° ，在實在達不到的情況下也應不小于30。且不大于150 °，超出這個范圍時可以用加設(shè)交會用的控制點或設(shè)置輔助點的辦法解決。（三）極坐標法如果有全站儀或測距儀，待放樣的點位上可以安置棱鏡，且測距儀或全站儀與棱鏡或反 光鏡可以通視，則可用極坐標法放樣橋墩中心位置。做法是先算出欲放樣墩臺的中心坐標， 求出放