道路工程測量PPT課件

1、道路工程測量概述在道路的勘測設計和施工中所進行的測量工作稱為道路工程測量。道路工程測量的工作程序：“先控制后細部”的原則，一般為先進行道路工程控制測量和沿路線的地形測量，再進行道路工程的高計，然后進行道路工程的施工測量?；脽羝庞?第1頁/共66頁道路工程測量概述 道路工程控制網的特點 只沿線路方向大布設，是一個長達數(shù)公里、數(shù)十僅是甚至數(shù)百公里而寬度只有數(shù)十米或數(shù)百米的狹長帶狀控制網，并且需要與國家或城市控制網聯(lián)測，以納入統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)。第2頁/共66頁道路工程測量概述 控制網的發(fā)展 傳統(tǒng)的路橋控制測量以三角網和導線網為主要布網形式。由于三角測量布網、選點比較困難，導線測量具有選點容易、布

2、網靈活的特點，隨著測距儀、全站儀的普及，導線測量逐漸代替三角測量成為道路測量的常用控制測量方式。第3頁/共66頁道路工程測量概述 推薦布網方式 全局范圍內用GPS技術來建立首級控制網，再用導線網或邊角網方法進行控制網的加密。第4頁/共66頁道路工程測量概述 高程控制 為道路工程建立高程控制的中線水準測量稱為基平測量，常用三、四等水準測量來建立。 通過WGS-84橢球體高程與大地水準面黃海高程系的轉換，用GPS技術也可以測定控制點的高程，其精度已能過到三、四等水準測量精度，因此GPS測定高程也可用于路線水準測量中的基平測量第5頁/共66頁道路工程測量概述 道路勘測設計測量 初測：在沿著路線可能經

3、過的范圍內大同市導線和水準路線，測量路線帶狀地形圖和地形縱斷面圖，收集沿線的地質、水文等資料，作紙上定線，編制比較方案，為初步設計提供依據(jù)。根據(jù)初步設計，選定某一定線方案。 定測：在選定設計方案的路線上進行中線測量、縱斷面和橫斷面測量以及局部地區(qū)的大比例尺地形圖的測繪等，為中線縱坡設計、工程量計算等道路技術提供詳細的測量資料。第6頁/共66頁道路工程測量概述 道路施工測量的工作 施工前和施工中，需要恢復中線、測設路基邊樁和豎曲線等。 工程逐項結束后，還應進行竣工驗收測量，為工程竣工后的使用、養(yǎng)護提供必要的資料。第7頁/共66頁道路中線測量 道路中線測量是把道路的設計中心線測設在實地上。 道路中

4、線的平面幾何線型由直線和曲線組成。 中線測量工作：測設中線上各交點（JD）和轉點（ZD）、量距和釘樁、測量轉點上的偏角、測設圓曲線和緩和曲線等第8頁/共66頁中線測量平面線型 由直線和曲線（圓曲線、緩和曲線）組成。由直線和曲線（圓曲線、緩和曲線）組成。直線圓曲線緩和曲線第9頁/共66頁中線測量的概念 通過直線和曲線的測設，將道路中心線的平面位置測設到地面上，并測出其里程。即測設直線上、圓曲線上或緩和曲線上中樁。第10頁/共66頁路線的交點和轉點測設 路線的各個交點是相鄰直線段的相交之點。 交點（包括起點和終點）是詳細測設道路中線的控制點。一般先在初測的帶狀地形圖上進行紙上定線，設計交點的位置，

5、然后實地測設交點位置。 轉點是路線直線段上的點。定線測量中，當相鄰兩交點互不通視或直線段較長時，需要在其連線（直線段）上測定個或幾個轉點，以便在交點測量轉折角和直線量距時作為照冷和定線的目標。路線直線段上，一般每隔200300米設一轉點，另外，在路線與其它道路交叉處以及路線上需設置橋、涵等構筑物處，也需要測設轉點。第11頁/共66頁交點的測設方法 一、根據(jù)地物測設交點 二、根據(jù)導線點和交點的設計坐標測設交點 三、放點穿線交點法測設交點 放點穿線測設交點第12頁/共66頁轉點的測設方法 兩交點間設轉點 延長線上設轉點 第13頁/共66頁交點（JD）測設方法一 根據(jù)與地物的關系測設路線交點 JD1

6、2的位置已在地形圖上確定，可在圖上量出交點到兩房角和電桿的距離，在現(xiàn)場根據(jù)相應的房角和電桿，用皮尺分別量取相應尺寸，用距離交會法測設出JD12交點。 第14頁/共66頁交點（JD）測設方法二 根據(jù)導線點和交點的設計坐標測設交點 根據(jù)附近導線點和交點的設計坐標，反算出有關測設數(shù)據(jù)，按坐標法、角度交會法或距離交會法測設出交點。根據(jù) 導線點6、7和JD1三點的坐標，反算出方位角和6點到JD1之間的距離D，按極坐標法測設JDl。 有全站儀的情況下可直接進行坐標放樣 第15頁/共66頁交點（JD）測設方法三 放點穿線交點法測設交點放點 在圖上選定中線上的某些點，根據(jù)鄰近地物或導線點量得測設數(shù)據(jù)，用合適的

7、方法（極坐標法、支距法等）在實地測設出這些點P1、P2、P3、P4。ABP1P2P3P4第16頁/共66頁極坐標法和支距法第17頁/共66頁交點（JD）測設方法三 穿線交點法測設交點穿線 由于圖解數(shù)據(jù)和放點測量工作中均存在偶然誤差，使測設的這些點P1、P2、P3、P4不嚴格在一條直線上。采用目估法穿線或經緯儀視準法穿線，通過比較和選擇，定出一條盡可能多的穿過或靠近臨時點的直線AB。最后在A、B或其方向上打下兩個以上的轉點，取消臨時點樁。第18頁/共66頁交點（JD）測設方法三 穿線交點法測設交點定交點 當兩條相交的 直線AB、CD在地面上確定后，可進行交點測設。將經緯儀置于B點瞄準A點，倒鏡，

8、在視線上接近交點JD的概略位置前后打下兩樁(騎馬樁)。采用正倒鏡分中法在該兩樁上定出a,b兩點，并釘以小釘，掛上細線。儀器搬至C點，同法定出c,d點，掛上細線，兩細線的相交處打下木樁，并釘下小釘，得到JD點。 第19頁/共66頁轉點的測設方法一 兩交點間設轉點方法: : 在JD5JD5、JD6JD6的大致中間位置ZDZD架儀。瞄準JD5JD5，望遠鏡轉180180度，定出JD6JD6。 測量出a a、b b距離和JD6JD6到JD6JD6的距離。 利用右式計算e e值，實地量取e e，得ZDZD點。有： 在新定的ZDZD點架儀，檢查三點是否在一直線上。 重復以上步驟直到滿足要求。fbaae第2

9、0頁/共66頁轉點的測設方法二 延長線上設轉點 在JD8、JD9延長線上初定轉點ZD。 在ZDf上安置經緯儀，用正倒鏡照準JD8，固緊水平制動螺旋俯視JD9，兩次取中得到中點JD9。若JD9與JD9重合或偏差值f在容許范圍內，即可將Jd9作為轉點，否則應重設轉點。 用視距法定出a、b，則ZD應橫向移動的距離e可按下式計算. 將ZD按e值移至ZD。重復上述方法，直至符合要求為止。 fbaaeabaef第21頁/共66頁路線轉折角測定 線路的交點和轉點確定后，可測量各交點的轉折角。通常是測定線路前進方向的右角 。用DJ2或DJ6經緯儀按測回法觀測一個測回。為了測設曲線，還要通過所測的右角 計算出線

10、路的偏角 。當 180時為右偏角(線路向右轉)，當 180時為左偏角(線路向左轉)。右偏角或左偏角的計算按下式進行：180右180左時為右偏角180時為左偏角180第22頁/共66頁轉角的計算 當左 180時，為右轉角， 有：y=左-180 當左180時，為左轉角， 有：z=180-左 當右180時，為左轉角， 有：z=右- 180 3y4zJD3JD4JDJD第23頁/共66頁路線分角線測定 在轉折角 測定后， 定出其分角線方向C，在此方向上釘臨時樁，以便日后測設線路曲線的中點。 第24頁/共66頁里程樁（中樁）的設置 道路中線上除了交點和轉點樁以外，還每隔一定距離設置里程樁。它的作用是：既

11、詳細標定了路線的位置和路線長度，又是施測路線縱、橫斷面的依據(jù)。 設置里程樁的工作主要是定線、量距和打樁。 各樁的樁號表示該樁距路線起點的里程，例如，某交點樁距路線起點的距離為3135.12m,其樁號為“JD3+135.12”。第25頁/共66頁里程樁（中樁）的設置 里程樁分為整樁和加樁 整樁是由路線起點開始，直線上每隔20m或50m設置一樁，曲線上根據(jù)不同的曲線半徑每隔20m,10m或5m設置一樁，如（a）. 加樁分為地形加樁、地物加樁、曲線加樁和關系加樁。 地形加樁是標志沿中線地面起伏變化處、橫各坡度變化處以及天然河溝、陡坎等地形變化處所設置的里程樁。 地物加樁是指沿中線有人工構筑物的地方（

12、例如，橋梁、涵洞處，路線與其它公路、鐵路、渠道、高壓線等交叉處，以及土壤地質變化處）加設的里程樁。如（b）所示的地物加樁標志此處有涵洞。 曲線加樁是指曲線上設置的主點樁，如圓曲線起點（ZY）、圓曲線中點（QZ）、圓曲線終點（YZ）。圖（c）所示的曲線加樁表示此處為道路圓曲線的起點。 關系加樁是指路線上的轉點(ZD)樁和交點（JD）樁。第26頁/共66頁里程樁（中樁）的設置 在釘樁時，對于交點樁、轉點樁、距線路起點每隔500m處的整樁、重要地物加樁(如橋、隧道位置樁)，以及曲線主點校，都要打下6cmX6cm的方樁(圖d所示)，樁頂露出地面約20cm并釘上中心釘，在其旁邊釘一指示樁(圖e所示)，指

13、示樁為板樁。交點樁的指示樁應釘在曲線圓心和交點連線外距交點20cm的位置，字面朝向交點。曲線主點的指示樁字面朝向圓心。其余的里程樁一般使用板樁，一半露出地面，以便書寫校號，字面一律背向線路前進方向。 第27頁/共66頁里程樁第28頁/共66頁圓曲線的測設 利用PC機軟件或儀器計算出整條線路的坐標。 把計算結果傳到全站儀 利用全站儀的坐標放樣功能進行坐標放樣 全站儀安置于某控制點上，再照準另一控制點進行定向。 調取儀器中的坐標或現(xiàn)場輸入坐標進行放樣。 可用儀器自帶的對邊測量功能檢查放樣結果的準確性。第29頁/共66頁線路縱斷面測量第30頁/共66頁路線縱橫斷面測量概述 縱斷面測量又稱線路水準測量

14、。它的任務是測定中線上各里程樁的地面高程，繪制中線縱斷面圖，作為設計線路坡度、計算中樁填挖尺寸的依據(jù)。 線路水準測量分兩步進行：首先在線路方向上設置水準點，建立高程控制，稱為基平測量；其次是根據(jù)各水準點高程，分段進行中樁水準測量，稱為中平測量?；綔y量的精度要求比中平高，一般按四等水準測量的精度；中平測量只作單程觀測，按普通水準測量精度。 橫斷面測量是測定各中心樁兩側垂直于線路中線的地面高程，可供路基設計、計算土石方量及施工放邊樁之用。 傳統(tǒng)的路線縱、橫斷面測量是用水準儀進行，因此又稱距線水準測量。現(xiàn)在又增加了全站儀和GPS的方法進行路線縱、橫斷面測量第31頁/共66頁路線縱斷面測量步驟 為了

15、提高測量精度和成果檢查，根據(jù)“從整體到局部”的測量原則，路線水準測量分兩步進行： 首先是沿線路方向設置若干水準點，建立沿線路的高程控制網，稱為“基平測量”； 然后是根據(jù)各水準點的高程，分段進行中樁水準測量，測定道路各個中線樁的高程，稱為”中平測量“。 基平測量的精度要求比中平測量高，一般至少按四等水準的精度要求，中平測量只作單程觀測，可按普通的工程水準測量精度要求，但水準路線的兩端必須附合于由基平測量測定高程的水準點作為檢驗。 第32頁/共66頁基平測量第一步 水準點布設 高程控制測量也稱基平測量。布設的水準點分永久水準點和臨時水準點兩種，是高程測量的控制點，在勘測設計和施工階段甚至工程運營階

16、段都要使用。因此，水準點應選在地基穩(wěn)固、易于聯(lián)以及施工時不易被破壞的地方。水準點要埋設標石，也可設在永久性建筑物上，或將金屬標志嵌在基巖上。 永久性水準點，在較長線路上一般應每隔25-30km布設一點；在線路起點和終點、大橋兩岸、隧道兩端，以及需要長期觀測高程的重點工程附近，均應布設。臨時水準點的布設密度應根據(jù)地形復雜情況和工程需要而定。在重丘陵和山區(qū)，每隔05-1km布設一個，在平原和微丘陵區(qū)，每隔1-2km布設一個。此外，在中小橋梁、涵洞以及停車場等地段，均應布設。較短的線路上，一般每隔300-500m布設一點。 第33頁/共66頁基平測量第二步 施測 基平測量時，首先應將起始水準點與國家

17、高程基準進行聯(lián)測，以獲得絕對高程。在沿線途中，也應盡量與附近國家水準點進行聯(lián)測，以便獲得更多的檢核條件。若線路附近沒有國家水準點，也可以采用假定高程基準。將水準點連成水準路線，采用四等水準測量的方法，或光電測距三角高程測量的方法進行，外業(yè)成果合格后要進行平差計算，得到各水準點的高程。第34頁/共66頁中平測量方法（縱斷面測量） 水準儀中平測量 全站儀坐標法中平測量 GPS中平測量第35頁/共66頁水準儀中平測量（縱斷面測量）概述 線路縱斷面測量也稱中平測量。從一個水準點出發(fā)，逐個測定中線樁的地面高程，附合到下一個水準點上。相鄰水準點間構成一條附合水準路線。 測量時，在每一測站上首先讀取后、前兩

18、轉點(TP)的標尺讀數(shù)，再讀取兩轉點間所有中樁地面點(中間點)的標尺讀數(shù)，中間點的立尺由后視立尺人員來完成。 由于轉點起傳遞高程的作用，因此，轉點標尺應立在尺墊、穩(wěn)固的樁頂或堅石上，尺上讀數(shù)至毫米，視距一般不應超過150m。中間點標尺上讀數(shù)至厘米，要求尺子立在緊靠樁邊的地面上。當線路跨越河流時，還需測出河床斷面、洪水位高程和正常水位高程，并注明時間，以便為橋梁設計提供資料。 第36頁/共66頁水準儀中平測量（縱斷面測量）施測 水準儀置于測站，后視水準點BM.1，前視轉點TP.1，將觀測結果分別記人表中“后視”和“前視”欄內；然后觀測BM.1和TP.1中間的各個中樁，讓后司尺員將標尺依次立于0十

19、000，0十050，0十120各中樁處的地面上，將讀數(shù)分別記入表中“中視”欄內。如果利用中線樁作轉點，應將標尺立在樁頂上，并記錄樁高。 儀器搬至測站，后視轉點TP.1，前視轉點TP.2，然后觀測各中樁地面點。用同法繼續(xù)向前觀測，直至附合到水準點BM.2，完成附合路線的觀測工作。 每一測站的各項計算依次按下列公式進行： 視線高程后視點高程十后視讀數(shù)轉點高程視線高程一前視讀數(shù)中樁高程視線高程一間視讀數(shù) 記錄員應邊記錄邊計算，直至下一個水準點為止。計算高差閉合差 ，若 ，則符合要求，可以不進行閉合差的調整，以表中計算的各點高程作為繪制縱斷面圖的數(shù)據(jù)。 hfmmLf允h50第37頁/共66頁水準儀中平

20、測量（縱斷面測量）示意圖L30 高速、一級公路：高速、一級公路：L50二級及以下公路：二級及以下公路： 第38頁/共66頁水準儀中平測量（縱斷面測量）記錄表第39頁/共66頁全站儀中平測量（縱斷面測量） 先在BM1上測定各轉點TP1、TP2的高程，再在TP1、TP2上架儀，測定各樁點的高程。同樣要從BM1測至BM2上，檢查高差閉合差。其原理為三角高程測量原理。TP1TP20+0400+0200+0510+0000+0600+1600+2000+180BM1第40頁/共66頁縱斷面圖的繪制 以里程為橫坐標，高程為縱坐標。第41頁/共66頁線路橫斷面測量第42頁/共66頁線路橫斷面測量概述 線路橫

21、斷面測量的主要任務是在各中線樁處穗定垂直于中線方向的地面起伏，然后繪成橫斷面圖，是橫斷面設計、土石方等工程量計算和施工時確定斷面填挖邊界的依據(jù)。 橫斷面測量的寬度，根據(jù)實際工程要求和地形情況確定。一般在中線兩測各測15-50m，距離和高差分別準確到01m和005m即可滿足要求。因此，橫斷面測量多采用簡易的測量工具和方法，以提高工效。第43頁/共66頁線路橫斷面測量的目的和方法 目的 測定線路各中樁處垂直于中線方向上的地面起伏情況，繪制橫斷面圖，為線路設計或計算填挖土方量提供基礎資料。 方法 先確定橫斷面方向； 再測定變坡點間的平距及高差。第44頁/共66頁確定橫斷面方向 直線段 一般采用普通方

22、向架測定。 圓曲線段 采用求心方向架。 緩和曲線段 該點的法線方向第45頁/共66頁直線段的橫斷面方向確定第46頁/共66頁圓曲線段的橫斷面方向確定第47頁/共66頁緩和曲線段的橫斷面方向確定 選取緩和曲線上的一點P2計算偏角值1后視P2點，撥角9001 ，得P1點的橫斷面方向。02111802SRll切線角1210190為為P1P1至至P2P2點的方位角，點的方位角，可由可由P1P1、P2P2點的切線支點的切線支距法坐標求得。距法坐標求得。12第48頁/共66頁測定橫斷面上點位和高差的方法 橫斷面上中線樁的地面高程已在縱斷面測量時測出，只要測量出各地形特征點相對于中線樁的平距和高差，就可以確

23、定其點位和高程。平距和高差可用下述方法測定： 水準儀皮尺法 經緯儀視距法 全站儀測距法 全站儀對邊測量法第49頁/共66頁水準儀皮尺法 此法適用于施測橫斷面較寬的平坦地區(qū)。安置水準儀后，以中線樁地面高程點為后視，以中線樁兩側橫斷面方向的地形特征點為前視，標尺讀數(shù)讀至厘米。用皮尺分別量出各特征點到中線樁的水平距離，量至分米。記錄測量數(shù)據(jù)，表中按線路前進方向分左、右側記錄，以分式表示前視讀數(shù)和水平距離。高差由后視讀數(shù)與前視讀數(shù)求差得到。第50頁/共66頁第51頁/共66頁經緯儀視距法 方法 安置經緯儀于中線樁上，可直接用經緯儀測定出橫斷面方向。量出至中線樁地面的儀器高，用視距法測出各特征點與中線樁

24、間的平距和高差。此法適用于任何地形，包括地形復雜、山坡陡峻的線路橫斷面測量。 缺點 每個中樁都要架設儀器，工作效率低。第52頁/共66頁全站儀距離法 方法 與經緯儀視距法相似，只是把視距測量的方法改成電子測距。比經緯儀視距法的速度要快。 缺點 頻繁搬動儀器導致工作效率低。第53頁/共66頁：不在待測點上架設儀器的情況下，利用兩個點的假設坐標來計算它們之間的平距、斜距和高差。對邊測量按功能分為相鄰對邊測量和放射對邊測量兩種：適用于測定相鄰兩點間的距離，如：AB、BC.間的距離。適用于測量各點相對于某基點的距離，如：AB、BC間的距離。222212121ZZYYXXdSD222121YYXXdHD

25、21 ZZdVD全站儀對邊測量原理第54頁/共66頁全站儀對邊測量法第一步、基點測量要求跑鏡員報回當前棱鏡高度，操作人員輸入當前棱鏡的正確高度，跑鏡員在中樁上安置棱鏡后，瞄準棱鏡后測距，并將該點確定為基點。第二步、變坡點測量跑鏡人員在變坡點上架設棱鏡。跑鏡人員應報回棱鏡高度和當前位置（位于中樁左邊還是右邊）。操作員輸入跑鏡人員報回的棱鏡高，照準棱鏡測距。測距完成后檢查當前變坡點的選擇是否正確，再根據(jù)跑鏡員報回的位置按左負右將dHD記入第一行偏距行，dVD記入第二行高差行。記錄結束后開始一下變坡點的測量。第55頁/共66頁全站儀對邊測量法記錄表斷面號：K104540基點高程：734.256m偏距m 1.55.6527.5412.3226.55416.840高差m1.1211.5641.7541.2412.0125.124高程m 高程(m)偏距(m)23.5m0.00m8.763 12.57420.152 21.984 22.851第56頁/共66頁橫斷面圖的繪制 一般采用1：100或1：200的比例尺繪制路線橫斷面圖。依據(jù)橫斷面測量得到的各點間的平距和高差，在毫米方格紙上繪出各中線樁的橫斷面圖，也可用CAD繪圖。手工繪制時，先標定中線樁位置，由中線樁開始，逐