測量教案14章-路線測量

第14章路線測量

§14.1路線測量概述內容——路線勘測設計測量，路線施工測量《公路勘測規(guī)范》(JTJ061-99)(1)路線勘測設計測量內容——初測、定測初測——沿路線可能經過的范圍布設導線測量路線帶狀地形圖，縱斷面圖收集沿線地質、水文資料作紙上定線或現(xiàn)場定線，編制比較方案為初步設計提供依據(jù)定測——在選定設計方案路線上路線中線、高程、橫斷面、縱斷面、橋涵、路線交叉、沿線設施、環(huán)保等測量和資料調查為施工圖設計提供資料高速公路、一級公路采用分離式路基時應按各自中線分別定測(2)路線施工測量路線設計完后，按設計圖紙測設或恢復路線中線、測設路基邊樁和豎曲線工程逐項完工后，進行竣工驗收測量為工程竣工后的使用和養(yǎng)護提供基礎資料§14.2路線中線測量將路線設計中心線測設到實地路線中線平面線型——直線、曲線曲線——圓曲線、緩和曲線中線測量——測設中線交點JD和轉點ZD量距和釘樁、測JD點轉角△、測設曲線JD、ZD——公路測量符號可用英文(包括國家標準或國際通用)字母或漢語拼音字母工程需要引進外資或為國際招標項目時用英文字母國內招標時，可用漢語拼音字母一條公路宜使用一種符號《公路勘測規(guī)范》對公路測量符號有統(tǒng)一規(guī)定(1)路線交點和轉點的測設紙上定線完后，圖上確定路線交點→實地相鄰兩交點互不通視或直線較長時需在其連線上測定一個或幾個轉點用于交點測量轉角和直線量距時作為照準和定線目標直線上一般每隔200m~300m設一轉點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——設置轉點1)交點測設①根據(jù)與地物的關系測設交點當交點JD位置已在地形圖上選定在圖上量得該點至兩房角和電線桿的距離現(xiàn)場用距離交會法測設JD②根據(jù)導線點測設交點根據(jù)導線點和交點的設計坐標編寫一個格式為“點號,,y,x,0”的坐標數(shù)據(jù)文件上傳→全站儀內存文件導線點安置全站儀，用儀器放樣功能測設交點2)轉點的測設兩交點間距離較遠但能通視或已有轉點需加密時經緯儀直接定線或經緯儀正倒鏡分中法測設轉點當相鄰兩交點互不通視時采用下列方法測設轉點①兩交點間設轉點②延長線上設轉點(2)路線轉角的測定路線交點，根據(jù)交點前、后轉點測定路線轉角《公路勘測規(guī)范》——用方向觀測法測量右測角一測回兩半測回間應變動度盤位置角值相差<±20″時取平均，取位至1″二級及二級以下公路角值相差<±60″取平均取位至30″通常觀測右測角β計算——路線轉角△β<180°——右轉角路線向右偏轉，△R=180°－ββ>180°——左轉角路線向左偏轉，△L=β－180°測定右測角β后，為便于今后測設圓曲線中點QZ不變動水平度盤位置，定出右測角的分角線方向(3)里程樁的設置標定路線中線位置和長度、施測路線縱橫斷面依據(jù)工作內容——定線、量距與打樁距離測量——鋼尺、測距儀、全站儀等級較低公路——可用皮尺里程樁分——整樁、加樁樁號表示該樁距路線起點的里程1234.56m——K1+234.56整樁——由路線起點開始，每隔10m、20m或50m的整倍數(shù)樁號設置加樁——地形、地物、曲線、關系加樁地形加樁——沿中線地面起伏突變處、橫向坡度變化處、天然河溝處等所設里程樁地物加樁——沿中線有人工構筑物的地方如橋梁、涵洞處路線與其它公路、鐵路、渠道、高壓線交叉處拆遷建筑物處、土壤地質變化處等加設里程樁曲線加樁——曲線設置的主點樁如圓曲線起點ZY、中點QZ、終點YZ關系加樁——路線上轉點ZD樁、交點JD樁§14.3圓曲線及其測設路線由一方向轉向另一方向時，用曲線連接圓曲線——基本平面曲線圓曲線半徑，根據(jù)地形條件和工程要求選定根據(jù)轉角△、圓曲線半徑R可算出其它各測設元素值圓曲線測設——先測設曲線主點(ZY、QZ、YZ)再依據(jù)主點測設曲線上每隔一定距離的里程樁圓曲線測設要素計算原理1)主點測設元素計算為測設圓曲線主點ZY，QZ，YZ應先計算切線長T、曲線長L、外距E、切曲差J這些元素——主點測設元素2)主點樁號計算根據(jù)JD樁號、曲線測設元素計算曲線主點ZY，QZ，YZ樁號[例14-1]已知交點樁號——K3＋182.76測得轉角Δ=25°48′10″設計圓曲線半徑R=300m計算曲線測設元素、主點樁號fx-4850P測設元素計算程序PM14-1fx-5800P測設元素計算程序PM14-1fx-7400G偏角法測設元素計算程序PM4-13)主點的測設①測設曲線起點(ZY)JD點安置經緯儀，后視相鄰交點或轉點方向自JD點沿視線方向量取切線長——T打下曲線起點樁——ZY②測設曲線終點(YZ)經緯儀照準前視相鄰交點或轉點方向自JD點沿視線方向量取切線長——T打下曲線終點樁——YZ③測設曲線中點(QZ)沿測定路線轉角時所測定的分角線方向，量外距E打下曲線中點樁——QZ(2)圓曲線的詳細測設地形變化不大、曲線長度<40m時測設曲線三個主點已能滿足設計和施工要求曲線較長，地形變化大除測定三個主點外，還需按一定樁距在曲線上測設整樁、加樁《公路勘測規(guī)范》的整樁間距l(xiāng)——R>60m，l=20m；30m<R<60m，l=10mR<30m，l=5m測設曲線整樁和加樁——圓曲線詳細測設方法——偏角法、切線支距法、極坐標法1)偏角法以曲線起點ZY、終點YZ為測站算出測站至曲線任一細部點的弦切角γ、弦長cfx-4850P程序PM4-1計算偏角法測設元素fx-5800P偏角法測設元素計算程序PM4-12)切線支距法以曲線起點ZY(或終點YZ)——獨立坐標系原點切線——x軸，過原點半徑方向——y軸算出曲線細部點在獨立坐標系的坐標進行測設適合于用鋼尺作量距工具測設fx-4850P程序PM4-1計算切線支距法測設元素fx-5800P程序PM4-2計算切線支距法測設元素fx-7400G程序PM4-2計算切線支距法測設元素3)極坐標法算出圓曲線細部點的測量坐標上傳→全站儀內存文件實現(xiàn)任意控制點安置儀器測設曲線點位fx-4850P程序PM4-3計算圓曲線中邊樁坐標fx-5800P程序PM4-3計算圓曲線中邊樁坐標fx-7400G程序PM4-3計算圓曲線中邊樁坐標與fx-7400G程序PM4-3配套的PC機成果整理程序成果整理程序自動生成的SU4-3.txt成果文件成果整理程序自動生成的CS4-3.dat坐標文件成果整理程序自動生成的SV4-3.dat坐標文件§14.4基本型平面線形及其測設直線——曲率半徑無窮大的圓曲線在直線與半徑R的圓曲線連接處曲率半徑有突變，帶來離心力的突變R較大時，離心力突變不對行車安全構成不利影響R較小時，離心力突變將使快速行駛的車輛進入或離開圓曲線時偏離原車道侵入鄰近車道，影響行車安全解決方法——在圓曲線段設置超高或在直線與圓曲線間增設緩和曲線高等級公路既設置超高緩和段、又設緩和曲線緩和曲線——回旋曲線基本型平面線形——緩和曲線~圓曲線~緩和曲線公路平曲線半徑小于表列不設超高最小半徑時應設緩和曲線，μ——橫向力系數(shù)四級公路直線、小于不設超高圓曲線最小半徑銜接處，可不設置緩和曲線用超高、加寬緩和段徑相連接[例14-2]

已知JD樁號——K17＋589.81JD坐標——xJD=6607.237m，yJD=2296.663mZD坐標——xZD=6662.114m，yZD=2480.221m測得轉角——ΔL=－38°30′15″第一緩和曲線參數(shù)——A1=100第二緩和曲線參數(shù)——A2=86.603圓曲線半徑——R=250mwL=wR=14m，加樁號——17510，17570，17670計算曲線測設元素、主點樁號及中邊樁坐標fx-4850P程序PM5-3計算基本型平曲線中邊樁坐標fx-5800P程序PM5-3計算基本型平曲線中邊樁坐標fx-7400G程序PM5-3計算輸入輸出串列表fx-7400G程序PM5-3計算[例14-2]串列結果fx-7400G程序PM5-3計算[例14-2]串列結果運行fx-7400G程序PM5-3的操作過程與fx-7400G程序PM5-3配套的PC機成果整理程序成果整理程序自動生成的SU5-3.txt成果文件成果整理程序自動生成的CS5-3.dat坐標文件成果整理程序自動生成的SV5-3.dat坐標文件§13.5路線縱橫斷面測量

縱斷面測量——路線水準測量測定中線里程樁地面高程，繪制路線縱斷面圖用于路線縱坡設計橫斷面測量——測定中線里程樁兩側垂直于中線方向的地面各點距離、高程用于路線工程設計、計算土石方量及施工放邊樁。縱斷面測量步驟：1)高程控制測量——基平測量沿路線方向設置水準點，水準測量測定點位高程中樁高程測量——中平測量用基平測量的水準點，分段進行附合水準測量測定各里程樁地面高程(1)基平測量公路高程系統(tǒng)，宜采用1985國家高程基準同一公路應采用一個高程系統(tǒng)不能采用同一系統(tǒng)，應給定高程系統(tǒng)轉換關系獨立工程或三級以下公路聯(lián)測有困難時可用假定高程公路高程測量——水準測量水準測量有困難的山嶺、沼澤、水網地區(qū)四、五等水準測量用光電測距三角高程測量代替水準路線沿公路路線布設水準點設于公路中心線兩側50m~300m范圍內地基穩(wěn)固、易于引測、不易受施工破壞的地方水準點間距——1km~1.5km山嶺重丘區(qū)可根據(jù)需要適當加密大橋、隧道口、大型構造物兩端，應增設水準點四、五等水準測量用光電測距三角高程測量時采用高一級水準測量聯(lián)測一定數(shù)量控制點作為三角高程測量起閉依據(jù)三角高程測量視距長度≤1km，豎直角≤15°高程導線最大長度≤相應等級水準路線最大長度(2)中平測量中平測量——以兩個相鄰水準點為一測段從一個水準點出發(fā)，逐個測定中樁的地面高程附合到下一個水準點上允許誤差fh允——高速公路、一級公路±30mm二級及以下公路——±50mm中樁高程可觀測一次，取位至cm中樁高程檢測限差：高速公路、一級公路為±5cm二級及以下公路——±10cm中樁高程應測量樁標志處的地面標高對沿線需要特殊控制的建筑物、管線、鐵路軌頂應按規(guī)定測出其標高，檢測限差——2cm相對高差懸殊的少數(shù)中樁高程，可用三角高程測量或單程支線水準測量每站計算公式①視線高程=后視點高程＋后視讀數(shù)②轉點高程=視線高程－前視讀數(shù)③中樁高程=視線高程－中視讀數(shù)各站記錄后，應立即計算各點高程測至下個水準點時計算高差閉合差fh≤fh允時符合要求，但不調整閉合差以原計算的各中樁點高程作為繪制縱斷面圖數(shù)據(jù)(3)路線縱斷面圖的繪制及施工量計算中樁里程——橫坐標、高程——縱坐標里程比例尺——1：5000，1：2000，1：1000高程比例尺——里程比例尺的10~20倍自左→右繪制在透明毫米方格紙背面可防止用橡皮修改時擦掉方格路線設計縱斷面圖上半部，左→右繪貫穿全圖的兩條線細折線——中線方向地面線根據(jù)中平測量的中樁地面高程繪制粗折線——縱坡設計線，注水準點編號、高程、位置豎曲線示意圖及其曲線元素橋梁類型、孔徑、跨數(shù)、長度、里程樁號設計水位涵洞的類型、孔徑、里程樁號(4)路線橫斷面測量各中樁處測定垂直于路線中線方向的地面起伏繪橫斷面圖——設計路基橫斷面、計算土石方施工時確定路基填挖邊界的依據(jù)橫斷面測量寬度，由路基寬度、地形情況確定一般中線兩側各測——15m~50m高程、距離的讀數(shù)取位——0.lm檢測限差應符合下表規(guī)定橫斷面測量應逐樁施測，垂直與中線方向曲線路段與測點切線垂直橫斷面測量方法高速公路、一級公路——水準儀—皮尺法、橫斷面儀法、全站儀或經緯儀視距法二級及二級以下公路——手水準皮尺法1)測設橫斷面方向一般用方向架測設相互垂直的照準桿aa’，bb’構成十字架cc’——定向桿，支撐十字架桿件高——1.2m①水準儀—皮尺法適用——施測橫斷面較寬的平坦地區(qū)在橫斷面方向附近安置水準儀以中樁地面高程點——后視中樁兩側橫斷面方向地形特征點——前視分別測量地形特征點高程(cm)用皮尺分別測量出地形特征點至中樁點平距(dm)按路線前進方向左、右側記錄,分式為測段前視讀數(shù)/平距②經緯儀視距法經緯儀安置在中樁，照準橫斷面方向量儀器高，視距測量法測地形特征點平距、高差適于地形困難、山坡陡峻路線的橫斷面測量③全站儀法與經緯儀視距法相同區(qū)別——使用光電測距法測平距、高差在立棱鏡困難地區(qū)，可用免棱鏡測距全站儀3)橫斷面圖的繪制根據(jù)橫斷面測量的平距、高差毫米方格紙繪各中樁橫斷面圖比例尺——1：100、1：200經路基設計，透明紙上按與橫斷面圖相同比例尺分別繪路塹、路堤、半填半挖路基設計線——標準斷面按縱斷面圖上該中樁設計高程將標準斷面圖套在實測橫斷面圖上——“戴帽子”根據(jù)橫斷面填、挖面積及相鄰中樁樁號計算土、石方量§13.6路線施工測量

恢復路線中線、測設施工控制樁、基邊樁、豎曲線復核測量路線中線樁點恢復與校正已丟失或碰動的交點樁、里程樁(1)施工控制樁測設在不易受施工破壞、便于引測、易于保存樁位地方測設施工控制樁①平行線法在設計路基寬度以外測設兩排平行于中線的施工控制樁控制樁間距——10m~20m②延長線法在路線轉折處的中線延長線曲線中點QZ→交點JD延長線上測設施工控制樁量出控制樁→交點距離并記錄(2)路基邊樁的測設測設路基邊坡與原地面相交的點設計路堤——坡腳點，設計路塹——坡頂點路基邊樁位置按填土高度或挖土深度邊坡設計坡度及橫斷面的地形情況而定1)圖解法橫斷面設計圖上量取中樁→邊樁距離實地在橫斷面方向用皮尺量出其位置2)解析法計算求得路基中樁→邊樁距離①平坦地段路基邊樁的測設填方路基——路堤，挖方路基——路塹路堤路塹路堤邊樁至中樁距離——l左=l右=B/2+mhB——路基設計寬度，1:m——路基邊坡h——填土高或挖土深路塹邊樁至中樁距離——l左=l右=B/2+s+mhs——路塹邊溝頂寬由上式計算距離，從中樁沿橫斷面方向量距測設路基邊樁②山坡地段路基邊樁的測設左、右邊樁離中樁的距離l左=B/2+s+mh左，l右=B/2+s+mh右B，s，m均由設計確定l左，l右隨h左，h右變化h左，h右——邊樁處地面與設計路基面高差因邊樁位置待定，h左，h右事先未知(3)豎曲線路線縱斷面變坡處以圓曲線相接——豎曲線按變坡點在曲線上或下方分別——凸或凹形豎曲線圖中三條相鄰縱坡i1(+)、i2(－)、i3(+)i1~i2——凸形豎曲線；i2~i3凹形豎曲線豎曲線最小半徑的“極限值”應滿足規(guī)定V——計算行車速度(km/h)D——停車視距(m)，Lt——采用的豎曲線長度(m)Δ——坡度差(%)，R——極