淺談公路工程測量

Word版本，下載可自由編輯淺談公路工程測量我對馬路測量的特點及過程，論述了馬路測量采納的辦法，并闡述了馬路測量技術(shù)的應(yīng)用原理，下面就帶大家來淺談馬路工程測量。

引言

全部工程建設(shè)項目都必需以社會與經(jīng)濟效益為依據(jù)，根據(jù)自然條件和預(yù)期目的，舉行規(guī)劃設(shè)計，測量工作是工程建設(shè)中的一項最基礎(chǔ)的工作，在道路、橋梁、隧道工程建設(shè)中起著重要的作用，為選取一條最經(jīng)濟、最合理的路線，首先要舉行路線勘測，繪制帶狀地形圖，舉行縱、橫斷面測量，舉行紙上定線和路線設(shè)計，并將設(shè)計好的路線平面位置、縱坡及路基邊坡在地面上標定出來，以指導(dǎo)施工，當路線跨越河流時，擬設(shè)置橋梁跨越之前，應(yīng)測繪河流及兩岸地形圖，測定橋軸線的長度及橋位處的河床斷面，橋位處的河流比降，為橋梁計劃挑選及結(jié)構(gòu)設(shè)計提供須要的依據(jù)，當路線縱坡受地形限制，采納避讓山嶺繞線平面線形不能滿足規(guī)范要求，而選用隧道計劃時，測定隧道進出口大比例尺地形圖，為隧道洞口布置挑選提供須要的數(shù)據(jù)。

1馬路工程測量不同階段的工作

1.1初步設(shè)計階段的測量工作初步設(shè)計按照批準的設(shè)計任務(wù)書和初測資料編制，主要擬定修建原則，選定設(shè)計計劃計算主要工程數(shù)量，提出施工計劃看法，編制設(shè)計概算，提供計劃說明及圖表資料，初測階段為初設(shè)提供平面、高程控制、地形圖、特別地段的控制樁及縱、橫斷面資料。初步設(shè)計比選計劃普通在1：10000地形圖上做多個比選計劃，紙上布線后，對各計劃舉行1：2000地形圖測量，在1：2000地形圖上舉行紙上定線，布置橋涵、通道、隧道等，實地調(diào)查計算工程數(shù)量，編制概算文件，特別復(fù)雜困難地段，為加深勘探調(diào)查及分析比例，實地放樁，舉行平、縱、橫測量。①平面高程控制測量②地形圖測量③須要的平縱橫測量。

1.2施工圖設(shè)計階段的測量工作施工圖設(shè)計按照批準的初步設(shè)計文件，在1：2000圖上舉行計劃比選，確定路線計劃，舉行施工圖詳測。①中線放樣②縱斷面測量③橫斷面測量④主要工點地形圖測量⑤主要控制地物高等控制測量。

2控制測量的目的、坐標系統(tǒng)的挑選、建立辦法、自立高等控制網(wǎng)的建設(shè)辦法

2.1控制測量的目的控制測量普通是指在工程建設(shè)地區(qū)的地面布設(shè)一系列的控制網(wǎng)點。并精確地確定這些點的位置，以便為后期地形測圖和各種工程建設(shè)測量放樣打好基礎(chǔ)?？刂茰y量是一切后續(xù)測量工作的基礎(chǔ)，沒有控制測量，往后的測圖和放樣等工作是不行想象的。控制網(wǎng)把測區(qū)各部分的測量工件聯(lián)系起來，即起骨架作用，又起限制誤差傳遞和累積作用，控制網(wǎng)在勘測設(shè)計階段的作用是：①各設(shè)計階段需要適當比例尺地形圖作依據(jù)，而地形圖測繪又必需依賴控制網(wǎng)點來確定地形圖中各部分地貌地物之間的相對位置和保證地形圖的精度。②各設(shè)計階段必需以控制網(wǎng)為基礎(chǔ)將路線、橋梁、隧道等設(shè)計的位置精確地放樣在地面上，搜集相應(yīng)的路基、構(gòu)造物用于設(shè)計階段的各種資料。

2.2坐標系統(tǒng)的挑選坐標系統(tǒng)的挑選是我們常常遇到，也是一些作業(yè)人員難以理解的問題。

2.2.1大地水準面、參考橢球、坐標系國家大地測量和工程控制測量工作都是在地面上舉行的，而地球的自然表面又是一個有山、谷、江、湖、海洋等起伏的復(fù)雜曲面。它是一個不規(guī)章的、不能用容易的數(shù)學(xué)公式來表述的曲面，因此，不能在這個曲面上來解算測量學(xué)中所產(chǎn)生的幾何問題，為便于計算控制網(wǎng)點的位置和測繪地形，應(yīng)挑選一個外形和大小都很臨近于地球而其數(shù)學(xué)運算又很便利的體形，來代替地球的形體，以便把觀測結(jié)果歸化到此體形的表面上舉行計算。

由力學(xué)學(xué)問可知，地球上任何一個質(zhì)點都同時受到兩個力的作用：一個是地球質(zhì)心對該質(zhì)點的引力F，另一個是地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力P，這兩個力的合力，就是作用于該質(zhì)點的重力G，重力G的方向就是眾所周知的鉛垂線的方向，即G=P+F.

曲面上每一點均與鉛垂線方向垂直的曲面叫做水準面，水準面有無窮多個，我們可以挑選一個與平息的海水面相重合的水準面來代替地球的表面，通常把這個與平均海水面相重合的水準面叫大地水準面。大地水準面是按近于地球的自然表面，但它仍是一個不規(guī)章的曲面，因而有須要挑選一個外形和大小都與大地體臨近，面且能用容易數(shù)學(xué)式表示的體形來代替大地體。

參考橢球面是一國家大地測量計算的參考面，該橢球面上各點與大地水準面上各相應(yīng)點之間的高差的平方和為最小，參考橢球中心與地球質(zhì)心重合，旋轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合，赤道面重合，兩者體積相等，總質(zhì)量與地球總質(zhì)量相等，自轉(zhuǎn)角速度相等。

2.2.2高斯平面直角坐標系馬路線路尤其是高速馬路普通跨越多個地區(qū)，綿延數(shù)百里，為了坐標系統(tǒng)的統(tǒng)計以及與國家其它工程連接，目前普遍采納國家坐標系換帶計算辦法。即高斯正形投影平面直接坐標系。①高斯正形投影的實質(zhì)設(shè)想將一個截面為橢圓的橫柱面套在地球橢球面上，使橫圓柱面與橢球面的一個子午橢圓相切，橫圓柱的軸與地球橢球的軸相互垂直，這樣將逼近子午橢圓的那部分地球表面的圖形投影到圓柱面上，再將圓柱面綻開就得到平面上的圖形。這種投影，實際上就是將地球橢球面上與柱面相切的子午線兩旁的一條帶狀區(qū)域按正形邏輯投影到平面上，投影后，惟獨相切的這條子午線上的長度比等于1，而離開這條子線愈遠，長度變形愈大，相切的子午線稱為中央子午線，這一帶區(qū)兩旁邊緣上的子午線叫分界子午線，地球上的D點投影到平面上成為d點，d點的坐標可用x和y表示。②坐標分帶為了不使這種變形過大，每一個帶的寬度不能太大，普通每帶分界子午線間的經(jīng)度分為6°為便于設(shè)計施工放樣，使坐標反算長度與實地長度差不超過規(guī)范要求而不影響施工質(zhì)量時，采納平移子午線的方式舉行坐標換帶計算，這一點在馬路工程測量中是常常碰到的，通常稱坐標系統(tǒng)的挑選。

2.3控制網(wǎng)建立辦法平面：采納先四等控制，后一級導(dǎo)線馬路為線狀物，四等控制普遍采納GPS測量，它的特點是：①定位精度高②觀測時光短③測站間無需通視④可提供三維坐標⑤操作簡便⑥全天候作業(yè)。

GPS采納測距后方交會的原理，接收機接收衛(wèi)星測距信號，只需同時獲得3顆以上GPS衛(wèi)星信號，就可通過后方交會的原理解算的肯定坐標，當有兩臺接收機同時觀測相同3顆以上衛(wèi)星信號時，其基線解算可達10-6精度，然后利用點或邊銜接，聯(lián)測到已知高等控點上，經(jīng)平差計算得到各未知點的坐標。四等點普通以5km左右一對為宜，5km一對是為便于一級導(dǎo)線加密時附合到已知邊上，為便于設(shè)計及施工放樣，普通采納常規(guī)儀器舉行。高程：采納水準儀舉行四等高程施測，也可采納嚴格按規(guī)范施行的三角高程代替四等水準辦法，附合到三等以上高程控制點。

2.4自立高等控制馬路工程中首級控制網(wǎng)常采納GPS舉行四等控制，為便利施工再通過常規(guī)辦法舉行一級導(dǎo)線的加密，首級控制網(wǎng)往往采納與國家點聯(lián)測分帶換算得到實地隨意坐標系統(tǒng)，以控制整體系統(tǒng)的銜接及與已有線路舉行連接繼而在線路主要控制物如特大橋、長隧道等。

航攝比例尺：航攝比例尺分母不能大于成圖比例尺的4倍。

航攝外業(yè)：①像控點的布設(shè)像控點是在實地選定合符成？要求的顯然地物棱角的點測定其平面、高程三維坐標，以便在內(nèi)業(yè)成圖時確定相對位置，對航片舉行訂正。②像片調(diào)繪，航片上不明確或遺漏的如地面、地下及架空管線、路堤、陡坎、農(nóng)田、植被等均應(yīng)調(diào)繪。

4數(shù)字地面模型

數(shù)字地面模型是通過由不同的地形數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的大量地形點的三維坐標根據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型分析和聯(lián)網(wǎng)，使這些空間點根據(jù)此數(shù)字模型采納邏輯來描述地形起伏的數(shù)字模型。

DTM是描述地面諸特性空間分布的有序數(shù)值陣列，若僅是將高程或海拔分布作為地面特性的描述稱為數(shù)字高程模型，數(shù)字地面模型可以是每三個三維坐標值為一組元的散點結(jié)構(gòu)，也可以是多項式或傅立葉級數(shù)確定的曲面方程。

4.1數(shù)字地面模型在馬路勘察設(shè)計中的應(yīng)用數(shù)字地形模型是一個數(shù)字模擬的過程，用于模擬地形的大量的采樣點的三維坐標是根據(jù)一定的精度要求舉行采集的，這時，地形表面被一組數(shù)字數(shù)據(jù)來舉行表述。假如需要該數(shù)字模型表面上其它位置處的屬性信息，可以通過一種內(nèi)插辦法來處理該組采集的地面數(shù)據(jù)，通過內(nèi)插的辦法，就可以按照DTM得到任何位置處的地面屬性值。

按照目前數(shù)字地面模型的精度，可用于馬路初步設(shè)計。

4.2數(shù)字地面模型的原理DEM是地形表面的一個數(shù)學(xué)或數(shù)字模型，按照不同數(shù)據(jù)采集的不同方式，DEM可能使用一個或多個數(shù)學(xué)函數(shù)來對地表舉行表示。這樣的數(shù)學(xué)函數(shù)通常被認為是內(nèi)插函數(shù)，對地形表面舉行表述的各種處理可稱為表面重建或表面建模。地形表面重建實際上就是DEM表面重建或DEM表面生成。當DEM表面建模后，模型上任一點的高程信息就可以從DEM表面上獲得。

4.3建立DEM表面模型的各種辦法數(shù)字表面建模的各種辦法

4.3.1基于點的表面建模假如只使用多項式的零次項來建立DEM表面，則對每一數(shù)據(jù)點都可建立一水平面，假設(shè)使用單個數(shù)據(jù)點建立的平面表示此點周圍的一小塊區(qū)域，則囫圇DEM表面可由一系列相鄰的不延續(xù)表面構(gòu)成。因為其所建立表面的不延續(xù)性，因此并不是一種真正有用的辦法。

4.3.2基于三角形的表面建模分析多項式的前三項，可以發(fā)覺它們能生成一平面，最少需要三個點生成一平面三角形，從而此三角形打算了一個傾斜的表面，因為三角形在外形和大小方面有很大的靈便性，所以這種建模辦法也能簡單地融合斷裂線、地形特征線或其他任何數(shù)據(jù)，它已成為表面建模的主要辦法之一。

4.3.3基于格網(wǎng)的建模假如通用多項式中的前三項與a3xy項一起使用，則至少需要4個點以確定一個表面，這種表面稱為雙線性表面。正方形格網(wǎng)為最佳的挑選，在基于格網(wǎng)建模的狀況下，終于表面將包含一系列連接的雙線性表面。應(yīng)該指出，高項多項式也可用于建立DEM，但它的一個主要問題是假如對范圍較大的區(qū)域使用高次多項函數(shù)則可導(dǎo)致DEM表面浮現(xiàn)無法預(yù)料的顫動，為削減這種狀況的發(fā)生，在實際應(yīng)用中通常只使用二次或三次項。

4.3.4混合表面的建模對格網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來說，可將其分解為三角形網(wǎng)絡(luò)，以形成一線性的延續(xù)表面；反之，對不規(guī)三角網(wǎng)舉行內(nèi)插處理，也可形成格網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

4.4建模辦法