第11章道橋施工測量課件

第11章道橋施工測量2023/6/7第11章道橋施工測量11.1道路工程測量概述

11.2圓曲線測設(shè)

11.3緩和曲線測設(shè)

11.4縱橫斷面測量

11.5道路施工測量

11.6橋梁施工測量

11.7隧道施工測量第11章道橋施工測量11.1道路工程測量概述11.1.1線路測量11.1.2基平測量和中平測量第11章道橋施工測量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(zhǔn)測量和地形圖測繪，稱為初測。（二）定測把已批準(zhǔn)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。第11章道橋施工測量（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。里程樁分整樁和加樁。整樁，如：K54+100；K54+110；K54+120……加樁，如：K54+132.342；K54+277.379……加樁一般設(shè)置在橋涵、(平、豎)曲線的主點處。第11章道橋施工測量第11章道橋施工測量11.1.2基平測量和中平測量初測階段的水準(zhǔn)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(zhǔn)點，并對水準(zhǔn)點按國家等級水準(zhǔn)要求進行觀測的水準(zhǔn)測量。水準(zhǔn)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(zhǔn)點的高程采用一組往返或兩組單程水準(zhǔn)測量的方法測定。往返測或兩組高差閉合值在±30√Lmm（L是相鄰水準(zhǔn)點間的路線長度，以km為單位）以內(nèi)時取平均值。第11章道橋施工測量（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(zhǔn)測量。水準(zhǔn)路線應(yīng)起閉于基平測量時所設(shè)立的水準(zhǔn)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±50√Lmm（L為附和水準(zhǔn)路線長度，以km為單位）。第11章道橋施工測量11.2圓曲線測設(shè)11.2.1圓曲線的主點元素及計算公式11.2.2圓曲線的主點的測設(shè)過程11.2.3偏角法放樣圓曲線中樁點11.2.4直角坐標(biāo)法放樣圓曲線中樁點第11章道橋施工測量線路由一個方向轉(zhuǎn)到另一個方向，若用圓曲線連接，則可根據(jù)線路偏角α、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），再放樣圓曲線上的中樁點并檢查主點及中樁點。第11章道橋施工測量11.2.1圓曲線的主要元素及計算公式切線長T曲線長L外矢距E切曲差D=R·tan(α/2)=R·α·π/180°=R[sec(α/2)－1]=2T－L第11章道橋施工測量11.2.1圓曲線的主要元素及計算公式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－T＋D（檢核）第11章道橋施工測量11.2.2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(zhǔn)直圓方向，將水平度盤的讀數(shù)配到0°00′00″，在此方向量取T，定出ZY點；②倒轉(zhuǎn)望遠鏡，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為α，量取T，定出YZ點；③繼續(xù)轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為（α＋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。第11章道橋施工測量11.2.3偏角法放樣圓曲線中樁點1.偏角法的偏角計算

δi=ψi/2(δi為圓曲線第i個樁點的偏角，ψi為圓心角)δi=(C/2R)·180°/π(C為相鄰中樁間的距離，是個常數(shù))第11章道橋施工測量2.偏角法測設(shè)過程①在ZY點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準(zhǔn)JD，將水平度盤的讀數(shù)配到0°00′.0；②轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為δ1，從ZY點量取C，定出1點；③轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為δi，從第i－1點量取C，與此方向交出第i點；④檢核，觀測者將水平度盤讀數(shù)放到α/4時，應(yīng)能看到QZ樁；將水平度盤讀數(shù)放到α/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。第11章道橋施工測量11.2.4直角坐標(biāo)法放樣圓曲線中樁點1.直角坐標(biāo)法的坐標(biāo)系及坐標(biāo)計算以點為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·sinψiYi=R·(1－cosψi)式中：ψi=i·C/R·180°/π第11章道橋施工測量2.直角坐標(biāo)法放樣過程①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②重復(fù)依次定出i點③檢查。與偏角法互檢。第11章道橋施工測量11.3緩和曲線測設(shè)為了保障車輛行駛安全，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ρ與曲線長度l成反比。數(shù)學(xué)表達為：ρ∝1/l或ρ·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：ρ·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。第11章道橋施工測量11.3緩和曲線測設(shè)11.3.1帶緩和曲線的圓曲線的主點元素的計算11.3.2帶緩和曲線的圓曲線的主點的測設(shè)過程11.3.3偏角法測設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁11.3.4直角坐標(biāo)法測設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁第11章道橋施工測量11.3.1帶緩和曲線的圓曲線的主點及主元素的計算帶緩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。第11章道橋施工測量1.主點元素的計算切線長Th=q＋(R＋p)·tan(α/2)曲線長Lh=2l0＋R·(α－2β0)·π/180°外矢距Eh=(R＋p)·sec(α/2)－R切線加長q=l0/2－l03/(240R2)圓曲線相對切線內(nèi)移量p=l02/(24R)切曲差Dh=2Th－Lh式中：α為線路轉(zhuǎn)向角；β0為緩和曲線角；其中q、p、β0緩和曲線參數(shù)。第11章道橋施工測量2.緩和曲線參數(shù)推導(dǎo)dβ=dl/ρ=l/k·dl兩邊分別積分，得：β=l2/(2k)=l/(2ρ)當(dāng)ρ=R時，則β=β0β0=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·cosβ=cos[l2/(2k)]·dldy=dl·sinβ=sin[l2/(2k)]·dl第11章道橋施工測量考慮β很小，sinβ和cosβ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=l－l5/(40R2l02)＋……Y=l3/(6Rl0)＋……通常應(yīng)用上式時，只取前一、二項，即：X=l－l5/(40R2l02)Y=l3/(6Rl0)另外，由圖可知，q=XHY－R·sinβ0p=YHY－R(1－cosβ0)第11章道橋施工測量以β0=l0/(2R)代入，并對sin[l0/(2R)]、cos[l0/(2R)]進行級數(shù)展開，取前一、二項整理可得：q=l0/2－l03/(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·sinψi＋qYi=R·(1－cosψi)＋p第11章道橋施工測量3.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樁號＋L=ZH樁號＋l0＋LHZ樁號=YH樁號＋l0

=ZH樁號＋LhJD樁號=ZY樁號－Th＋Dh（檢核）第11章道橋施工測量11.3.2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(zhǔn)直圓方向，將水平度盤的讀數(shù)配到0°00′00″，在此方向量取Th，定出ZH點；(2)從JD沿切線方向量取Th－XHY，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(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為α，量取Th，定出HZ點；(4)從JD沿切線方向量取Th－XHY，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(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為（α＋180°）/2，量取Eh，定出QZ點。第11章道橋施工測量11.3.3偏角法測設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁1.緩和曲線的偏角計算tanδ=Y/X考慮到δ很小，則tanδ≈δ，因此可得：δ=Y/X=l2/(6Rl0)上式表明偏角δ與曲線長度的平方l2成正比。因此，可以得出：δi∶δ1=li2∶l12HY點的偏角δ0=l02/(6Rl0)=l0/(6R)=β0/3第11章道橋施工測量若用整樁距進行測設(shè)時，l2=2l1，l3=3l1，……，由此可得:

δ1=（l12/l02）·δ0δ2=22δ1

┋δn=n2δ1第11章道橋施工測量2.緩和曲線的偏角法測設(shè)過程①在ZH點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤左瞄準(zhǔn)JD，將水平度盤的讀數(shù)配到0°00′00″；

②轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為δ1，從ZH點量取C，定出1點；③轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部到度盤讀數(shù)為δi，從第i－1點量取C，與此方向交出第i點；④檢核，觀測者將水平度盤讀數(shù)放到β0/3時，應(yīng)能看到HY樁；⑤另一半緩和曲線在HZ點同樣過程測設(shè)。第11章道橋施工測量3.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①在HY點安置經(jīng)緯儀（對中、整平），用盤右瞄準(zhǔn)ZH，將水平度盤的讀數(shù)配到360°－2β0/3；②轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使水平度盤讀數(shù)為0°00′00″，此時望遠鏡照準(zhǔn)的方向為圓曲線線的切線方向，倒轉(zhuǎn)望遠鏡；③按照圓曲線偏角法進行測設(shè)；④檢核，如同圓曲線偏角法測設(shè)中的檢核一樣。第11章道橋施工測量11.3.4直角坐標(biāo)法測設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁放樣過程：①從ZY點沿切線方向量取X1，自此點沿垂直方向量取Y1，定出1點；②重復(fù)依次定出i點；③檢查。與偏角法互檢。第11章道橋施工測量11.4縱橫斷面測量11.4.1縱斷面測量11.4.2橫斷面測量第11章道橋施工測量11.4.1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。縱斷面測量記錄表如下：第11章道橋施工測量第11章道橋施工測量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)第11章道橋施工測量第11章道橋施工測量11.4.2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。1.橫斷面測量的方法常用的有：經(jīng)緯儀測量橫斷面、水準(zhǔn)儀測量橫斷面、斷面儀測量橫斷面和比高法測量橫斷面。第11章道橋施工測量2.橫斷面測量記錄表中：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。第11章道橋施工測量3.繪制的橫斷面圖根據(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。第11章道橋施工測量11.5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。第11章道橋施工測量豎曲線測設(shè)時，考慮到豎曲線的坡度轉(zhuǎn)折角α較小，可以近似計算，公式如下：α=i1－i2而tan(α/2)≈α/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)第11章道橋施工測量11.6橋梁施工測量11.6.1基線測量11.6.2方向交會法第11章道橋施工測量11.6.1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。第11章道橋施工測量11.6.2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）：1.基本原理

方向交會第11章道橋施工測量2.計算公式αi=arctan[di·sinθ1/(D1-di·cosθ1)]βi=arctan[di·sinθ2/(D2-di·cosθ2)]為了檢核αi、βi，參考求算αi、βi的方法計算ψi、φi：φi=arctan[D1·sinθ1/(di-D1·cosθ1)]ψi=arctan[D2·sinθ2/(di-D2·cosθ2)]計算檢核式為:αi＋φi＋θ1=180°βi＋ψi＋θ2=180°第11章道橋施工測量3.施測過程在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)αi、βi角，此時三條線通常構(gòu)成一個視誤三角形，而不是一點。若視誤三角形在橋軸線上的邊長不大