公路测量方案.docx

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1、公路测M方案§8.1交点转点转角及里程桩的测设一、道路工程测量概述分为： 路线勘测设计测量 (route reconnaissance and design survey) 和道路 施工测量(road construction survey)。(一) 勘测设计籁U量 (route reconnaissance and design survey)分为： 初测(preliminary survey) 和定测(location survey)。1、 初测内容：控制测量(control survey)、测带状地形图(topographical map of a zone)和纵断面图(pro

2、file)、收集沿线地质水文资料、作纸上定线或现场定线， 编制比较方案，为初步设计提供依据。2、 定测内容：在选定设计方案的路线上进行路线中线测量(center line survey)、测纵断面图(profile)、横断面图(cross-section profile)及桥涵、路线交 义、沿线设施、环境保护等测量和资料调查，为施工图设计提供资料。(二) 道路施工测量 (road construction survey)按照设计图纸恢复道路中线、测设路基边桩和竖曲线、工程竣工验收测量。本章主要论述中线测量和纵、横断面测量。二、中线测量 (center line survey)1、 平面线型：由

3、直线和曲线(基本形式有：圆曲线、缓和曲线)组成。2、 概念：通过直线和曲线的测设，将道路中心线的平面位置测设到地面上， 并测出其里程。即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。三、交点 JD(intersecting point) 的测设(一) 定义：路线的转折点，即两个方向直线的交点，用JD来表示。(二) 方法：1. 等级较低公路：现场标定2 .高等级公路：图上定线一一实地放线。(三) 实地放线的方法分类1 .放点穿线法放直线点 穿线 定交点(1) 放点可用支距法(垂直丁导线边的距离)、导线相交法及极坐标法进行。如下图:1、2、4、6点 用支距法;3点用导线相交法;5点 用极坐标法(2) 穿线

4、如图，定出一条尽可能多的穿过或靠近直线上点P1、P2、P3的直线AB。(3) 定交点5将穿出的直线延长,得交点 JD。正倒镜分中法:l在B点架仪，盘左瞄准A,倒镜定a1, b1点；盘右瞄准A点，倒镜定a2, b2点；取 a a2点中点 a, b、b2点的中点 b。l同理可定出CD方向可定出c、d两点。(骑马桩)。l将线段ab、cd相交，得交点JD2 .拨角放线法极坐标法如图，在利用导线点或已测设的 JD,计算测设元素(6, S)拨角，量 边，定出JD位置。四、转点ZD(turning point)的测设1、定义：当相邻两交点互不通视时，需要在其连线测设一些供放线、 交点、 测角、量距时照准之用

5、的点。2、分为：在两交点问测设转点、在两交点延长线上测设转点。(1)在两交点间测设转点：1、在JD5、JD6的大致中间位置ZD'架仪。瞄准JD5,用正倒镜分中法定出 JD'质2、测量出a、b距离。3、计算e值，在实地量取e值，得ZD点。有:4、在ZD点架仪，检查三点在一直线上。(2)在两交点延长线上测设转点：如图，有:五、转角(turning angle)和分角线的测设(一) 定义：指路线由一个方向偏向另一个方向时，偏转后的方向与原方向 的火角。当偏转后的方向在原方向的左侧，称为左转角；反之为右转角。(二) 转角的测定(如图)当6左 180 °时，为右转角，有：a y

6、= 6左-180 °当6左180°时，为左转角，有：a z=180°-6左当6右180°时，为右转角，有：a y=180°- 6右当6右180°时，为左转角，有：a z=- 180 0(三) 若角度的2个方向值为a、b,则分角线方向c=(a+b)/2六、里程桩(mileage peg) 的设置乂称中桩，表示该桩至路线起点的水平距离。如： K7+814.19表示该桩距 路线起点的里程为7814.19m。分为整桩和加桩。1、整桩。一般每隔20m或50m设一个。2、加桩分为地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线 加桩和断链加

7、桩。(如：改 K1+100=K1+080，长链20m。)§8.2单圆曲线(circle curve) 的测设圆曲线测设的传统方法：主点测设详细测设、主点(major point)的测设1.曲线要素的计算切线长(已知转角a及半径切曲差2.主点的测设(1) 主点里程的计算ZY里程=JD里程-T; YZ里程=ZY里程+LQZ里程=YZ里程-L/2 ; JD里程=QZ里程+D/2 (用丁校核)(2) 测设步骤：a. JDi架仪，照准JDi 量取T,得ZY点；照准JDi+i，量取T,得YZ点。b. 在分角线方向量取E,得QZ点。二、单圆曲线详细测设有整桩号法和整桩距法。一般采用整桩号法。1 .

8、 切线支距法(tangent off-set method)(1)以ZY或YZ为坐标原点，切线为X轴，过原点的半径为Y轴，建立坐标计算出各桩点坐标后，再用方向架、钢尺去丈量。特点：测点误差不积累；宜以QZ为界，将曲线分两部分进行测设例题：设某单圆曲线偏角 a =34012 ' 00 R=200m，主点桩号为ZY: K4+906.90 , QZ: K4+966.59 , YZ: K5+026.28，按每20m 一个桩号的整桩号法，计算 各桩的切线支距法坐标。（一）主点测设元素计算=3.68m。（二）主点里程计算ZY=K4+906.90 ; QZ=K4+966.59 ; YZ=K5+026

9、.28 ; JD= K4+968.43 （检查）（三）切线支距法（整桩号）各桩要素的计算表注:表中曲线长2 . 偏角法（method of deflection angle）分为：长弦偏角法、短弦偏角法。（1）长弦偏角法1）计算曲线上各桩点至ZY或YZ的弦线长ci及其与切线的偏角 d2）再分别架仪丁 ZY或YZ点，拨角、量边特点：测点误差不积累；宜以QZ为界，将曲线分两部分进行测设。（2）短弦偏角法。 与长弦偏角法相比：1）偏角相同。2）计算曲线上各桩点问弦线长ci3）架仪丁 ZY或YZ点，拨角、依次在各桩点上在量边，相交后得中桩点3 .此外还有极坐标法（polar coordinate me

10、thod） 、弦线支距法、弦线 偏距法。例题：偏角法详细测设单圆曲线（注：此题作为实习课测设内容）已知圆曲线的R=200m ,交点JDi里程为K10+110.88m，试按每10m 一个整桩号，来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤=0.3m o（二）主点里程计算ZY=K10+84.55 ; QZ=K10+110.73 ; YZ=K10+136.91 ; JD= K10+110.88（检查）（三）偏角法（整桩号）各桩要素的计算表§8.3缓和曲线（spiral）的测设一.概念及基本公式1 .概念为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失， 需要在直线（超高为0） 与圆曲线（超

11、高为h）之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的 过渡曲线（使超高由0变为h）,此曲线为缓和曲线。主要有回旋线、三次抛物 线及双纽线等。.回旋型缓和曲线基本公式缓和曲线全长(1)切线角公式缓和曲线长I所对应的中心角。(2) 缓和曲线角公式缓和曲线全长I所对应的中心角亦称缓和曲线角(3)缓和曲线的参数方程(4)圆曲线终点的坐标.主点的测设1.测设元素的计算(1) 内移距p和切线增长q的计算外距;切曲差2.主点的测设(1)里程的计算ZH=JD-Th； HY=ZH+l s； QZ=ZH+Lh/2 ; HZ=ZH+L h； YH=HZ-l s(2)测设方法。(见例题)例题：如下图，设某公路的

12、交点桩号为 K0+518.66，右转角即=18°18'36”， 圆曲线半径R=100m ,缓和曲线长ls=10m，试测设主点桩。（作为实习课内容）HZZH解：（一）计算测设元素p=0.04m ; q=5.00m ;（二）计算里程ZH=K0+497.54 ; HY=K0+507.54 ; QZ=K0+518.52 ; HZ=K0+539.50 ;YH=K0+529.50）主点测设1 .架仪JDi,后视JDi-1,量取Th,得ZH点；后视JDi+1，量取Th,得HZ 点；在分角线方向量取Eh,得QZ点。2 .分别在ZH、HZ点架仪，后视JDi方向，量取X0,再在此方向垂直方向 上

13、量取y。，得HY和YH点。三.带有缓和曲线的圆曲线详细测设1、切线支距法（tangent off-set method）(1) 当点位丁缓和曲线上，有:(2) 当点位丁圆曲线上，有：其中,为点到坐标原点的曲线长。2、偏角法(method of deflection angle) (整桩距、短弦偏角法)(1)当点位丁缓和曲线上，有：用曲线长l来代替弦长。放样出第1点后,放样第2点时, 用偏角和距离l交会得到。(2)当点位丁圆曲线上方法：架仪HY (或YH)，后视ZH(或HZ)，拨角应，即找到了切线方向，再 按单圆曲线偏角法进行。目的基础资料'此外还有极坐标法、弦线支距法、长弦偏角法。&#

14、167;8.4 路线纵断面测量(route profile survey)测定线路中桩处的高程，绘制纵断面图(profile),为线路设计提供工作步骤一- -先基， 平(principal leveling) 后中平(profile leveling) ”一、基平测量(principal leveling)1 .水准点(bench mark)的设置。(1) 位置：埋设在距中线50100m ,且不易破坏之处。(2) 设置密度：相隔0.5km1km山区相隔1km2km原区每隔5km、路线起终点、重要工程处，设永久性水准点。2. 基平测量的方法(1) 路线附合水准路线。(2) 仪器水准仪一一不低丁

15、DS3精度全站仪竖直角观测精度不大丁 ，标称精度不低丁( 5+5X 10-6D) mm(3) 测量要求水准测量一一一般按三、四等水准测量规范进行。如：要进行往返测，闭合差不超过Bmm三角高程测量一一一般按全站仪电磁波三角高程测量(四等)规范进行。二、中平测量(profile leveling)1 .定义：在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。2.方法：(1)水准仪法从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用视线高法”测出该测段内所 有中桩地面高程，最后附合到另一个水准点上。高差闭合差的限差为:高速公路、一级公路:二级及以下公路:其记录格式见表。(2)全站仪法先在BMi上测定

16、各转点TPi、TP2的高程，再在TPi、TP2上测定各桩点的高程。 其原理即为三角高程测量原理。三、纵断面图的绘制以横坐标为里程，纵坐标为高程。(见图)§8.5 路线横断面测量(route across-profile survey)目的一一测定线路各中桩处垂直丁中线方向上的地面起伏情况，绘制横断面 图，为线路设计提供基础资料。方法一一先确定横断面方向，再测定变坡点间的平距及高差。一、横断面方向的确定1、直线段一一采用普通方向架。2、圆曲线段一一采用求心方向架。3、缓和曲线段一一该点的法线方向选取缓和曲线上的一点n计算偏角值a 1-视n点，拨角90°±a 1切线角

17、"应M9 1羽P1至P2点的方位角，可由P1、P2点的切线支距法坐标求得。二、横断面的测量方法（一）要求：按前进方向分成左右侧，分别测量横断面方向上各变坡点至中桩的平距及高 差。平距及高差的精度要求一般为 0.1m。（二）方法分类：1. 花杆皮尺法适用丁：山区低等级公路。精度低。2. 水准仪法一一水准仪测高差、皮尺丈量平距。适用丁：地形简单地区，精度高。3. 经纬仪视距法适用丁：地形复杂地区。精度较高4. 全站仪法适用丁：地形复杂地区，精度高。用全站仪的斜距测量模式，即可自动显示出平距和高差。三、横断面图的绘制绘图时一般先将中桩标在图中央，再分左右侧按平距为横轴，高差为纵轴， 展出各

18、个变坡点。绘出的横断面图。8.6全站仪中线测设及断面测量简介一、基本原理中线测设：计算中桩坐标 全站仪点位放样(极坐标法)纵断面测量：全站仪测量点的高程(电磁波三角高程测量)横断面测量：确定横断面点位一一全站仪测量点的高程(电磁波三角高程测 量)二、全站仪点的放样功能1、点位放样原理(1) 先在放样点的大致位置立棱镜(2) 对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标。(3) 将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差值dD和 角度差dHR或纵向差值AX和横向差值勇。(4) 根据显示的dD、dHR或AY,逐渐找到放样点的位置。2、TOPCON全站仪放样点位的方法见讲题目全站仪功能介绍”。三、

19、中桩测设的基本程序1、测定线路交点（JD）的（线路统一）坐标（1）图上定出交点（2） 根据沿线布设的（导线）控制点，用全站仪 点的放样”功能，实地测 设出交点（3）根据实地情况进行交点位置的调整（4）根据沿线布设的（导线）控制点，用全站仪 坐标测量”功能测量出交 点（JD）的（线路统一）坐标。若测出了交点的两条直线上的4个点坐标，可按数学方法计算出交点坐标。2、中桩（线路统一）坐标的计算（1）直线段中桩由交点坐标和桩号里程，按 坐标正算”公式，可计算出各中桩的坐标。（2）曲线段中桩1）计算出曲线上各中桩在切线支距法坐标系中的坐标。2）根据坐标平移与旋转”公式，将切线支距法坐标转换成线路统一坐标

20、。3、中桩的实地放样点位放样”功能，放样出架全站仪在（导线）控制点或交点上，利用全站仪 各中桩。四、中桩高程测量（纵断面测量）中桩高程测量是在中桩放样的同时进行的。 在中桩位置立棱镜，输入仪器高 和棱镜高，即可利用全站仪 兰维坐标测量”功能，在（导线）控制点上，测出中 桩处的地面高程。五、横断面测量横断面测量也可在中桩测设、 纵断面测量的同时进行。关键在丁如何将棱镜 立在中桩的横断面方向上。其方法之一是：3. 在大致横断面方向上的某变坡点 F处立棱镜，测出点F的平面坐标。4.obf,将其与方位角oba相减，得角/ FBA。根据测站点B及点F的坐标，计算出方位角5. 根据中桩A处的切线角 M及切线支距法的x轴的坐标方位角，可得A 处切线的方位角，进而得到 A处法线方向的坐标方位角oaf。6 .由OAF和CAB可得角Z BAF。7 .根据角/ FBA、ZBAF和边长Dab，可计算出Dbf。8 .根据Dbf，将棱镜从F'点移至F点，并测出F处的高程。