道路工程测量技术毕业论文.doc

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1、湖北民族学院科技学院毕业论文(设计)浅谈道路工程测量技术院(系)名称:生物科学与技术学院专 业 名 称:建 筑 工 程 技 术学 生 姓 名:学 号:指 导 老 师:年 月:2011-5-16摘要11 公路工程施工放样的任务公路工程施工放样的主要任务是利用测量技术将设计图纸上的工程构造物的平面位置和高程在实地标定出来,作为施工的依据。在施工过程中,检测工程构造物的几何尺寸,以实现从设计图纸到工程实物的质和量的转变。在交通土木工程中,工程构造物主要指路基、路面、桥涵、隧道及其附属构造物和排水构造物。在路基施工前,通过测量放样确定路线中线桩、公路用地界桩、路堑坡顶、路堤坡脚、边沟等构造物的施工位置

2、;在桥涵施工前,通过测量放样确定基坑开挖、墩台建造的施工位置;在隧道施工前,利用控制测量结果对隧道定向定位等都是通过测量放样实现的。在施工过程中,通过测量放样对工程构造物外形几何尺寸进行控制和检测,及时修正偏差,以准确体现设计意图;在工程竣工后,通过测量对工程进行质量检查和验收。实践证明,精确地测量放样能准确控制施工质量和节约工程成本。因此,施工放样是工程施工过程中的重要一环,它贯穿工程施工全过程。12 公路工程施工放样的依据公路工程施工放样的依据是公路工程技术标准,各种构造物的施工技术规范、规程、测量规范等以及工程设计图纸。测量放样工作应遵循从整体到局部的原则,先进行控制测量,再进行细部放样

3、测量。通过控制测量,建立起平面控制点和高程控制点与工程构造物特征点之间的平面位置和高程的几何联系。以平面控制点的坐标和高程控制点的高程为依据,利用传统测量仪器进行距离、高程和角度的测量放样或者利用全站仪和GPS进行三维坐标放样来确定工程构造物特征点在实地上的空间位置。在放样过程中,工程设计图纸是图解控制点和工程构造物特征点之间几何关系的依据;现行的施工技术规范、规程,以及测量规范是核查放样结果精度的依据。只有利用精度符合标准的几何数据,才能精确地测定工程构造物特征点的准确位置,以指导施工。第一章 测量学基本知识第一节 平面点位置的确定 工程构造物特征点的平面位置是用坐标表示的。在施工放样以前必

4、须了解设计数据所提供的点的坐标是用那一种坐标系。只有在坐标系统一的条件下,才能进行行坐标、距离、角度的计算和改正。1.11:国家3带高斯正投影平面直角坐标系工程建设是在地球曲面上进行的,工程设计计算是在平面上进行的,这样就会有曲面上的数据向平面归算的问题,高斯平面直角坐标系就是在此基础上建立起来的。利用它可以解决曲面数据与平面数据的转换问题。在离中央子午线较近,地面平均高程较低的地区,不必考虑投影变形的影响,可直接采用国家统一的3带高斯正投影平面直角坐标系。1.11.1)高斯投影的几何意义高斯投影是高斯平面直角坐标系建立的基础,其几何意又如图1-2-1所示。为了便于说明高斯投影的概念,将地球椭

5、球体作为圆球看待。在圆球表面上选定一个子午圈,将投影面卷成一个圆柱,套在圆球上并使其与选定的子午圈相切,这条切线NBS称为轴子午线(中央子午线)。NAS和NCS是两条和NBS经差为3或1.5并关于NBS对称的子午线。这样,球面上的轴子午线就毫无变形地转移到圆柱面上。此外,将赤道面扩大使之与圆柱体相交,其交线GH即与轴子午线垂直。当将圆柱体从两极沿着圆柱轴线切开,并展开成平面时,圆柱体上的这两条正交的直线,就是高斯平面直角坐标系统的坐标轴。其中由轴子午线投影的直线NBS是高斯平面直角坐标系的纵轴,称为X轴;而由赤道投影的直线GH是高斯平面直角坐标系的横轴,称为Y轴;B为坐标原点。由子午线NAS、

6、NCS所包围而构成的带状称为投影带,若子午线NAS和NCS经差为6,称为6投影带,若经差为3,称为3投影带。 图1-1-1如上所述,每一个高斯投影的6带和3带都有其自己的坐标轴和坐标原点。横坐标的计算是以轴子午线以东为正,以西为负。纵坐标的计算是以赤道以北为正,以南为负。为了使横坐标均为正值,我国轴子午线的横坐标值加上500km,即将坐标原点向西平移500km。如图(1-2-1b)所示。高斯平面的特点:(1) 投影后的中央子午线NBS是直线,长度不变。(2) 投影后的赤道ABC是直线,保持ABC垂直NBS。(3) 离开中央子午线的子午线投影是以两级为终点的弧线,离中央子午线越远,弧线的曲率越大

7、,说明离中央子午线越远投影变形越大。 1.1.1.2)高斯平面直角坐标系的建立根据高斯平面投影带的特点,高斯平面直角坐标系按下述四个规则建立:(1)X轴是中央子午线NBS的投影,北方为正方向;(2)Y轴是赤道ABC的投影,东方为正方向;(3)原点,即中央子午线与赤道交点,用O表示; 图1-2-2(4)四个象限按顺针顺序I、II、III、IV排列,如图1-2-2所示。 1.1.1.3)投影带的中央子午线与编号投影带的宽度以投影带边缘子午线之间的经度差表示。为避免高斯投影带的变形太大,投影带的宽度,不能太宽,一般宽度取6或者3。高斯投影根据经差逐带连续进行,即将地球曲面展开成平面。经差为6的6带高

8、斯投影平面,将全球分为60个6的投影带,各带的中央子午线的经度与投影带的带号有如下对应关系: (1-2-1)经差为3的3带高斯投影平面,将全球分为120个3的投影带,各带的中央子午线的经度与投影带的带号有如下对应关系: (1-2-2)根据我国在大地坐标系统中的经度位置(74 135),从上述公式可见,我国用到的6带的带号在1323之间,用到的3带的带号在2545之间。1.1.1.4)高斯平面直角坐标表示的地面的位置我国国家测量大地控制点均按高斯投影计算其高斯平面直角坐标。在图1-2-1a)中,球面点P,大地坐标为,。在图1-2-1b)中的点是的高斯投影点,其高斯平面直角坐标是Xp,Yp。它们的

9、意义是:xp表示P 点在高斯平面上到赤道的距离;yp包括有投影带的带号、附加值500km和实际坐标Y三个参数,即 yp=带号N + 500Km + Yp (1-2-3)例如,某地面点坐标x =2433586.693m, y =38 514366.157m。其中x表示该点在高斯平面上到赤道的距离为2433586.693m 。根据式(1-2-3),该地面点所在的投影带带号N=38,是3带,地面点Yp坐标的实际值Yp=14366.157m(即去掉原坐标轴中代号38,并减去附加值500km),表示该地面点在中央子午线以东14366.157m;若y坐标实际值Y带负号,则表示该地面点在中央子午线以西。根据

10、yp坐标的投影带带号,可以按式(1-2-2)推算投影带中央子午线的经度为=114。1.1.2:补偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系这种坐标系仍采用国家3带高斯正形投影,但是投影的高程面不用参考椭球面,而另选用一个高程参考面,借以补偿因高斯投影带来的长度变形。在这个高程参考面上,投影长度变形为零。1.1.3:任意带高斯正形投影平面直角坐标系任意高斯正形投影平面直角坐标系仍将地面观测结果归算到参考椭球面上,但不采用国家3带统一的分带方法,而选择过测区边缘或测区中央或测区内某一点的子午线作为中央子午线,借以补偿因实测结果归算至参考椭球面带来的长度变形。1.1.4:高程抵偿面的任意带高斯正形投影

11、平面直角坐标系这种坐标系通常是把投影的中央子午线选在测区的中央,地面观测值归算至测区的平均高程面上,按高斯正形投影计算平面直角坐标。这是综合补偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系和任意带高斯正形投影平面直角坐标系这两种坐标系优点的一种任意高斯平面直角坐标系,是工程中常用的测量坐标系统。1.1.5:独立平面直角坐标系这是一种对测区面积较小时,可以把该测区的球面当成平面看待,即可不进行方向和距离改正,将地面点直接沿铅垂线投影到水平面上,把局部地球表面作为平面而建立的独立平面直角坐标系。这种坐标系统可与国家控制网联系,获取起算坐标及起始方位角;亦可采用假定坐标,公路勘测规范(JTJ061-99)

12、规定,二级(含二级)以下公路、独立桥梁、隧道及其它构造物等小测区方可采用。在计算平面点位放样数据时,如果点的坐标处于不同的坐标系,要首先进行坐标换算(换算成统一的坐标系),再计算放样数据。1.1.6:平面直角坐标的换算如图1-2-3所示,设、为P点在国家控制网坐标系中的坐标;、为P点在工程独立控制网坐标系中的坐标;、为工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标;为两坐标系纵坐标轴的夹角。如果一条边PM在国家坐标系中的坐标方位角为A,而在工程独立坐标系中的坐标方位角为,则 图1-2-3可按下式计算: (1-2-4)当由工程独立坐标系中的坐标( ,)换算到国家坐标系中的坐标(,)时,其换算公式为 (

13、1-2-5)当国家坐标系换算到工程独立坐标系时也可以使用上式。换算时应将式中的,与 ,互换,并且。第二节:平面点的高程系统1.2.1:高程系统的一般概念地面点高程,是指地面点到某一高程基准面的铅垂距离。地面点的高程是表示地面位置的重要参数。地面点高程基准面一经认定,地面点的高程系统就确定了。一般地,高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。1.2.1.1)大地高系统以参考椭球体面为基准面的高程系统称为大地高系统。大地高,表示地面点到参考椭球体面的垂直距离。1.2.1.2)正高系统以大地水准面为基准面的高程系统称为正高系统。正高表示地面点到大地水准面的垂直距离。1.2.1.3)正常高系统以似大

14、地水准面为基准面的高程系统称为正常高系统。正常高表示地面点到似大地水准面的垂直距离。 图1-3-1图1-3-1表示上述三个基准面的关系,其中大地水准面是在测定平均海水面中得到的高程基准面。我国在山东青岛设验潮站,长期测定海水面高度,得出我国大地水准面的高程原点,如图1-3-1中Q点。通常,参考椭球体面、大地水准面、似大地水准面在Q处重合。但是,由于地球内部的物质不均匀性,参考椭球体面、大地水准面、似大地水准面在其它地方不重合。如图1-3-1中P处,是大地水准面与参考椭球体面的差距,是似大地水准面与参考椭球体面的差距。一般地,大地水准面与参考椭球体面的差距难以得到,故无法将测得的地面点正高换算到

15、参考椭球体面上。在实际测量工作中,选用的似大地水准面是一个与参考椭球体面的差距为的并可以得到的大地水准面。由此可见,差距是可以求得的,故可以将测得的地面点正常高换算到参考椭球体面上。正常高系统是我国国家高程测量采用的高程系统。国家高程点的高程是正常高。正常高系统是以似大地水准面作为测量基准面的高程系统,我国采用黄海平均海水面为似大地水准面,进而确定国家高程基准面的高程,即水准原点的高程。历史上我国采用过两种高程系统:一是1956国家高程基准,水准原点高程为72.289m;一是1985国家高种基准,水准原点高程为72.260m。两者相差0.029m。这一点在引用国家水准点高程时应注意。1.2.2

16、:公路工程实际应用中的地面点高程的概念在设计文件中给定的地面点的高程,通常采用两种高程系统:一种是国家统一的绝对高程系统;另一种是独立测区所采用的假定的相对高程系统。1.2.2.1)绝对高程地面点沿其铅垂线到法定的似大地水准面的垂直距离称为绝对高程。如图1-3-1所示,定义经Q 点的似大地水准面为法定的似大地水准面,、表示A、B两点分别到法定的似大地水准面的绝对高程。绝对高程是正常高系统所确定的地面点高程。实际工程应用中,按国家高程点的正常高推算地面点高程,这种工程上的地面点高程属于绝对高程。在远离国家高程控制网的偏远地区,也可采用假定的高程系统,即相对高程系统。1.2.2.2)相对高程地面点

17、沿其铅垂线到假定的大地水准面的垂直距离称为相对高程。如图1-3-1所示,、分别表示A 、B两点到假定的大地水准面的相对高程。这里所说的相对高程是以假定的大地水准面所确定的地面点高程,假定的大地水准面可理解为通过假定地面上某一点的高程,而得到假定大地水准面的位置。例如,P 点位于偏远地区,在P 点所在的区域没有国家高程点,工程建设中要确定该区域地面点的高程,就要建立一个统一的高程系统。通过假定P 点的高程,则假定大地水准面的位置在从P 点沿铅垂线向下(上)距P点为的位置上。实际应用中,似大地水准面与参考椭球体面的差距,由大地测量学解决。在一般工程建设中也可以不考虑这一因素。 在计算放样点的高程数

18、据时,应换算成统一的高程系统。例如,某独立测区P点的假定高程为,与国家水准点联测得,则假定大地水准面与似大地水准面的高差为45.025m,该测区内任一点的绝对高程应为相对高程加上45.025m。旧有水准起算基准面与1956年黄海平均海水面的关系 起算基准面水准点所在地及编号与1956年黄海平均海水面的高差换算到新系统的改正数1954年黄海平均海水面北京水准原点零标志线-0.081+0.083m黄岩北门外235(1)-0.116青岛验潮站潮井铜丝-0.054坎门平均海水面验潮站基点252-0.146+0.237m萧山江边66-0.215皖北临淮关18-0.349吴淞零点验潮站基点+2.063-1

19、.907m张华滨基点+2.068佘山基点+1.630汉口武汉关铜牌线+1.866废黄河零点(新)淮阳导淮BM11明下+0.114-0.063m淮阳导淮BM519明下+0.069蚌埠导淮BM142明下+0.088润河集75西-0.019大沽零点大沽水准原点+1.526-1.296m郑州PLBBMIL+1.186天水190上+1.175第三节 工程施工放样基本方法1.3.1:已知距离的放样距离放样即在地面上测设某已知水平距离,就是在实地上从一点开始,按给定的方向,量测出设计所需的距离定出终点。 1.3.1.1)钢尺量距在地面上丈量已有两点间的直线距离时,应先用尺子量出两点间的距离,再考虑必要的改正

20、数,以求得正确的水平距离。而在地面上定出已给长度的直线时,其程序恰恰相反。先要根据已知的水平距离,结合地面的高低、钢尺的实际长度、丈量时的温度等,算出地面上应量的距离,并按算出的距离进行丈量。如图1-4-1所示。其计算公式为: (1-4-1)式中:_名义长度,实地要测设的长度;_实际长度,需要测设的水平距离;_尺长改正数,钢尺在标准拉力、标准温度条件下钢尺的实际长度与钢尺的名义长度的差,即=;_温度改正数,为钢尺的线膨胀系数,一般用25105,为测设时的温度,为钢尺的标准温度(一般为20);_倾斜改正数,为两端点的高差;为了计算以上各改正数,应已知所用钢尺的尺长改正数,测出两端点的高差,并测量

21、测设时的温度。 图1-4-1例:用名义长度为30m而实际长度为30006m的钢尺放样200m的距离(钢尺的检定温度为20,丈量时的环境温度为36)两端点间的高差不计,试说明其放样的方法。解:(1)、计算尺长改正数 因钢尺的实际长度为30006m,即每量出一整尺段的距离就比名义长度30m多了0006m。因此每尺段应减去0006m,即尺长改正数=30006m30m=0006m。(2)、计算温度改正数因钢尺的检定温度为20,丈量时的环境温度为36,尺膨胀系数=25105,则一尺段的温度改正数是30m25105(2036)=0006m,即钢尺伸长了0006m。因此考虑尺长和温度的影响,每量30m尺长,

22、就应从尺上读数减少0012m。(3)、计算实地要测设的长度当用这根个钢尺去放样200m的长度时,应在实地测设的距离为: = =199920m一般测量时所用之拉力应与检定时的拉力相同,故可不加拉力改正。1.3.1.2)用光电测距仪(全站仪)测设水平距离在测量技术飞速发展的今天,测距仪或全站仪的使用越来越普遍。而且用测距仪或全站仪测距是目前施工测量中较为简捷和精确的一种方法。采用具有自动跟踪功能的测距仪测设水平距离时,仪器自动进行气象改正并将倾斜距离改算成水平距离直接显示。具体方法如下:测设时,将仪器安置在A点, 图1-4-2测出气温及气压,并输入仪器,此时按测量水平距离功能键和自动跟踪功能键,一

23、人手持反光镜杆立在终点附近,只要观测者指挥手持反光镜者沿已知方向线前后移动棱镜,观测者即能在测距仪显示屏上测得顺时的水平距离。当显示值等于待测设的已知水平距离D时,即可定出终点。如图1-4-2所示。1.3.2已知水平角的放样1.3.2.1)盘左盘右分中法如图1-4-3所示,设OA为已知方向,要在O点以OA为起始方向,顺时针方向测设出给定的水平角。具体的测设方法是:在O点安置经纬仪,盘左位置照准目标A点,并将水平度盘配置在 0附近(或任意读数L)。松开照准部制动螺旋,顺时针方向转动照准部,使水平度盘读数为L+,沿视线方向在地面上定出点。为了检核和提高测设精度,倒转望远镜成盘右位置,重复上述操作,

24、并沿视线方向定出点,取的中点B,则即为设计的角值。这种方法又称为正倒镜分中法。1.3.2.2)垂线改正法当测设精度要求较高时,可采用初放水平角与设计水平角进行差值比较,并沿垂线方向进行改正的方法。如图1-4-4所示,先按盘左盘右分中法初步放样,定出,再用经纬仪观测数个测回,测回数由精度要求决定,求出各测回的平均角值,当与的差值超出限差时,则需改正C的位置。改正时可根据AC的长度和计算其垂直距离CC1: (单位为秒)然后过C点作AC的垂线,在垂线方向上量出CC1的长度,定出C1点,则即为放样的水平角。若为正,则按顺时针方向改正C1点;若为负,则按逆时针方向改正C1点。为检查测设是否正确,还需进行

25、检查测量。 图1-4-3 图1-4-4 1.3.3: 已知高程的放样已知高程的放样是根据施工现场已有的水准点,用水准测量或三角高程测量的方法,将设计的高程测设到地面上,即根据一个已知高程的点,来测设另一个点的高程,使其高差为所指定的数值。1.3.3.1)水准测量法如图1-4-5所示,A为已知水准点,其高程为,B为待测设高程点,其设计高程为。将水准仪安置在A和B之间,后视A点水准尺的读数为,则B点的前视读数b应为视线高减去设计高程,即:图1-4-5测设时,将B点水准尺贴靠在木桩的一侧,上、下移动尺子直至前视尺的读数为b时,再沿尺子底面在木桩侧面画一刻线,此线即为B点的设计高程的位置。例:已知水准

26、点A的高程,今欲测设B点,使其高程,试说明放样方法。解:(1)、安置仪器并读取后视读数 在AB间安置水准仪,先在A点竖立水准尺,读取水准尺读数 ; (2)、计算视线高程 根据后视水准点高程和后视水准尺读数,得出水准仪的视线高程为: (3)、计算前视读数b要使B点桩顶的高程为,则竖立于B点水准尺的读数应为: (4)、放样高程点位逐渐把B点木桩打入土中,使桩顶水准尺的读数逐渐增加至,这时B点高程即为设计高程。 水准测量的主要技术要求 表4-11等级仪器型号前后视距不等差双面尺读数差两次仪高之差视线标准长度视线距地面高度每站积累三DS13 mm6 m11.5100m0.3 mDS32375四DS35

27、 m10 m35100m0.2 m五DS3大致相等当有两个点高程不闭合时,一般有3种处理方法:a.在两个水准点之间设临时水准点将闭合差均布下去,等于设几个台阶消除闭合差;b.假设BM1,BM2,BM3,BM4连续4个水准点,BM2与BM3不闭合,可以采用BM1和BM3闭合计算,改正BM2的高程,或者BM2与BM4闭合计算改正BM3的高程;c.BM1与BM4进行闭合计算,改正BM2和BM3的高程。第一种方案是强制闭合,后两种要视具体情况确定。当然有条件可以用高精度水准点检查。 1.3.3.2)三角高程法三角高程(或称测距高程)测量是根据两点间的距离和竖直角,应用三角公式计算两点间的高差。三角测量

28、的精度比水准测量低,但这种方法简便、灵活,受地形的限制小,因此,常用于山区的高程测量。三角高程测量一般应在一定密度的水准测量控制之下。如图4-24,设仪器高度为,反光棱镜高度为,测距仪测得两点间的斜距为S,竖直角为,则A、B两点间的高差为: (4-42)上面公式是假设以水平面来起算的,实际上,高程的起算面是平均海水面(曲面),因此,在较长距离测量时,要考虑地球曲率和大气折光对高差的影响,在高差计算中加以改正。这两项改正称为两差改正。 球气 (4-43) 式中R为地球曲率半径,取6371km,为大气折光系数。一般来说,两差改正很小,当两点间的距离小于400m时,可以不考虑。1三角高程测量的精度

29、由式(4-43)可知 (4-44) 由于角一般不大,因此,测距误差对测定高差的影响不是主要的。若采用对中杆,仪器高和棱镜高的测量误差、大约为lmm。竖直角的观测误差对高差测定的影响与距离成正比,大气折光系数误差与距离的平方成正比。这正是影响高差测定精度的两项主要误差。因此,除了要保证一定的竖直角观测精度外,更要采取克服大气折光影响的措施,并限制一次传递高程的距离。竖直角的对向观测可以抵消一部分大气折光系数的影响。若能用两台同型号的仪器做对向观测,则能更好地消除大气折光误差的影响。同时,安置仪器时,使两镜站之间的距离大致相等,也可减少大气折光误差的影响。三角高程要进行往返观测。对一、二级三角高程

30、来说,往返观测的高差较差(以计)不应大于0.2S和0.4S,S以m为单位。若往返观测的高差较差符合要求,取其平均值作为观测值。三角高程测量的主要技术要求应符合表418规定。 三角高程测量主要技术要求 表4-18等级仪器测回数指标差较差竖直角较差对向观测高差较差附合或环形闭合差三丝法中丝法四等DJ23774020五等DJ21210106030 注:S为测距仪测量的边长。 三角高程测量是高程控制测量的一种补充手段,其精度应与同等级的水准测量相同。 2三角高程测量路线的布设 由以上分析可知,三角高程每公里的高差中误差随着距离加长而增大。因此,各等级的三角高程测量必须限制一次传递高程的距离。三角高程测

31、量路线的总长原则上可参照同等级的水准测量路线的长度。但考虑到大气折光误差多少具有系统误差的性质,所以,三角高程测量路线不宜过长,并尽可能组成闭合多边形,以进行高差闭合差检核。规范规定,四等三角高程应起讫于不低于三等水准的高程点上,五等三角高程应起讫于不低于四等的水准高程点上,其边长均不应超过lkm,边数不应超过6条。当边长小于0.5km或单纯作高程控制时,边数可增加一倍。 由于三角高程测量和平面控制测量必须精确测定距离和竖直角,因此,结合平面控制测量的导线布设,同时建立平面与高程控制网是经济、合理的。用三角高程测量的方法放样已知高程的操作步骤基本和水准测量的方法相同,具体操作如下:(1)将仪器

32、(经纬仪和测距仪或全站仪)安置于已知高程点A上,量取仪器高;(2)在待测高程点B上立棱镜,量取觇标高;(3)测出A点与B点间的水平距离D和仪器视线的倾角,按公式为地球和大气的改正数),并于已知高程进行比较;(4)改变觇标高,重复第(3)部,直至,即放样完成。1.3.4: 已知点的放样测设点的平面位置常用的方法有极坐标法、直角坐标法、角度交会法和全站仪法。放样时,应根据控制网的形式、控制点的分布情况、地形条件以及放样精度,合理选用适当的测设方法。1)极坐标法极坐标法是指在建立的极坐标系中,通过待测点的极径和极角,也就是根据水平角和水平距离测设点的平面位置的方法。此方法适用于经纬仪配合测距仪或全站

33、仪测设。在施工现场通常是以导线边、施工基线或建筑物的主轴线为极轴;以某一个已在现场标定出来的点位极点。放样时先根据待测点的坐标和已知点的坐标,反算待测点到极点的水平距离D(极径)和极点到待测点方向的坐标方位角,再根据方位角求算出水平角(极角),然后由D和进行点的放样,在这里D和称为放样数据。如图1-4-6所示,A、B为地面上已有的控制点,其坐标分别为、和、;欲测设P点,其设计坐标为、。则: 其中: 图1-4-6 测设时,在A点安置经纬仪,瞄准B点,先测设出角,得AP方向线。在此方向线上测设水平距离D,即得到P点。2)直角坐标法直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互

34、相垂直的基线或方格网时,可采用此法。如图1-4-7所示,OA、OB为两条互相垂直的基线,待测的轴线与基线平行。这吋可根据设计图上给出的M点和Q点的坐标,用直角坐标法将构造物的四个角点测设于实地。首先在O点安置经纬仪,瞄准A点,由O点起沿视线方向测设距离15m定出点,由点继续向前 测设距离35m定出点;然后在点安置经纬仪,瞄准 图1-4-7向左测设90角,沿此方向从 点起测设距离25m 定出M点,再向前测设距离20m定出P点。将经纬仪安置于点同法测设出N点和Q点。最后应检查构造物的四角是否等于90,各边长度是否等于设计长度,误差在允许范围内即可。上述方法计算简单、施测方便,测设点位的精度较高,应

35、用较为广泛。3)角度交会法角度交会法又称方向线交会法。它适用于待测设点离控制点较远或量距较为困难的地方。如图1-4-8所示,A、B、C为控制点,P为待测设点。测设时,先根据P点的设计坐标及控制点A、B、C三点的坐标反算出交会角1、1、2、2。在A、B、C三个控制点上安置经纬仪测设1、1、2、2各角。并且分别沿方向线AP、BP、CP ,在P点附近各插两根测钎,并分别用细线相连,其交点即为P点的位置。由于测设误差的存在,若三条方向线不交于一点时,会出现一个很小的三角形,称为示误三角形。对于示误三角形的边长在允许范围内时,可取其重心作为P点的点位。如超限,则应重新交会。图 1-4-8 图1-4-94

36、)距离交会法距离交会法是根据两段已知的距离交会出地面点的平面位置。此法适用于待测设点至控制点的距离不超过一整尺的长度,且便于量距的地方。在施工中细部的测设常用此法。如图1-4-9所示,先根据控制点A、B的坐标及P点的设计坐标,计算出测设距离D1和D2。测设时,用钢尺分别从控制点A、B量取距离D1、D2后,其交点即为P点的平面位置。5)全站仪法目前由于全站仪能适合各类地形情况,而且精度高,操作简便,在生产实践中已被广泛采用。采用全站仪测设时,将全站仪置于测设模式,向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角),再输入待测设点的坐标。准备工作完成后,用望远镜照准棱镜,按相应的功能键,即可立即显示

37、当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值,移动棱镜的位置,直至坐标差为零,这时所对应的位置就是待测设点的位置。第二章 道路施工测量任务和步骤第一节 道路测量的基本任务 方便、快捷、安全的交通运输,是一个国家繁荣昌盛的标志之一。公路运输在整个国民经济生活中起着重要作用。公路的新建和改建,测量工作必须先行。公路施工测量所担负的任务是什么呢?简单说来,有以下几个方面: 1熟悉图纸和施工现场 设计图纸主要有路线平面图、纵横断面图和附属构筑物等。在明了设计意图及对测量精度要求的基础上,应勘察施工现场,找出各交点桩(定义:路线的转折点,即两个方向直线的交点,用JD来表示。)、转点桩(转点 ZD的测设:

38、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、量距时照准之用的点。分为:在两交点间测设转点、在两交点延长线上测设转点)、里程桩和水准点的位置,必要时应实测校核,为施工测量做好充分准备。 2公路中心线复测 公路中心线定测以后,一般情况不能立即施工,在这段时间内,部分标桩可能丢失或者被移动。因此,施工前必须进行一次复测工作,以恢复公路中心线的位置。 3测设施工控制桩 由于中心线上的各桩位,在施工中都要被挖掉或者被掩埋,为了在施工中控制中线位置,需要在不受施工干扰,便于引用,易于保存桩位的地方测设施工控制桩。(道路上一般都是先布设道路中桩,按中桩放线挖填方做好路床,然后按中桩向两侧

39、依据设计要求的路宽垂直布设“腰桩”,在腰桩上测好路中油面高程后,两侧腰桩拉线来控制道路各层结构的标高)。 4水准路线复测 水准路线是公路施工的高程控制基础,在施工前必须对水准路线进行复测。如有水准点遭破坏应进行恢复。为了施工引测高程方便,应适度加设临时水准点。加密的水准点应尽量设在桥涵和其他构筑物附近,易于保存、使用方便的地方。 5路基边坡桩的放样 路基放样主要是测设路基施工零点和路基横断面边坡桩(即路基的坡脚桩和路堑的坡顶桩)。 6路面的放样 路基施工后,为便于铺筑路面,要进行路槽的放样。在已恢复的路线中线的百米桩、十米桩上,用水准测量的方法测量各桩的路基设计高,然后放样出铺筑路面的标高。路

40、面铺筑还应根据设计的路拱(路拱坡度主要是考虑路面排水的要求,路面越粗糙,要求路拱坡度越大。但路拱坡度过大对行车不利,故路拱坡度应限制在一定范围内。对于六、八车道的高速公路,因其路基宽度大,路拱平缓不利横向排水,公路工程技术标准规定“宜采用较大的路面横坡”。)线形数据,由施工人员制成路拱样板控制施工操作。 7其他 涵洞、桥梁、隧道等构筑物,是公路的重要组成部分。它的放样测设,亦是公路工程施工测量的任务之一。在实际工作中,施工测量并非能一次完成任务,应随着工程的进展不断实施,有的要反复多次才能完成,这是施工测量的一大特征。第二节 道路测量的基本工作步骤工程测量事关重大,而且并不如许多人所想的,手里

41、操作着个全站仪就是工程测量的全部,测量人员的 水平高低,其实更体现在预见能力和谋划能力上。开始接手道路测量时本人认为应按如下步骤开展工作:第一步工作就是联测导线,此时应该先问清楚,设计院的导线是平面坐标还是高斯坐标。高程的获得是用什么方法,是水准还是GPS。第二步工作一般是复核,补充征地线。设计中往往有改线发生,而中国的国情是,设计院放的征地线有时候是改线之前的,这在低等级公路,地形复杂的公路尤其多见,而你进场后,设计院一般是不会再来放线了(虽然这并不符合合同要求,但施工单位是无能为力的)。所以,必须首先和设计院沟通,问清楚设计院放的征地线是否是最终征地线,如果不是,要问清楚设计院哪些路段是改

42、过的,要设计院提供改线后的征地线和原来征地线的对比图表。因为征地纠缠不清,严重影响工期。第二次,甚至第三次征地放线就关系到老百姓的征地补偿情况,没有设计院的参照资料,不但测量人员会对自己的放样成果产生怀疑,也和工程所在范围内的当地老百姓解释不清楚。第三步工作复测地面线。这步工作变化很多。一般要求施工单位要测地面线,但是测量人员最好不要贸然动手,因为一旦贸然动手,不但意味着辛辛苦苦的大量工作全部白做,甚至意味着工程量的损失,一定要把各种因素权衡好再下决定,一旦动手,全线的地面外业,原地面复测资料,横断面绘图,土石方工程数量表就必不可少,工作量极大。在工作开展前,我们要综合考虑这么几个元素:1:公

43、路等级,工程量大小。2:业主的实力,业主的意思。3:本单位人员配备情况。4:估算设计院地面线的准确情况。总之一般不轻易采取此内工作,如果必须,应综合考虑相关因素:1.公路等级高低确定工程量的大小。2.业主实力以及业主方对工程量的预算要求,即业主对于施工方关于设计多少的百分比才能调整方量。3.本单位人员配备情况(如果人员配备不能满足此工作的要求,而且方量不能调整,则此工作可走过场,应付了事。断面图可以复印设计院的资料,稍微改动。原地面测量结果从设计院提供的图纸上量出来即可,但监理抽检资料不得保留)。4.估算设计院地面线的准确情况,在延路线上对挖方区(抽检填方去)放征地线来验证。放征地线时应该把每个点的原地面高程全部记录下来,回来和图纸校队。第四步工作:线路复核,尤其是结构坐标高程复核,这一步必须预先进行。结构上位置,高程的大片出错并非没有。如果到构开工之前才复核,那么一旦发现错误,自己又不敢确定,必然要上报。考虑到工程三方的沟通和技术上的衔接所需时间比较长影响工程进度。进场后测量人员还是有富裕时间的,应该提前复核,节省因设计更改的时间。第五步工作:资料格式的确定。测量有各种资料,最多的就是报验资料了,开工后资料不要埋着头一股脑只管做,因为做了很可能白做。首先,资料很可能

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