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世界上最长的公路是泛美公路,全长47515千米,把北美洲和南美洲连接起来。第十章路、桥工程测量川藏(成都至拉萨)公路全长2413公里,是目前我国里程最长的高原公路,也是世界上最为险峻的公路之一。1954年建成通车的川藏公路,翻越二郎山、折多山、雀儿山、横断山等4000米以上山峰14座,先后跨越大渡河、金沙江、澜沧江、怒江等10多条水流湍急的河流,其建设难度在我国公路建设史上罕见。2008.5.1,我国自行设计、建造和管理的世界最长跨海大桥—杭州湾跨海大桥全线通车。杭州湾跨海大桥北起嘉兴市海盐郑家埭,跨越杭州湾海域,止于宁波市慈溪水路湾,全长36公里。作为国道主干线—沈海高速跨越杭州湾的便捷通道,大桥将缩短宁波至上间的陆路距离120余公里。预算118亿,总投资160亿。总工期从2003.11.14—2008.5.1近5年。巴林-沙特阿拉伯跨海大桥,世界上第二长的海面高架跨海大桥,全长25公里。整个工程总费用近10亿美元,建设工期历时5年零两个月,于1986年11月正式通车。§10-1道路工程测量概述线路在勘测设计阶段的测量工作,称为线路测量。1.初测——在路线可能范围内,测回带状地形图、纵断面图,收集地质、水文等资料,为初步设计提供依据。2.定测——在选定设计方案的路线上进行中线测量、纵、横断面测量、带状地形图测绘。3.里程——从线路起点沿线路经过的长度,称为里程;把里程表示为整公里数+不足整公里米数的形式以区别线路上不同的点,称为里程桩号,例如:K4+100。里程桩分整桩和加桩。整桩是由线路起点开始,每隔20m或50m设置一桩,加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩(图10-1.b.c),其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。桩位缩写见表10-1图10.1表10-1§10-2道路中线测量baJDc中线测量是通过直线和曲线的测设,将道路中心线具体测设到地面上,它包括:中线各交点(JD)和转点(ZD)测设,量距和钉桩,测量路线各偏角(α),测设圆曲线等。1.交点测设交点可根据与地物关系测设(图10.2),也可根据与导线点关系用极坐标法、交会法、支距法等确定(图10.3)。图10.2根据地物测设交点BsJD(P)Aabapapapapapapxxyyyyxxsarctan)()(图10.3极坐标测设交点JDABC还可用穿线法测设交点见图10.4图10.4穿线法测设交点JD1JD2baeffbaae2.转点测设转点可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分布法测设。1)两交点间设转点见图10.52)在两交点延长线上设转点见教材图10.5两交点间设转点3.路线转折角的测定见图10.6右左前进方向180右180左图10.6路线转角§10-3道路圆曲线的测设一、圆曲线主点的测设(一)、主点测设元素的计算LTJRRRERLRT2)12cos1(2cos1802tan(二)、主点桩号的计算22LQZYZLZYQZTJDZY桩号桩号桩号桩号桩号桩号检核YZ桩号=JD桩号+T-J(三)主点的测设1.曲线起点的测设经纬仪安置在JD点,后视相邻交点,量切线长T,即为ZY点。2.曲线终点的测设经纬仪,前视相邻交点,量切线长T,即为YZ点。3.曲线中点的测设测定路线转折角的分角线方向(曲线中点方向),量外距E,即为QZ点二、圆曲线详细最常用的方法有偏角法、切线支距法(直角坐标法)等(一)偏角法(1)偏角计算Δi=φi/2=li/2Rρ″(Δi为圆曲线第i个桩点的偏角,φi为圆心角,li为φi所对的相应弧长)(2)偏角法测设过程:①在ZY点安置经纬仪(对中、整平),用盘左瞄准JD,将水平度盘的读数配到0°00′00″;②转动照准部到度盘读数为Δ1,从ZY点量取C,定出1点;③转动照准部到度盘读数为Δi,从第i-1点量取C,与此方向交出第i点;④检核,观测者将水平度盘读数放到α/4时,应能看到QZ桩;将水平度盘读数放到α/2时,应能看到YZ桩,可用α/2及ln所对弦长Cn进行检核其闭合差为:半径方向横向应小于±0.1m,切线方向(纵向)应小于±L/1000。(L为曲线长)(二)切线支距法(直角坐标法)(1)坐标计算选以ZY原点,其切线指向JD方向为X轴,其垂线指向圆心方向为Y轴,建立局部坐标系,则Xi=R·sinφiYi=R·(1-cosφi)式中:φi=li/R·180°/π(i=1,2,3…)(2)直角坐标法放样过程:①从ZY点沿切线方向量取Xi,自此点沿垂直方向量取Yi,定出1点②重复依次定出i点③检查用此法测定QZ点与预先测定的QZ点应相符,作为检核。此法适宜于平坦开阔地区,使用工具简单,且测设点位误差不累积等优点。详细测设的两种方法对比见表已知参数偏角10º49ˊJD里程=522.31m设计半径R=1200m整桩间距特征参数切线T=113.61m外矢距E=5.37m弧长L=226.54m切曲差D=0.68m主点里程ZY里程=K4+408.70QZ里程=K4+521.97YZ里程=K4-635.24JD里程=K4+522.31(检核)详细测设参数切线支距法原点:ZYx轴:ZY-JD偏角法测站:ZY起始方向:ZY-JD点名桩号里程(km+m)累计弧长(m)X(m)Y(m)θ(ºˊ″)d(m)ZYK4+408.700001K4+420.0011.3011.300.050161111.292K4+440.0031.3031.300.410444931.293K4+460.0051.3051.281.101132851.294K4+480.0071.3071.262.181420771.285K4+500.0091.3091.213.472104691.276K4+520.00111.30111.145.1623925111.25QZK4+521.97113.27113.105.3424215113.22m200三、圆曲线遇到障碍时的测设当受地形条件限制,在交点和曲线起点不能安置仪器或视线受阻时,圆曲线的测设不能按常规方法进行,可根据现场情况,采用相应的方法。§10-4缓和曲线的测设为了保障车辆行驶安全,在直线与圆曲线之间加入一段半径由∞逐渐变化到R的曲线,这种曲线称为缓和曲线。目前常用的缓和曲线多为螺旋线,它有一个特性,曲率半径ρ与曲线长度l成反比。若缓和曲线长度为l0,与它相连的圆曲线半径为R,则数学表达式为:ρ·l=R·l0=c(c为常数)ρ·l=R·l0=c(c为常数)目前我国公路采用c=0.035V3(V为车速,单位为km/h),铁路采用c=0.09808V3,则公路缓和曲线的长度为:l0=0.035V3/R,铁路缓和曲线的长度为:l0=0.09808V3/R。带缓和曲线的圆曲线的主点及主元素的计算、缓和曲线参数推导、带缓和曲线的圆曲线的主点桩号计算及检核、带缓和曲线的圆曲线的主点的测设过程、带缓和曲线的圆曲线中桩的测设方法请大家请阅读教材,以后有用。Rαr=∞r=∞RJDZYQZQZYHHZYZHYZHOORR缓和曲线缓和曲线圆曲线§10-5路线纵、横断面测量一、路线纵断面测量(一)基平测量---控制测量(同四等水准测量)(二)中平测量---逐个测定中桩的地面高程(三)纵断面图的绘制及施工量计算二、路线横断面测量任务:在各中心桩处测定垂直于中线方向的地面起伏,然后绘成横断面图,是横断面设计、土石方等工程量计算和施工时确定断面填挖边界的依据。横断面测量的宽度,根据实际工程要求和地形情况确定。一般在15—50m,距离和高差分别准确到0.1m和0.05m即可满足要求。(一)测设横断面方向直线段上的横断面方向,是与线路中线向垂直的方向。曲线上的横断面方向是与曲线的切线相垂直的方向。用方向架定横断面方向(二)测定横断面上点位中桩的地面高程测出,只要测量出各地形特征点相对于中线桩的平距和高差,就可以确定其点位和高程,平距和高差可用下述方法测定:1.水准仪皮尺法*表示方法:用全站仪测量数据见表表横断面数据文件(纬地格式)里程数左横断面测点个数相对前点距离相对前点高差(m)……右横断面测点个数相对前点距离相对前点高差(m)……82K+080510.8-1.39、14.8-0.59、9.60.2911.5-1.82、9.1-1.5410.9-0.78、14.91.64、10.90.93、9.12.88左侧桩号右侧82K=080相邻点距离相邻点高差5.36.07.148.21.51.19.79.15.48.08.49.03.105.05.125.22.标杆皮尺法3.经纬仪视距法经纬仪安置于中桩上,定出横断面方向,量出仪器高,用视距法测出各特征点与中桩的距离和高差。(三)横断面图的绘制根据实际工程要求,参照《线路工程测图种类及比例尺》确定绘制横断面图的水平和垂直比例尺。依据横断面测量得到的各点间平距和高差,在毫米方格纸上绘出各中线桩的横断面图。见教材及后图设计路基横断面§10-6道路施工测量主要工作:恢复中线测量、施工控制桩、边桩和竖曲线的测设。一、施工控制桩的测设(一)平行线法(适用于地势平坦地区直线)段路边桩路边桩路中心线1+2601+2201+240(二)延长线法二、边桩的测设边桩:施工前,要把设计路基的边坡与地面相交地点测设出来,该点称为边桩。边桩测设方法有:1、图解法在线路工程设计时,地形横断面及设计标准断面都已绘制在横断面图上,边桩的位置可用图解法求得,即在横断面图上量取中线桩至边桩的距离,然后到实地在横断面方向上用卷尺量出其位置。mhBll2右左路堤边桩至中线桩的距离为:SmhBll2右左路堑边桩至中线桩的距离为:式中:B----路基设计宽度m----路基边坡h-----填土高度或挖土深度S-----路堑边沟顶宽2、解析法(见教材)解析法是通过计算求得中线桩至边桩的距离。在平地和山区计算和测设的方法不同。(1)平坦地段、路堤和路堑边桩计算用下式:(2)山坡地段路基边桩测设在山坡上测设路基边桩,由右图可知,左、右边桩至中线桩的距离为:SmhBlSmhBl右右左左22三、竖曲线测设竖曲线测设时,考虑到竖曲线的坡度转折角α较小,可以近似计算,简化公式如下:α=(i1-i2)/ρ而tan(α/2)≈α/2ρ,此后,圆曲线的主元素简化计算为:切线长T=R·(i1-i2)/2曲线长L=R·(i1-i2)外矢距E=T2/(2R)§10-7桥梁施工测量桥梁按其轴线长度分特大型(大于500m长)、大型(100~500m)、中型(30~100m)、小型(8~30m)等四类,不同类型桥梁的施工测量方法及精度要求也不相同桥梁施工测量的主要内容包括平面控制测量、高程控制测量、墩台定位、墩台基础及顶部放样等。根据设计文件,按照规定的精度,将图纸上设计的桥梁墩台位置标定于地面,据此指导施工,确保建成的桥梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合设计要求。桥梁施工测量的基本任务一、中线复测及桥轴线测定定测或线路复测的精度较低,一般不能满足桥梁施工测量的精度要求。因此桥梁施工前,需对桥址线路中线以较高的精度进行复测。复测的主要方法是导线法。(一)、直线桥的中线复测ZD7—3ZD7—4ZD7—5ZD7—6ZD7—7ZD7—8β1β2β3β4D1D2D3D4D5图61直线桥线路中线复测示意图观测:桥址位置上所有转点间的水平距离Di和相邻边间的水平角βi。计算:以两端转点(ZD7-3,ZD7-8)的连线为x轴建立施工坐标系,计算各转点的坐标(二)、曲线桥的中线复测•当桥梁位于曲线上时,应对整个曲线进行复测。•检查切线方向控制桩是否在同一条直线上。如果不在同一条直线上,则应给予改正。•重新精确测定线路的转向角。•重新计算曲线综合要素。•重新标定曲线的起点和终点。αZD7-1αZD6-3AZHJD7ZD6-4BZD7-2HZZD6-3ABZHZD6-4JD7ZD7-1ZD7-2HZ图6曲线桥复测示意图图6曲线
本文标题:路桥施工测量
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