第11章 道路、桥梁施工测量

NanjingUniversityofTechnology返回目录第11章道路、桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-1.道路（线路）测量线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。1.初测对线路方案研究中有价值的几条线路或某一条线路，结合现场的实际情况，在实地进行选点，标出线路方向，在此基础上进行导线测量、水准测量和带状地形图测绘，称为初测。2.定测把已批准的初步设计所选的线路方案，利用带状地形图上的初测导线和设计图上的线路的几何关系，将选定的线路测设到实地上去，称为定测。它包括中线测量、曲线测设、纵横断面测量和局部地形测绘。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-1.道路（线路）测量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11-1.b.c)，其中关系加桩是指线路上的转点(ZD)和交点(JD)桩。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-1.道路（线路）测量1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-2.中线测量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.交点和转点测设交点可根据与地物关系测设，也可根据与导线点关系用极坐标法、交会法、支距法等确定；转点可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分布法测设。2.转折角(偏角)测定采用J6经纬仪观测一测回，半测回之差应不超过±40〞。偏角有左、右之分，偏转后方向位于原方向左侧称为左偏角α左，反之为右偏角α右，一般观测路线右角β，如图11-21.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-2.中线测量则α右=180°-β3α左=β4-180°1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设线路由一个方向转到另一个方向，若用圆曲线连接，则可根据线路偏角α、圆曲线半径R计算测设数据进行放样。测设分两步进行，先测设圆曲线的三个主点（直圆点ZY、曲中点QZ和圆直点YZ），再详细测设圆曲线上按规定桩距各副点(中桩点)。圆曲线如下图所示。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设1.圆曲线的主要元素及计算公式：•切线长T=R·tan(α/2)•曲线长L=R·α·π/180°•外矢距E=R[sec(α/2)－1]•切曲差D=2T－L••主点的桩号计算及检核如下：•ZY桩号=JD桩号－T•QZ桩号=ZY桩号＋L/2•YZ桩号=QZ桩号＋L/2=ZY桩号＋L•JD桩号=ZY桩号－T＋D（检核）1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设2.圆曲线的主点的测设过程：•①在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘的读数配到0°00′00″，在此方向量取T，定出ZY点；•②倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为α，量取T，定出YZ点；•③继续转动照准部到度盘读数为（α＋180°）/2，量取E，定出QZ点。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设3.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1）偏角法（1）偏角计算1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设•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)1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设2）切线支距法(直角坐标法)计算如下：（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·sinφi•Yi=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。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-3.圆曲线测设4.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。[例11-1]已知JD的桩号为K3+576.360，偏角α=34°36′(右偏)，设计圆曲线半径R=200m，计算圆曲线测设元素及主点里程？解：圆曲线测设元素T=200×tan17°18′=62.293mL=200×34°36′×Π/180°=120.77mE=200(1/cos17°18′-1)=9.477mD=124.58-120.777=3.809mZY里程(桩号)=JD-T=K3+511.067QZ里程(桩号)=ZY+L/2=K3+571.455YZ里程(桩号)=QZ+L/2=K3+631.844检核：JD里程(桩号)=YZ-T+D=K3+576.3601.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.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）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。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设1.带有缓和曲线的圆曲线的主点及主元素的计算带有缓和曲线的圆曲线的主点有直缓点ZH、缓圆点HY、曲中点QZ、圆缓点YH、缓直点HZ。带有缓和曲线的圆曲线的主元素及计算公式：•切线长TH=(R＋p)·tan(α/2)+q或TH=Rtan(α/2)+ptan(α/2)+q=T+t，•曲线长LH=R·(α－2β0)·π/180°＋2l0或LH=R·α·π/180°+l0=L+l0，•外矢距EH=(R＋p)·sec(α/2)－R或EH=(Rsec(α/2)-R)+psec(α/2)=E+e•切曲差DH=2TH－LH•切线加长q=l0/2－l03/(240R2)≈l0/2•圆曲线相对切线内移量p=l02/(24R)•缓和曲线角β0=l0/2R·180°/π•式中：α为线路转向角，q、p、β0缓和曲线参数。1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设2.带有缓和曲线的圆曲线的主点桩号计算及检核•直圆点ZH桩号=JD桩号－TH•缓圆点HY桩号=ZH桩号＋l0•曲中点QZ桩号=HY桩号＋L/2•圆缓点YH桩号=QZ桩号＋L/2=HY桩号＋L=ZH桩号＋l0＋L•缓直点HZ桩号=YH桩号＋l0=ZH桩号＋LH•检核JD桩号=ZY桩号－TH＋DH（检核）1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设3.带有缓和曲线的圆曲线的主点的测设过程：•(1)在JD点安置经纬仪（对中、整平），用盘左瞄准直圆方向，将水平度盘的读数配到0°00′00″，在此方向量取TH，定出ZH点；•(2)从JD沿切线方向量取TH－XO，然后再从此点沿切线垂直方向量取YO,定出HY点；•(3)倒转望远镜，转动照准部到度盘读数为α，量取TH，定出HZ点；•(4)从JD沿切线方向量取TH－XHY，然后再从此点沿切线垂直方向量取YHY,定出YH点；•(5)继续转动照准部到度盘读数为（α＋180°）/2，量取EH，定出QZ点。•注：xo=l0－l03/40R2，yo=l02/6R1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设4.偏角法测设带有缓和曲线的曲线的详细测设1）偏角法计算：1.道路(线路)测量2.中线测量3.圆曲线测设4.缓和曲线的测设5.纵横断面测量6.道路施工测量7.桥梁施工测量NanjingUniversityofTechnology返回目录11-4.缓和曲线的测设由图11-7知，考虑到δ很小，因此可得:δ=l2/(6Rl0)上式表明偏角δ与曲线长度的平方l2成正比。因此，可以得出δi∶δ1=li2∶l12HY点的总偏角δ0=