第十章 道路与桥梁的施工放样

第十章道路与桥梁的施工放样§10-1导线复测与恢复中线测量§10-2公路竖曲线的测设§10-3路基、路面的施工测量§10-4桥梁施工测量§10-1导线复测与恢复中线测量一、导线复测以下两种情况均属于导线复测的范畴：1.施工前进行复测核对；2.导线点过稀，施工时不便使用，或导线点在施工范围内，可能遭到破坏。导线复测的实质就是导线测量，具体作业方法见第五章第二节。精度要求：角度闭合差≤±16″n1/2（n是测站数）距离相对闭合差≤1/10000二、恢复中线测量恢复中线测量分传统法和全站仪任意设站法两种。（一）传统法1.直线和圆曲线测设见第九章第二节、第三节。2.有缓和曲线的圆曲线测设缓和曲线的作用：车辆从直线段进入圆曲线或从大半径驶入小半径的圆曲线时，所产生的离心力对行车安全及车辆的使用寿命都不利。因此在公路建设中，把圆曲线线部分的路面修建成向内侧倾斜的单向坡（即超高）。为了逐渐过渡到设计超高或加宽的部分而加设的曲线称为缓和曲线。有缓和曲线的圆曲线应用公式超高值计算公式：h0=11.8×v2/Rh0_——超高值，mR——圆曲线半径，mv——汽车的规定时速，km/h我国公路设置的缓和曲线常采用回旋曲线。回旋曲线的特点：曲线上任一点的曲率半径R与该点至曲线起点的曲线长成反比。即R′=c/lic=R′li当li=l0时，缓和曲线的半径R′=R，此时缓和曲线半径的变化率c=R×l0c——曲线半径变化率，为常数l0——缓和曲线长度R——圆曲线半径有缓和曲线的圆曲线元素计算当圆曲线两端加入缓和曲线后，圆曲线应内移一段距离，才能使缓和曲线与直线衔接。内移圆曲线有两种方法：移动圆心，缩短半径。我国一般采用内移圆心法。圆曲线的圆心O1沿着圆心角的平分线移至O2，则O1O2=p·sec(α/2)p——为曲线的移动量切线长T′=m+(R+p)·tgα/2曲线长L′=π·R(α-2β0)/180°+2l0外矢距E′=(R+p)·sec(α/2)-R切曲差q′=2T′-L′m——加入缓和曲线后切线增长值，称为切垂距p——圆曲线移动量，称为内移距β0——缓和曲线角度(缓和曲线起点切线与终点切线的交角)α——公路中线的转折角R——圆曲线半径m、p、β0称为缓和曲线常数，其计算公式如下：m=l0/2-l03/240R2p=l02/24Rβ0=l0/2R曲线主点里程的计算•ZH=JD-T′•HY=ZH+L0•QZ=ZH+L´/2•YH=HY+L•HZ=ZH+L´L为圆曲线长度，其值为：L=πR(α-2β0)直缓点（ZH）——直线与缓和曲线的连接点缓圆点（HY）——缓和曲线与圆曲线的连接点曲中点（QZ）——曲线的中点圆缓点（YH）——圆曲线与缓和曲线的连接点缓直点（HZ）——缓和曲线与直线的连接点缓和曲线的圆曲线上中桩的坐标计算建立直角坐标系：以ZH点为原点，过ZH点的缓和曲线切线为x轴，ZH点上缓和曲线的半径为y轴。缓和曲线终点（HY）的坐标公式：x0=l0-l03/40R2y0=l02/6R带有缓和曲线的圆曲线主点的测设1.在JD点安置经纬仪,定出两切线方向,自JD点起,沿切线方向分别量取T´的长度，即得ZH点、HZ点；2.以HZ点为零方向，测设水平角（180°－α）／2，可得外矢距的方向，沿此方向，从JD量外矢矩E´，即得QZ点；3.从ZH、HZ两点分别沿切线方向测设x0得HY1点、YH1点，过这两点分别作垂线，在垂线方向上丈量y0，即得HY、YH点。偏角法测设缓和曲线部分把缓和曲线长度l0分成n等份。各点的弦长以弧长l0/n代替；各点的偏角的计算：δ1=β0/3n2δi=i2δ1β0——缓和曲线角度i——1，2，3，……，n测设方法同圆曲线（第九章第三节）偏角法测设圆曲线部分圆曲线的偏角计算与第九章第三节所述方法相同。测设方法：1、安置经纬仪于HY点，照准切线方向，水平度盘置零。（切线方向与ZH—HY方向延长线夹角为β0–δ0）。2、松开照准部，拨偏角δ1，沿视线方向自HY点量取弦长C1得曲线上第一点，打一木桩并标注桩号。3、拨偏角δ2，从第一点量取弦长C与视线相交得第二点。4、同法可测出其余各点。（二）全站仪任意设站法1、中线恢复测量：如图，因有障碍物，在A、B导线点无法测设出公路中线上的里程桩（如D点）或控制桩（如JD点）。可在通视良好的地方选一点C，利用支导线测量方法测出C点坐标，然后在C点设站，根据D点、JD点坐标即可测设出D点和JD点。2、公路中线桩坐标的计算1）直线段中线桩的坐标计算已知JDi（xi，yi）、JDj（xj，yj），直线段方位角为α0则任一点D的坐标为：xD=xJDi+L•cosα0yD=yJDi+L•sinα0L——D点桩号与JDi桩号的里程之差2）只有圆曲线段的坐标计算圆曲线上任一点D的坐标为：L——圆曲线上D点桩号与直圆点桩号的里程之差R——圆曲线的半径3）带有缓和曲线的圆曲线段的坐标计算（1）缓和曲线部分，任一点D的坐标为：L——D点桩号与ZH点桩号的里程之差L0——缓和曲线的长度R——圆曲线半径α——缓和曲线切线的方位角（2）圆曲线部分，任一点i的坐标为：§10-2公路竖曲线的测设公路建设中，当不同坡度的两坡段相交时，就出现了变坡点，为保证车辆安全、平稳地通过变坡点，须用竖曲线将两坡段连接起来。凸形竖曲线——变坡点在曲线的上方凹形竖曲线——变坡点在曲线的下方竖曲线可用圆曲线或二次抛物线。（我国一般采用圆曲线）竖曲线元素的计算相邻两纵坡的坡度为i1、i2，由于公路纵坡的允许值不大，故可认为变坡角α=i1-i2切线长T=R(i1-i2)/2曲线长L=2T外矢距E=T2/2R竖曲线半径R的选用原则：1.在不过分增加工程量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径；2.前后两纵坡的代数差较小时，更应选用大半径的竖曲线；3.当遇地形限制或其他特殊困难时，才能选用极小的半径；4.选用竖曲线时，应以获得最佳的视觉效果为标准。•各等级公路竖曲线半径和最小半径长度见下表：单位：米各等级公路竖曲线半径和最小长度竖曲线的测设1.计算竖曲线元素T、L和E。2.推算竖曲线上各点的桩号：曲线起点桩号=变坡点桩号-T曲线终点桩号=曲线起点桩号+L3.根据竖曲线上细部点距曲线起点（或终点）的弧长，求相应的y值，按下式计算各点高程：Hi=H坡±yi（凹形竖曲线取“+”，凸形竖曲线取“-”）Hi——竖曲线细部点i的高程H坡——细部点i的坡段高程4.从变坡点沿路线方向向前或向后丈量切线长T，分别得竖曲线的起点和终点。5.由竖曲线起点（或终点）起，沿切线方向每隔5m在地面上标定一木桩。6.测设各个细部点的高程，并在相应点的木桩上注明地面高程与竖曲线设计高程之差（即填或挖的高度）。§10-3路基、路面的施工测量典型路基不同等级公路的路面：高速公路、一级公路——用中央隔离带分为对向行驶的四车道，当交通量加大时，车道数可按双数增加；二、三级公路——保证汽车正常运行的同时，允许自行车、拖拉机和行人通行，对向行驶双车道；四级公路——一般采用3.5m的单车道路面和6.5m的路基，当交通量较大时，可采用6.0m的双车道和7.0m的路基。路基边桩的放样路基放线——根据设计断面图和各中桩的填挖高度，把路基两旁的边坡与原地面的交点在地面上标定出来，作为路基的施工依据。常用的放样方法有两种：1.利用横断面图放样边桩1）先在横断面图上量出路基的坡脚点或坡顶点与中桩的水平距离。2）然后用皮尺沿横断面方向在实地量出水平距离，并钉上木桩。3）同法放样出各断面的坡脚点和坡顶点，将这些边桩连起来便是路基施工开挖或填方线。1）平坦地面的路基边桩放样如图：路堤坡脚至中桩的距离D左=D右=B/2+m·H2.解析法放样路基边桩如图：路堑坡顶至中桩的距离D左=D右=B/2+m·HB——路基设计宽度，mB1——路基宽与两侧边沟的总和，mm——边坡设计坡率H——路基设计填挖量,m根据计算的距离，沿横断面方向自中心桩向两侧分别量D左、D右，钉出路基边桩。2）倾斜地面的路基边桩放样如右图所示：D左=B/2+m(H+h左)D右=B/2+m(H-h右)h左、h右是随着D左、D右变化而变化，由于左右边桩位置待定，故h左、h右均是未知的，因而无法直接放出。可沿着横断面方向采用逐点接近的方法测设边桩。例10-1：已知B=10m，H=3.5m，路堤边坡m=1.5，通过计算说明逐点接近测设边桩的方法。解：确定左边桩的位置。地面坡度约0.5，可以算出D左=0.5×10+1.5×(3.5+5×0.5)=14.0m。先假定左侧边桩距中心桩的距离为D左´=14.0m，用水准仪测量14.0m处的高差h´=3.20m。将h´代入公式D左=B/2+m(H+h左)=15.05m。因D左D左´，说明假定的边桩位置较近，应该更远一些。然后再假定D左´=14.5m，测得14.0m处高差为2.833m，同法算得D左=14.5m。因D左=D左´，说明假定值与计算结果相符，该点即为路堤下侧的边桩点位。同法可放出路堤上侧边桩的点位。如图所示：D左=B1/2+m(H-h左)D右=B1/2+m(H+h右)例10-2：已知路堑的挖方深度H=5.0m，m=1.0，B1=12.0m。用逐点接近法放样路堑的开挖边桩。解：1）根据横断面图，先确定下侧（左侧）路边桩的概略距离D左´。2）设D左´=9.2m，用水准仪测得9.2m处的高差h左´=2.14m，代入公式D左=B1/2+m(H-h左)=8.86m。因D左D左´,说明假定的边桩位置较远，应该更近一些。3）再假设D左´=9.0m，测得9.0m处的高差h左´=2.0m，同法算D左=9.0m。4）因D左=D左´，说明假定值与计算结果相符，该点即为路堑左侧（下侧）的边桩点位。路基边坡的放样1、用麻绳竹竿放样边坡1）当路堤不高时，采用一次挂绳法。如下图所示：2）当路堤较高时，可选用分层挂线法，每层挂线前应标定公路中线位置，并将每层的面用水准仪抄平，方可挂线。如下图所示：2、用固定边坡架放样边坡。如右图所示。开挖路堑时，在坡顶外侧即开口处固定边坡架。路面的放样(一)路槽的放样1、从最近的水准点出发，用水准仪测出各桩的路基设计标高，然后在路基的中线上每隔一定的间距设立高程桩（如M），使各桩顶高程等于路面的设计标高。2、由高程桩M沿横断面方向左、右各量路槽宽度的一半，钉出路槽边桩A、B，使其桩顶标高等于路面的设计标高。3、在A、B、M桩旁边各挖一小坑，在坑中钉一木桩，使桩顶高程符合路槽底的设计标高，这样就可以开挖了。(二)路拱的放样路拱——在保证行车平稳的情况下，为有利于路面排水，使路中间按一定的曲线形式（抛物线、圆曲线）进行加高，并向两侧倾斜而形成的拱状。1、抛物线形式的路拱放样路拱的抛物线方程为：y=4×f×x2/B2，其中f=B×i0/2(i0为横坡坡度)放样：从中桩沿横断面方向，左、右分别量取x1、x2、x3……分别打桩，使桩顶高为y1、y2、y3……。2、圆弧路拱的放样圆弧路拱——在两个斜面中间用圆弧连接的路拱。圆曲线长L=2×i0×R一般情况下L=2.0m，则圆曲线的半径R=1/i0外矢距E=i0/2拱矢高f=B×i0/2R——圆弧半径，f——拱矢高，B——外矢距，i0——路面的横坡度先将路拱做成模板，用模板进行放样即可。桥梁施工测量主要包括：桥梁施工控制测量墩台定位墩台施工细部放样竣工后变形观测§10-4桥梁施工测量厦门海沧大桥安徽芜湖长江大桥1、在桥址处标定控制桩A、B的位置。2、用经纬仪定线，把桥轴线AB在地面上标定出来。3、用测距仪或检定过的钢尺按精密量距法，测量出各桥台、桥墩的位置。（量距相对误差≤1：5000）中、小桥梁的桥台、桥墩的放样（直接丈量法）大桥、特大桥的施工测量(间接丈量法)对于河道较宽、桥跨度较大的桥梁，一般用三角测量或导线测量来布设控制网，其中三角测量用得较普遍。控制网的布设要求如下：1.控制点应选在便于施工控制及永久保存的地方。2.桥轴线应作为控制网的一条边，并与基线一端相连并尽量正交。3.基线不小于桥轴线长度的0.7倍，困难地段不小于0.5倍。4.基线一