道路工程测量课件

第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量 道路的组成以平、直较为理想，实际由于地形及其它因素的限制，路线的平面线形必然有转折，因此一般的道路都是由直线和曲线组成的空间曲线。为了修建一条经济、合理的路线，首先必须进行线路勘测设计测量，为线路工程的规划设计提供地形信息（包括地形图和断面图）；然后将设计的线路位置测设于实地，为线路施工提供依据。其工作内容有以下几项：收集资料收集资料 主要收集线路规划设计区域内各种比例尺地形图及原有线路工程的平面图和断面图等。道路选线道路选线 在原有地形图上并结合实地勘察进行规划设计和图上定线，确定线路的走向。道路初测道路初测 对所选定的线路进行导线测量和水准测量，并测绘线路大比例尺带状地形图，为线路的初步设计提供必要的地形资料。根据初步设计，选定某一方案，即可进入线路的定测。道路定测道路定测 定测是将初步设计的线路位置测设在实地上。定测的任务是确定线路的平、纵、横三个面上的位置，其工作包括中线的测量和纵横断面测量。第一节第一节 概述概述 第一节 概述第九章 道路工程测量 道路的组成以平、道路施工测量道路施工测量 按照设计要求，测设线路的平面位置和高程位置，作为施工的依据。道路竣工测量道路竣工测量 将竣工后的线路工程通过测量绘制成图，以反映施工质量，并作为线路使用中维修管理、改建扩建的依据。本章主要介绍线路定测中的中线测量、纵横断面测量和线路施工测量等内容。第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量 道路施工测量 按照设计要求，测设线路的第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量线路的中线测量就是通过直线和曲线测设，将路中心线具体放样到地面上去。中线测量包括线路的交点（JD）和转点（ZD）的测设，线路转角()的测定，中线里程桩的测设，线路圆曲线测设等。道路的平面线型如图9-1：图9-1一、交点和转点的测设一、交点和转点的测设 线路的平面线型是由直线和曲线组成的，线路改变方向时，两相邻直线路的平面线型是由直线和曲线组成的，线路改变方向时，两相邻直线延长线的相交点称为线路的交点线延长线的相交点称为线路的交点(用用JDJD表示表示),),它是详细测设线路中线的控制点。它是详细测设线路中线的控制点。而转点是指当相邻两交点之间距离较长或互不通视时，需要在其连线上或延长线上定出一点或数点以供交点、测角、量距或延长线时瞄准使用。这种在道路中线测量中起传递方向作用的点称为转点（用ZD表示）。通常对于一般低等级公路，可以采用一次定测的方法直接在现场标定；而对于高等级公路或地形复杂地段，则必须首先在初测的带状地形图上定线，又称纸上定线，然后再用下列方法进行实地测设，又叫现场定线。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量 1.交点的测设 （1）放点穿线法 放点穿线法是纸上定线放样到现场时常用的方法，具体做法如下：1）在图上量取支距 2）在实地放支距 用皮尺和方向架（或经纬仪）按图上所量支距在实地标定出路线点14作为临时点。3)穿线 由于图解数据和测设误差的影响，所放的点一般不在一条直线上，这时可以采用目估法或经纬仪法穿线，如图9-3，适当调整各点，使其位于同一条直线上。4）定交点如图9-4，当相邻两直线、测设于实地后，即可延长直线交会定交点(JD)，其操作步骤如下：将经纬仪安置在点，盘左瞄准点，倒转望远镜沿视线方向，在交点JD点附近，打下两个木桩，俗称骑马桩，并沿视线方向用铅笔在两桩顶上分别标出和。盘右仍瞄准A点后，再倒转望远镜，用与上述同样的方法在两桩顶上又标出和。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 1.交点第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量分别取与、与的中点并钉上在两桩上钉上小钉得、两点用细线将、两点连接。（这种以盘左、盘右两个盘位延长直线的方法称为正倒镜分中法。）将仪器搬到C点，瞄准D点,同法定出c、d两点，拉上细线。在两条细线交点出打下木桩，并钉上小钉，即为交点JD。图9-4（2）拨角放线法根据在地形图上定线所设计的交点坐标，反算出每一段直线的距离和坐标方位角，从而算出交点上的转向角，从中线的起点开始，用经纬仪在现场直接拨角量距定出交点位置。如图9-5，N1、N2为导线点，在N1安置经纬仪，拨角1，量出距离S1，定出交点JD1。在JD1安置经纬仪，拨角2，量出距离S2，定出JD2。依次可定出其它交点。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 分别第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量图9-5这种方法工作效率高，是用于测量控制点较少线路，缺点是放线误差容易积累，因此一般连续放出若干个点后应与初测导线点闭合，以检查误差是否过大，然后重新有初测导线点开始放出以后的交点。方位角闭合差40，长度闭合差1/5000。2.转点的测设当两交点间距离较远但尚能通视或已有转点需加密时，可采用经纬仪直接定线或经纬仪正倒镜分中法测设转点。当相邻两交点互不通视时，可用下述方法测设转点。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量图9-5 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量（1）两交点间设转点如图9-6，JD4、JD5为相邻而互不通视的两个交点，ZD为初定转点。将经纬仪置于ZD，用正倒镜分中法延长直线JD4ZD至JD5。设JD5与JD5的偏差为,用视距法测定a、b，则ZD应横向移动的距离e可按下式计算：（9-1）将ZD按e值移至ZD。图9-6（2）延长线上设转点如图9-7，JD7、JD8互不通视，可在其延长线上初定转点ZD。将经纬仪置于ZD，用正倒镜法照准JD7，并以相同竖盘位置俯视JD8，在JD8点附近测定两点后取中点的JD8。若JD8与JD8重合或偏差值在容许范围之内，即可将ZD作为转点。否则应重设转点，量出值，第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 （1）两第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量用视距法测出a、b，则ZD应横向移动的距离e可按下式计算：（9-2）将ZD按e值移至ZD。图9-7第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量用视距法测出a、第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量二、转角的测定二、转角的测定 线路从一个方向转向另一个方向时，偏转后的方向与原方向间的夹角称为转角，用 表示。在线路的转弯处一般要求设置曲线，而曲线的设计要用到转角，所以，设计前必须测设出转角的大小。转角有左右之分，偏转后的方向在原方向的左侧称为 左转角，反之称 右转角 ，如图（9-8）。在线路测量中，一般不直接测转角，而是先直接测转折点上的水平夹角，然后计算出转角。在转折点上，通常是观测线路的水平右夹角 ，因此转角公式可按下式计算，（9-3）右夹角的测定，一般采用DJ6级光学经纬仪观测一测回，两半测回角度差不大于，在容许值内取平均值为观测结果。为了保证测角精度，线路还需要进行角度闭合差校核；高等级公路需和国家控制点连测，按附合导线进行角度闭合差计算和校核；低等级公路可分段进行校核，以35或以每天测设距离为一段，用罗盘仪测出始边和终边的磁方位角。每天作业开始与结束须观测磁方位角，至少各一次，以便与根据观测水平夹角值推算的方位角校核，其两者之差不得超过2。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量二、转角的测定 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量根据曲线测设的要求，在右角测定后，要求在不变动水平度盘位置的情况下，定出角的分角线方向（图9-9），并钉桩标志，以便将来测设曲线中点。设测角时，后视方向的水平度盘读数为,前视方向的读数为，分角线方向的水平度盘读数为。因则或或（9-4）此外，在角度观测后，还须用测距仪测定相邻交点间的距离，以供中桩量距人员检核之用。因，则图9-8图9-9三、里程桩的设置三、里程桩的设置 为了确定线路中线的具体位置和线路长度，满足线路纵横断面测量以及为为了确定线路中线的具体位置和线路长度，满足线路纵横断面测量以及为线路施工放样打下基础，则必须由线路的起点开始每隔线路施工放样打下基础，则必须由线路的起点开始每隔2020或或5050（曲线上根据不（曲线上根据不同半径每隔同半径每隔2020、1010或或5 5）钉设木桩标记，称为里程桩。桩上正面写有桩号，）钉设木桩标记，称为里程桩。桩上正面写有桩号，背面写有编号，桩号表示该桩至线路起点的水平距离。如某桩至路线起点距离为背面写有编号，桩号表示该桩至线路起点的水平距离。如某桩至路线起点距离为4200.754200.75，桩号为，桩号为4+200.754+200.75。编号是反映桩间的排列顺序，以。编号是反映桩间的排列顺序，以9 9为一组，循环进为一组，循环进行。行。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量里程桩分为整桩和加桩两种，整桩是按规定每隔20或50为整桩设置的里程桩，百米桩、公里桩和线路起点桩均为整桩。加桩分地形加桩、地物加桩、曲线加桩、关系加桩等。地形加桩是指沿中线地形坡度变化处设置的桩；地物加桩是指沿中线上的建筑物和构筑物处设置的桩。曲线加桩是指曲线起点、中点、终点等设置的桩；关系加桩是指路线交点和转点（中线上传递方向的点）的桩。对交点、转点和曲线主点桩还应注明桩名缩写，目前我国线路中采用如表（线路主要标志名称表）标志点名称简称缩写标志点名称简称缩写交点JD公切点GQ转点ZD第一缓和曲线起点直缓点ZH圆曲线起点直圆点ZY第一缓和曲线终点缓圆点HY圆曲线中点曲中点QZ第二缓和曲线起点圆缓点YH圆曲线终点圆直点YZ第二缓和曲线终点缓直点HZ表9-1第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量在设置里程桩时，如出现桩号与实际里程不相符的现象叫断链。断链的原因主要是由于计算和丈量发生错误，或由于线路局部改线等造成的。断链有“长链”和“短链”之分，当线路桩号大于地面实际里程时叫短链，反之叫长链。路线总里程=终点桩里程+长链总和短链总和四、圆曲线测设四、圆曲线测设 路线是由直线与曲线连接而成的，而连接不同方向路线的线路称为平面曲线，平面曲线又分为圆曲线和缓和曲线。重点介绍圆曲线的测设方法。圆曲线的测设一般分以下两步进行：第一步，先测设圆曲线上起控制作用的点，如:起点（ZY），终点（YZ）和曲中点（QZ）,这步称为圆曲线上主点的测设；第二步，在已测定的主点间进行加密，按规定桩距测设曲线上的其它各桩点，这步称为圆曲线的详细测设。1.圆曲线的主点测设（1）圆曲线测设元素的计算第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量如图9-10，设线路交点（JD）的转角为圆曲线半径为（的设计可参考有关规定）。则圆曲线的测设元素可按下试计算；切线长（9-5）曲线长（9-6）外矢距（9-7）切曲差（9-8）图9-10其中，用于主点测设，用于里程计算，在测设中，一般是以和为引数，直接从曲线测设表中查取。，例9-1某线路交点（JD）转角=4500，曲线设计半径R=200米，求切线长，外矢距及切曲差。解由式（9-5）、（9-6）、（9-7）、（9-8）可求出=82.84m=16.48m=157m=8.68m第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量（2）里程计算交点（JD）的里程是经实地测量得出的，圆曲线主点的里程则由图9-10可知；ZY里程=JD里程-YZ里程=ZY里程+QZ里程=YZ里程-/2JD里程=QZ里程+/2(检核)接前面例题，设JD点的里程为K1+573.36，求ZY、YZ、QZ三点的里程，并检核。JDk1+573.36-)82.84ZYk1+490.52+)157YZk1+647.52-)/278.5QZk1+569.02+)/24.34JDk1+573.36第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 （2第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量主点桩号计算无误（3）主点测设 将经纬仪安置在交点（JD）上，后视相邻交点或转点，沿视线方向量取切线长度，得曲线起点（ZY），并检查ZY点至相邻里程桩的距离，较差应在限差之内后并打桩。再将望远镜瞄准前视方向的交点或转点，沿此方向量切线长度，得曲线终点（YZ）。最后沿分角线方向量取外矢距，得到曲线中点（QZ）点。2.圆曲线的详细测设曲线的主点定出以后，还应沿着曲线加密曲线，才能将圆曲线的形状和位置详细地在地面上表示出来。圆曲线的详细测设就是测设除主点以外的一切曲线桩，包括一定距离的里程桩和加桩。圆曲线详细测设方法有多种，现介绍几种常用的方法。图9-111）偏角法 偏角法是一种极 偏角法是一种坐标定点的方法，是利用偏角（弦切角）和弦长来测设圆曲线的。图9-11所示，它是以曲线的起点（或终点）至任一待点的弦线与切线间的偏角，（即弦切角）和相邻点间的弦长来测设点的位置。1 1）偏角的计算采用偏角法测设曲线，一般采用整桩号法设桩，现设整弧段长为，与其相对应的弦长为。首尾两零弧长分别为、和中间几段相等的整弧长之和，即第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量主点桩号计算无误第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量（9-9）弧长 和 所对的相应圆心角为 及 ，可按下列公式计算可按下列公式计算 （9-10）弧长 和 所对应的弦长 及 计算公式为 (9-11)曲线上各点的偏角等于所对应的弧长所对应的圆心角的一半，第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第二节第二节第二节第二节 道路中测量道路中测量道路中测量道路中测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量（9-12）2）、测设方法如下：如图9-11，经纬仪安置在曲线起点ZY，瞄准交点（JD），置水平度盘读数为零；顺时针转动仪器，使度盘读数为，在此方向上量取弦长，并打桩记为点；然后把角拨至，将钢尺的零点对准点，从弦长为半径画弧与经纬仪的方向相交于点，其余依此类推。当拨至时，视线应通过曲线终点YZ,最后一个细部点至曲线终点的距离为，以此检测，即可测设出曲线各桩点。偏角法不仅可以在ZY点上安置仪器测设曲线，而且还可以在YZ或QZ点上安置仪器进行测设，也可以将仪器安置在曲线任一点上测设。这是一种测设精度较高，实用性较强的常用方法。（2）切线支距法 切线支距法也叫直角坐标法，它是以曲线起点ZY或终点YZ为坐标原点，切线方向为X轴，过原点的半径方向为Y轴，利用曲线上的各点在此坐标系中的坐标测设曲线。如图9-12所示，为待测点至原点间的弧长，为曲线半径，待测点的坐标可按下式计算，第九章 道路工程测量第二节 道路中测量第九章 道路工第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量图9-12(9-13)(9-13)式中i=1,2,3 测设时可采用整桩距法设桩，即按规定的弧长（20m,10m或5m）设桩，但在测设第一个桩点时，为了避免出现零数的桩号，可先测一段小于的弧，得一整桩号，然后从此点开始按规定的弧长测设。具体施测步骤如下；1）在ZY点安置经纬仪，瞄准交点JD定出切线方向，沿其视线方向从ZY点量取点横坐标，得垂足点；2）在点用于方向架或经纬仪测出直角方向，量出横坐标，即可定出曲线点；3）曲线细部点测设完毕后，要量取QZ点至最近一个曲线桩的距离与其桩号做比较，来检查是否超限。此方法适用在地势平坦地区，具有测法简单，误差不积累，精度高等优点。第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量图9-12 第二节第二节第二节第二节 道路中线测量道路中线测量道路中线测量道路中线测量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量（3）极坐标法 当地面量距困难时，可采用光电测距仪或全站仪测设圆曲线，这时用极坐标法测设就显得极为方便。如图9-13，仪器安置于曲线的起点（ZY），后视切线方向，拔出偏角后，在仪器视线上测设出弦长d1，即可放样点P1。偏角计算方法与上述的偏角法相同，弦长也可以参照偏角法弦长计算公 式，由弦长C1对应的圆心角和半径R求出，即图9-13第二节 道路中线测量第九章 道路工程测量 （第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量 路线定测阶段在完成中线测量以后，还必须进行路线纵、横断面测量。路线纵断面测量又称为中线水准测量，它的任务是在道路中线测定之后，测定中线上各里程桩（简称中桩）的地面高程，并绘制路线纵断面图，来表示沿路线中线位置的地形起伏状态，主要用于路线纵坡设计。横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态，并绘制横断面图，供路基设计、施工放边桩使用，并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离便可计算施工的土石方数量。线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。一、基平测量 水准点的设置应根据需要和用途的不同，可设置永久性和临时性的水准点。路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点，永久性水准点应埋设标石，也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。水准点密度应根据地形和工程需要而定，在丘陵和山区每隔0.5-1km设置一个，在平原地区每隔1-2km设置一个。基平测量时，应将起始水准点与附近的国家水准点联测，以获得绝对高程，同时在沿线水准测量中，也应尽量与附近国家水准点联测，形成附合水准路线，以获得更多的检核条件，当路线附近没有国家水准点或引测有困难时，也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程。基平测量应使用不低于DS3级水准仪，采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。水准测量的精度要求，往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足：第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章 道路工第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 mm（平原微丘区）或 mm（山岭重丘区）式中为水准路线长度，以km计（具体可参考公路勘测规范（JTJ061-99）。若高差不符值在限差以内，取其高差平均值作为两水准点间高差，否则需要重测。最后由起始点高程及调整后高差计算各水准点高程。m第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 二、中平测量 中平测量即线路中桩的水准测量，一般以相邻两水准点为一测段，从一水准点开始，用视线高法逐点施测中桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻两转点间观测的中桩，称为中间点。为了削弱高程传递的误差，观测时应先观测转点，后观测中间点。转点应立在尺垫上或稳定的固定点上，尺子读数至毫米，视线长度不大于150m；中间点尺子应立在紧靠中桩的地面上，尺子读数至cm，视线长度可适当放长。如图9-14所示，水准仪置于I站后，后视水准点为BM1，前视转点为TP1，将观测结果分别记入表9-2中的“后视”和“前视”栏内，然后观测0=000，0=120等各中桩点，将读数分别记入“中视”栏。将仪器搬到站，后视转点为TP1，前视转点为TP2，然后观测各中桩地面点，用同法继续想前观测，直至附和到下一点水准点BM2，完成一测段的观测工作。第九章 道路工程测量第三节 纵横断面测量及土石方工程量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 图9-14 中桩水准测量的精度要求，一般取测段高差与两端水准点已知高差之差的限差为 （二级及二级以下公路，以Km计），在容许范围内，即可进行中桩地面高程的计算，否则应重测。中间点的地面高程及前视点高程，一律按所属测站的视线高程进行计算。每一测站的计算公式如下：视线高程=后视点高程+后视读数 转点高程=视线高程-前视读数 中桩高程=视线高程-中视读数三、纵断面图的绘制三、纵断面图的绘制 纵断面图是表示线路中线方向的地面起伏和设计纵坡的线状图，它反映中线方向的地面起伏，又可在其上进行纵坡设计，是线路设计和施工的重要资料，也是线路纵向设计的依据。如图9-15所示，在图的上半部，从左至右绘有两条贯穿全图的线，表示带有竖曲线在内的经纵坡设计后的中线，是纵坡设计时绘制的。第九章 道路工程测量第三节 纵横断面测量及土石方工程量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 此外，在图上还行还注有水准点位置、编号和高程，桥涵的类型、孔径、跨数、长度、里程桩号和设计水位，竖曲线示意图及其曲线元素，同某公路、铁路交叉点的位置、里程和有关说明等。在图的下部几栏表格中，注记有关测量和纵坡设计的资料，其中包括以下几项内容；直直线线与与曲曲线线 直线与曲线为中线示意图，曲线部分用直角的折线表示，上凸的表示右偏，下凸的表示左偏，并注明交点编号和曲线半径。里里程程一般按比例标注百米桩和公里桩，里程比例一般按1：1000、1：2000或1：5000，为突出地面坡度变化，高程比例是里程比例的10倍。地面高程地面高程按中平测量成果填写相应里程桩的地面高程。坡度坡度 从左至右向上斜的线表示上坡（正坡），下斜的线表示下坡（负坡），斜线上以百分数注记坡度的大小，斜线下为坡长，水平路段坡为零。土壤地质说明土壤地质说明 标明路段的土壤地质情况。设计高程设计高程 按中线设计纵坡计算的路基的高程。根据设计纵坡坡度i和相应的水平距离D，按下式便可从A点的高程 HA 推算B点的高程 HB=HA+iDab (9-15)第九章 道路工程测量第三节 纵横断面测量及土石方工程量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 四、横断面测量四、横断面测量横断面测量的任务是测定中桩两侧垂直于中线方向的地面起伏，然后绘制横断面图，供路基设计、土石方量计算和施工放边桩之用。横断面测量的宽度由路基宽度及地形情况确定，一般在中线两侧各侧1550m。进行横断面测量首先要确定横断面的方向，然后在此方向上测定中线两侧地面坡度变化点的距离和高差。第九章 道路工程测量第三节 纵横断面测量及土石方工程量第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 1.横断面方向的测定横断面方向的测定直线段横断面方向即是与路中线相垂直的方向，一般用方向架测定，如图9-16，将方向架置于中桩点上，以其中一方向对准路线前方（或后方）某一中桩，则另一方向即为横断面施测方向。图9-16 2.2.横断面测量方法横断面测量方法 横断面测量中的距离和高差一般准确到0.1m即可满足工程的要求。因此横断面的测量方法多采用简易的测量工具和方法，以提高工作效率。下面介绍几种常用的方法。第九章 道路工程测量第三节 纵横断面测量及土石方工程量第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量(1)标杆皮尺法如图9-17，A、B、C为横断面方向上所选定的变坡点，施测时，将标杆立于A点，皮尺靠中桩地面拉平，量出至A点的平距，皮尺截取标杆的高度即为两点的高差，同法可测出A至B、B至C等测段的距离和高差，此法简便，但精度较低。图9-17(2)水准仪法当横断面测量精度要求较高，横断面方向高差变化不大时，多采用此法。施测时用钢尺(或皮尺)量距，水准仪后视中桩标尺，求得视线高程后，再分别在横断面方向的坡度变化点上立标尺，视线高程减去诸前视点读数，即得各测点高程。(3)经纬仪法在地形复杂横坡较陡的地段，可采用此法。实施时，将经纬仪安置在中桩上，用视距法测出横断面方向各变坡点至中桩间的水平距离与高差。横断面测量中高速公路、一级公路一般采用水准仪皮尺法、经纬仪法，二级及二级以下公路可采用标杆皮尺法，但检测限差应符合规定。3.3.横断面图的绘制横断面图的绘制第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章 道路工第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量 根据横断面测量成果，在毫米方格纸上绘制横断面图，距离和高程取同一比例尺（通常取1:100或1:200），一般是在野外边测边绘，这样便于及时对横断面图进行检核。绘图时，先在图纸上标定好中桩位置，然后由中桩开始，分左右两侧逐一按各测点间的距离和高程绘于图纸上，并用直线连接相邻点，即得该中桩的横断面图。图9-18为横断面图上绘有设计路基横断面的图形。图9-18五、土石方工程量计算五、土石方工程量计算 横断面图画好后，经路基设计，现在透明纸上按与横断面图相同的比例尺分别绘制出路堑、路堤和半填半挖的路基设计线称为标准断面图，然后按纵断面图上该中桩的设计高程把标准断面图套到该实测的横断面图上，俗称“套帽子”；也可将路基断面设计线直接画在横断图上，绘制成路基断面图。图9-19所示为半填半挖的路基断面图，通过计算断面图的填、挖断面面积及相邻中桩间的距离，便可以计算出施工的土石方量。图9-19第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章 道路工第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量1.横断面面积的计算路基填、挖面积，就是横断面图上原地面线与路基设计线所包围的面积。横断面面积一般为不规则的几何图形，计算方法有积距法、几何图形法、求积仪法、坐标法和方格法等，常用的有积距法和几何图形法，现做简单介绍：(1)积距法 积距法是单位横宽b把横断面划分为若干个梯形和三角形条块，见图9-20，则每一个小条块的近似面积等于其平均高度hi乘以横距bi，断面积总和等于各条面积的总和，即 通常横断面图都是测绘在方格纸上，一般可取粗线间距1cm为单位，如测图比例尺为1:500，则单位横距b即为5m,按上式即可求得断面面积。平均高差总和hi可用“卡规”求得，如填挖断面较大时，可改用纸条，即用厘米方格纸折成在条作为量尺量得。该法计算迅速，简单方便，可直接得出填挖面积。图9-20第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章 道路工第三节第三节第三节第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量(2)几何图形法 几何图形法是当横断面地面较规则时，可分成几个规则的几何图形，如三角形、梯形或矩形等，然后分别计算面积，即可得出总面积值。另外，计算横断面面积时，应注意：将填方面积t和挖方面积AW分别计算；计算挖方面积时，边沟在一定条件下是定值，故边沟面积可单独计算出直接加在挖方面积内，而不必连同挖方面积一并卡积距；横断面面积计算取值到0.1mm2，算出后可填写在横断面图上，以便计算土石方量。第三节 纵横断面测量及土石方工程量计算 第九章 道路工第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 道路施工测量就是利用测量仪器和设备，按照设计图纸中的各项元素（如道路平、纵、横元素），依据控制点或路线上的控制桩的位置，将道路的“样子”具体地标定在实地，以指导施工作业。道路施工测量的主要任务包括：恢复中线测量、施工控制桩测设、路基边桩和边坡测设、竖曲线测设等。第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量一、路线中线的恢复一、路线中线的恢复 道路勘测完成到开始施工这一段时间内，有一部分中线桩可能被碰或丢失，因此施工前应进行复核并进行恢复。在恢复中桩时，应将道路附属物，如涵洞、检查井和挡土墙的位置一并确定。对于部分改线地段，应重新定线，并绘制相应的纵横断面图。二、施工控制桩的测设二、施工控制桩的测设 因中线桩在路基施工中都要被挖掉或堆埋，为了在施工中能控制中线位置，应不易受施工干扰，便于引用、易于保存桩位的地方测设施工控制桩，测设方法如下：1、平行线法 平行线法是在路基以外测设两排平行于中线的施工控制桩，如图9-22所示，此法多用于地势平坦、直线段较长的线路第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 图9-22图9-222、延长线法 延长线法是在道路转弯处的中线延长线上或者在曲线中点至交点连线的延长线上，测设两个能够控制交点位置的施工控制桩。三、路基边桩的测设三、路基边桩的测设1.路基边桩的测设 路基边桩测设就是把设计路基的边坡线与原地面线相交的点测设出来，在地面上钉设木桩（称为边桩），以此作为路基施工的依据。将每一个横断面的设计路基边坡线与实际地面的交点用木桩标定出来，边桩的位置由两侧边桩至中桩的距离来确定，常用的放样方法如下：第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 图9-2第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 2）解析法此法是根据路基填挖高度、边坡高、路基宽度和横断面地形情况，先计算出路基中心桩至边桩的距离，然后在实地沿横断面方向按距离将边桩放出来。具体方法有以下几种：平坦地区的边桩放样 如图9-24(a)所示为填方路堤，坡脚桩至中桩的距离 图9-24(b)所示为挖方路堑，路堑中心桩至边桩的距离为 式中为路基宽度；为边坡率(1:为坡度)；为填挖高度；为路堑边沟顶宽。图9-24第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 2）解析第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 倾斜地区的边坡放样 在倾斜地段边坡至中桩的平距随着地面坡度的变化而变化，如图 9-25（a）所示是路堤坡脚至中桩的距离 与 ，分别为 图9-25如图9-25，路堑坡顶至中桩的距离 与 分别为第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 式中 、为上、下侧坡脚（或坡顶）至中桩的高差。其中 、和 为已知，故 与 随 、变化而变化。由于边桩未定，所以 、均为未知数。实际工作中，采用“逐点趋紧法”，在现场边测边标定。如果结合图解法，就更为简便。、(1)用竹杆、绳索测设边坡：如图9-26，O为中桩，A、B为边桩，CD=为路基宽度。测设时在C、D处竖立竹杆，于高度等于中桩填土高度H处C、D用绳索连接，同时由C、D用绳索连接到边桩A、B上。当路堤填土不高时，可挂一次线。当填土较高时，如图9-27可分层挂线。2.路基边坡的测设在测设出边桩后，为保证填、挖的边坡达到设计要求，还应把设计的边坡在实地标定出来以便施工。第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 2）用边坡样板测设边坡：施工前按照设计边样板，施工时，按照边坡样板进行测设。用活动边坡尺测设边坡：做法如图9-28，当水准器气泡居中时，边坡尺的斜边所指示的坡度正好为设计坡度，可依此来指示与检验路堤的填筑，或检核路堑的开挖。用固定边坡样板来测设边坡：如图9-29，在开挖路堑时，于坡顶外侧按设计坡度设立固定样板，施工时可随意指示并检核开挖和修整情况。三、竖曲线的测设三、竖曲线的测设 在线路的纵坡变更处，为了满足视距的要求和行车平稳，在竖直面内用圆曲线将两段纵坡连接起来，这种曲线叫竖曲线。如图9-30所示为凸竖曲线和凹竖曲线。第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 2第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 测设竖曲线时，根据路线纵断面图设计中所设计的竖曲线半径R和相邻坡道的坡度 ，计算测设数据。如图9-31所示，竖曲线元素的计算可用平曲线的计算公式：第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 测设竖曲第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 由于竖曲线的坡度转折角很小，计算公式可简化为因此 对于值也可按下面的近似公式计算：因为 ，则 =，因此：有因为 ，得 同理，可导出竖曲线中间各点按直角坐标法测设的纵距（即标高改正值）计算式：第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 由于竖曲第九章第九章第九章第九章 道路工程测量道路工程测量第四节第四节第四节第四节 道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量道路工程施工测量 上式中 值在凹形竖曲线中为正值，在凸形竖曲线中为负值。例9-2 测设凹形竖曲线，已知%，%，变坡点的桩号为1+670,高成为48.60m，设计半径=5000m。求各测设元素、起点和终点的桩号与高程、曲线上每10m间隔里程桩的高程改正数与设计高程。解：按以上公式求得=63.4m =31.7m =0.10m 起点桩号=1+（670-31.7）=1+638.3 终点桩号=1+（638.3+63.4）=1+701.70 起点高程=48.6+31.7*1.114%=48.95m 终点高程=48.6+31.7*0.154%=48.65m按=5000m和相应的桩距，即可求得竖曲线上各桩的高程改正数。第九章 道路工程测量第四节 道路工程施工测量 上式中 道路工程测量课件