-路桥施工测量三维计算原理综述课件

一、线路中线模型一、线路中线模型二、线路纵断面模型二、线路纵断面模型三、线路横断面模型三、线路横断面模型四、桥涵结构物平面模型。四、桥涵结构物平面模型。建立起线路三维数据处理的三维模型建立起线路三维数据处理的三维模型和思维概念。和思维概念。介绍内容工程测量计算案例桁架桥梁桁架桥梁拱桥拱桥简支梁桥及各部分组成简支梁桥及各部分组成桥涵结构物特征点坐标计算方法典型桥涵结构物特征有用数据和检核数据有用数据和检核数据左线数据左线数据认认 识识n路桥施工测量的目的路桥施工测量的目的采用测量的手段，把路桥工程按设计要求做到位，线形质量满足设计与施工技术规范要求。线形质量能够得到控制n可以通过建立线路的三维模型实现路桥工程上任可以通过建立线路的三维模型实现路桥工程上任意点三维坐标计算意点三维坐标计算线路中线平面模型纵断面设计线模型横断面模型；桥涵结构物平面模型可以解决的问题u线路中边桩计算；线路中边桩计算；u桥涵结构物上任意点坐标计算；桥涵结构物上任意点坐标计算；u线路纵断面高程计算；线路纵断面高程计算；u横断面上任意点三维坐标计算；横断面上任意点三维坐标计算；u路基三维带帽；路基三维带帽；u隧道断面超欠挖分析。隧道断面超欠挖分析。线路三维模型是对路桥线形的理论总结，路桥测施工测量的理论基础一、线路中线（平面）模型一、线路中线（平面）模型u交点坐标法模型：断链数据交点坐标；交点处前后缓和曲线长度和圆曲线半径；某一主点桩号；适合于公路、铁路等线路主线。u积木法模型：起点坐标、起点切线方位；各线元的两端点的曲率半径；终点桩号；线元转向有用数据和检核数据有用数据和检核数据n当端点半径未知时，可以利用以下公式，可以计算线元端点半径并判断线元类型、线元两端点的切线方位改变，即切线角。二、线路纵断面设计线模型u模型数据：模型数据：各变坡点里程；变坡点高程；变坡点曲率半径三、线路横断面模型三、线路横断面模型n 线路横断面模型线路横断面模型单一横断面模型、连续横断面模型、连续参数化横断面模单一横断面模型、连续横断面模型、连续参数化横断面模型，型，混合模型混合模型；n单一横断面模型单一横断面模型单一桩号的横断面模型信息，包含横断面几何图形、线路单一桩号的横断面模型信息，包含横断面几何图形、线路中线和纵断面在横断面的基准位置；中线和纵断面在横断面的基准位置；RBCCE将纵断面设计线归化到线路中线位置，该位置定将纵断面设计线归化到线路中线位置，该位置定义为单个横断面的基点。义为单个横断面的基点。可以用若干个独立的单一横断面模型来描述某一路段的路可以用若干个独立的单一横断面模型来描述某一路段的路基横断面模型；基横断面模型；横断面几何图形横断面几何图形：路基、桥梁、隧道、地铁横断面任意形状。例如例如：这种横断面均可定义为：这种横断面均可定义为II型或型或IV型横断面（去型横断面（去掉尺寸标注）掉尺寸标注）IVIV型横断面型横断面有地面线时为IV型横断面，无地面时为II型横断面n单一横断面模型分类单一横断面模型分类l仅由横断面设计轮廓线构成的横断面（仅由横断面设计轮廓线构成的横断面（I型横断面）；型横断面）；l由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面（由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面（II型横断型横断面）；面）；l由横断面设计轮廓线由横断面设计轮廓线+地面线构成的横断面（地面线构成的横断面（III型横断面）；型横断面）；l由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面由设计轮廓线、挡墙、结构层构成的设计断面+地面线构地面线构成（成（IV型横断面）。型横断面）。I、II类无地面线，类无地面线，I类属于断面轮廓线，类属于断面轮廓线，II类属于复杂断面；类属于复杂断面；III、IV类有地面线，类有地面线，I类属于断面轮廓线类属于断面轮廓线+地面线，地面线，II类属于复类属于复杂断面杂断面+地面线。地面线。n什么时候用单一横断面模型？什么时候用单一横断面模型？针对单个断面的三维坐标计算和带帽计算可以针对可以针对I I、II II型横断面进行带帽、三维坐标型横断面进行带帽、三维坐标计算；计算；隧道断面轮廓分析。隧道断面轮廓分析。可以可以针对IIIIII、IVIV型横断面进行三维坐标计算型横断面进行三维坐标计算I I、II II型横断面进行带帽后分别得到型横断面进行带帽后分别得到IIIIII、IVIV型横断面型横断面n连续横断面模型及连续参数化横断面模型：连续横断面模型及连续参数化横断面模型：能够描述某一能够描述某一路段范围的横断面模型路段范围的横断面模型n分两类分两类：连续横断面模型、连续参数化横断面模型：连续横断面模型、连续参数化横断面模型n连续横断面模型连续横断面模型用单一横断面来描述，但不是一个桩号，而是一个桩号范用单一横断面来描述，但不是一个桩号，而是一个桩号范围；围；横断面几何图形可以是路基、桥梁、隧道、地铁等任意横横断面几何图形可以是路基、桥梁、隧道、地铁等任意横断面形状；断面形状；可以细分为：可以细分为：I、II、III、IV型横断面型横断面+桩号范围。桩号范围。n什么时候用连续横断面模型？什么时候用连续横断面模型？当某路段可以用一个断面来描述时，且需要针对该路段进行三维坐标及地面线批量带帽用时，可以建立连续横断面模型。可以针对可以针对I I、II II型连续横断面进行型连续横断面进行批量批量带帽、三维坐标带帽、三维坐标计算计算计算计算可以可以针对IIIIII、IVIV型横断面进行型横断面进行批量批量三维坐标计算三维坐标计算I I、II II型横断面进行型横断面进行批量批量带帽后分别得到带帽后分别得到IIIIII、IVIV型横断型横断面面批量带帽的模型数据：l断链表；l线路中线；l线路纵断面；l连续横断面（I、II型连续横断面）；l三维横断面地面线数据（地面线可以是用三维坐标或平距、高程格式）。n连续参数化横断面模型连续参数化横断面模型 分别用线路左侧和右侧的参数化断面设计线来横断面模型分别用线路左侧和右侧的参数化断面设计线来横断面模型主要通过参数描述某一路段的路面和边坡的变化规律主要通过参数描述某一路段的路面和边坡的变化规律横坡及宽度变化位置横坡及宽度变化位置根据超高渐变图寻找寻找根据超高渐变图寻找寻找根据超高渐变图寻找寻找根据超高渐变图寻找寻找路面横坡及宽度变化点路面横坡及宽度变化点路面横坡及宽度变化点路面横坡及宽度变化点如何描述左、右设计线参数如何描述左、右设计线参数n什么时候用参数化连续横断面模型？什么时候用参数化连续横断面模型？l路段横断面的路面和边坡可以方便用左、右设计线线描述；l需要计算路面及边坡设计线上的任意点三维坐标；l需要进行地面线批量带帽处理。横断面的横断面的批量批量带帽及三维坐标计算带帽及三维坐标计算可以可以针对路面进行路面进行批量批量三维坐标计算三维坐标计算 带帽后分别得到一系列带帽后分别得到一系列IIIIII型横断面型横断面n注意线路中线及线路纵断面设计线在路基横断面上的位置（基准点位置）线路纵断面设计线不在线路中线上时，需要归化到线路中线位置。一个路段可以通过多种断面模型来表达。一个路段可以通过多种断面模型来表达。现状现状现状现状：国内路桥施工软件主要处理的是连续参数：国内路桥施工软件主要处理的是连续参数化横断面模型化横断面模型线路横断面模型需要分区段描述需要分区段描述(路基横断面带帽、隧道断面分析，三维坐标计算时，需要建立线路横断面三维模型）。可以分别对可以分别对C C、K K匝道建立连续参数化横断面模型匝道建立连续参数化横断面模型来描述立交匝道的路面来描述立交匝道的路面路基横断面三维坐标计算原理根据给定的横断面桩号及线路中线、线路纵断面模型数据计算中桩点坐标和高程；计算路桥工程横断面上计算点到线路中线点的水平距离和高差；根据路桥工程横断面桩号、线路中线建模数据及水平距离，计算目标点的平面坐标；根据水平距离和高差、路桥工程横断面中桩点高程，计算目标点高程。四、桥涵结构物平面模型u桥涵结构物：将桥墩基础、墩身、墩帽、主梁、斜交与正交涵洞、锥坡等各种桥涵结构物平面的几何图形定义桥涵结构物。u桥涵结构物统一平面模型数据桥涵结构物统一平面模型数据：横轴桩号；横轴与线路中线切线的偏角；横轴上的参考基点；横轴上中桩点与参考基点的水平距离；桥涵结构物几何图形桥涵结构物坐标计算模式需要有线路断链信息需要有关联的线路中线模型；需要有桥涵结构物平面模型桥涵结构物坐标计算原理