第五章线路工程测量课件.ppt
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1、第五章第五章 线路工程测量线路工程测量5.1 概述概述5.2 公路线路施工测量公路线路施工测量5.3 铁路线路施工测量铁路线路施工测量5.4 桥梁施工测量桥梁施工测量5.5 隧道施工测量隧道施工测量5.6 管道施工测量管道施工测量线路工程线路工程:包括铁路、公路、管道、输电线:包括铁路、公路、管道、输电线路以及供气、输油等各种用途的管道工程。路以及供气、输油等各种用途的管道工程。线路测量线路测量:在线路工程中所进行的从线路的:在线路工程中所进行的从线路的规划设计、勘测设计、工程施工到线路竣工规划设计、勘测设计、工程施工到线路竣工后的运营管理的测量工作后的运营管理的测量工作 5.1 概述线路测量
2、的任务线路测量的任务:规划设计阶段:规划设计阶段:主要收集区域内各种比例主要收集区域内各种比例尺的地形图、平面图、断面图和有关资料,尺的地形图、平面图、断面图和有关资料,进行图上选线、实地踏勘和方案论证。进行图上选线、实地踏勘和方案论证。勘测设计阶段勘测设计阶段:初测主要任务是沿规划线:初测主要任务是沿规划线路进行平面控制测量和高程控制测量工作,路进行平面控制测量和高程控制测量工作,测绘大比例尺的带状地形图,再图上进行测绘大比例尺的带状地形图,再图上进行定线设计,确定线路直线段及交点位置,定线设计,确定线路直线段及交点位置,标明直线段连接曲线的有关参数标明直线段连接曲线的有关参数定测主要任务将
3、线路中线测设到地面上,定测主要任务将线路中线测设到地面上,并进行纵横断面测量并进行纵横断面测量 施工建造阶段:施工建造阶段: 主要根据施工设计图纸及相关资料进行主要根据施工设计图纸及相关资料进行施工放样工作施工放样工作 竣工验收和运营管理阶段:竣工验收和运营管理阶段: 竣工验收时测绘竣工平面图、断面图,竣工验收时测绘竣工平面图、断面图,监测工程的运营状况,评价工程的安全监测工程的运营状况,评价工程的安全性。性。 本章主要介绍铁路和公路工程中,线本章主要介绍铁路和公路工程中,线路测量的有关工作。路测量的有关工作。 5.2 公路线路施工测量 公路的等级公路的等级按照公路工程技术标准规定,公路分为五
4、个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路 公路线路的勘测公路线路的勘测公路结构组成公路结构组成:主要由路基、路面、排水结构物、桥梁、隧道、挡土墙、防护工程等组成。 公路线路勘测分为两阶段勘测和一阶段勘测两种。 公路线路勘测中的测量工作分为初测和定测两阶段公路线路的初测公路线路的初测导线测量导线测量导线测量是沿选定的路线布设线路控制导线,其目的是为线路初测、地形图测量、定测、施工、纵横断面测量提供控制点。水准测量水准测量路线水准测量的任务是沿着线路设立水准点,测定各水准点的高程,并在此基础上测定导线点和中线桩的高程。前者称基平测量,后者称中平测量地形测量地形测量主要以导线点位依据
5、,测绘线路带状地形图,以便在图上进行定线和布设工程。 公路线路的定测公路线路的定测定测的主要任务是把图纸上初步设计的公路中心线放样到实地,并根据现场的具体情况,对不能按原设计之处作局部的调整。定测的主要工作:放线、测角、中线测量、水准测量、横断面测量和地形测量1 1、放线、放线 两阶段定测的放样工作(方法:支距法、极坐标法、拨角放线法) 一阶段定测的放样工作2 2、测角、测角 当前、后半测回的角值较差在1以内时,取平均值为最后结果。水平角检测的允许误差或闭合差不得超过60(n为导线中转角数)。完成测角后,应根据设计的半径计算出曲线元素,并放样出曲线的起点、中点和终点。3 3、中线测量、中线测量
6、 沿定测的线路中心线丈量距离,设置百米桩及加桩,并根据测定的交角、设计的曲线半径R和缓和曲线长度计算曲线元素,放样曲线的主点和曲线的细部点。4 4、水准测量、水准测量 沿线每隔1km及隧道、大桥两端附近设置水准基点,同时测定线路中桩的高程,绘制线路的纵断面图5 5、横断面测量、横断面测量 对线路上的所有中桩位置进行横断面测量,并且按照1:200的比例尺绘制横断面图6 6、地形测量、地形测量 测绘工程构筑物处的大比例地形图。对初测阶段所测绘的带状地形图进行核对和修复,并将详测得线路标绘在图上。公路施工测量公路施工测量施工阶段的测量工作主要是根据工程进度的要求,及时恢复道路中线和测设路面高程等1
7、1、恢复中线、恢复中线首要任务是恢复中心线,主要包括恢复线路的交点、转点和中线标桩。2 2、设置施工控制桩、设置施工控制桩在中线两侧的等距离处设置两排控制桩3 3、路基放样、路基放样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钉设木桩,作为路基的施工依据路基断面是由路宽、边坡的坡度、设计高度和排水沟底宽等参数组成。4 4、计算面积与土方量、计算面积与土方量面积计算可采用解析法或图解法,相邻的两个横断面面积和断面的间距S,V为这一线段的施工土方量F1、F2为横断面的截面面积。当F1、F2接近时,可简化为:12121()3VS FFFF121()2VSFF5.3 铁路线
8、路施工测量 铁路线路是机车和列车运行的基础,它是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。初测阶段的测量工作:初测阶段的测量工作: 1、插旗:、插旗:根据批准的方案报告,结合现场的根据批准的方案报告,结合现场的实际情况,选点插旗(标旗,红白旗),在地实际情况,选点插旗(标旗,红白旗),在地面上标定线路的大致位置和走向。面上标定线路的大致位置和走向。 2、导线测量:、导线测量:沿着大旗指导的方向,布设导沿着大旗指导的方向,布设导线。经过导线外业观测和内业计算求得初测导线。经过导线外业观测和内业计算求得初测导线点的坐标,作为施测带状地形图的平面控制。线点的坐标,作为施测带状地形图的平面控制。
9、 3、水准点高程测量(基平):、水准点高程测量(基平):即于初测导线即于初测导线两侧,在未来施工范围以外,每隔两侧,在未来施工范围以外,每隔2公里左右公里左右埋设水准基点,利用水准测量测算其高程,作埋设水准基点,利用水准测量测算其高程,作为全线高程控制。为全线高程控制。4、导线中桩高程测量(中平):、导线中桩高程测量(中平):以基平水准以基平水准基点为依据,用水准测量的方法测算出所有初基点为依据,用水准测量的方法测算出所有初测导线点上的高程,作为施测带状地形图的高测导线点上的高程,作为施测带状地形图的高程控制。程控制。 5 5、地形测量:、地形测量:以初测导线点为控制,以初测导线点为控制,测绘
10、一定宽度的带状地形图,作为纸上定测绘一定宽度的带状地形图,作为纸上定线的依据。线的依据。 1 1踏勘选点踏勘选点 根据拟定线路方案,在中小比例尺地根据拟定线路方案,在中小比例尺地 形图上选择导线点的大致位置,通过形图上选择导线点的大致位置,通过 现场踏勘,决定导线点的具体位置,现场踏勘,决定导线点的具体位置, 并插上红白旗进行标志。并插上红白旗进行标志。 初测导线的外业工作初测导线的外业工作选择点位时注意 尽可能接近线路中线尽可能接近线路中线 视野开阔便于观测视野开阔便于观测 土质稳定便于保存土质稳定便于保存 相邻点位间以相邻点位间以5050400400米为宜米为宜 ( (采用全站仪或光电测距
11、仪观测导线边长采用全站仪或光电测距仪观测导线边长时,导线点的间距可增加到时,导线点的间距可增加到10001000米,但米,但应在应在500500米处钉设加桩)米处钉设加桩) 根据测绘和专业调查的需要在相邻导线根据测绘和专业调查的需要在相邻导线点间钉设加桩。点间钉设加桩。 导线点选定后,应钉设方桩,桩顶与地面导线点选定后,应钉设方桩,桩顶与地面齐平,其上用小钉表示导线点位。以线路前齐平,其上用小钉表示导线点位。以线路前进方向为准,于方桩左侧进方向为准,于方桩左侧 30-50 厘米处设标厘米处设标志桩(板桩),写明该方桩的初测里程如:志桩(板桩),写明该方桩的初测里程如:CK15+175.42,且
12、面向该方桩。,且面向该方桩。 导线上的加桩应钉设板桩,板桩上写明该导线上的加桩应钉设板桩,板桩上写明该点的里程,字面朝向线路起点方向。点的里程,字面朝向线路起点方向。 长边上的加点也应钉设方桩和标志桩。长边上的加点也应钉设方桩和标志桩。 导线转折角(右角)导线转折角(右角)经纬仪或全站仪用测回法经纬仪或全站仪用测回法观测,精度要求:观测,精度要求: 仪器仪器 测回数测回数 两半测回角值较差的限差两半测回角值较差的限差 J2 1 15J2 1 15 J6 1 30 J6 1 30 导线的边长:导线的边长:可用全站仪、光电测距仪测量。可用全站仪、光电测距仪测量。 2 2导线观测导线观测光电测距光电
13、测距: 相邻导线点间的距离和竖直角应往返观测各一相邻导线点间的距离和竖直角应往返观测各一测回,导线点到加桩的距离,可只进行往测,测回,导线点到加桩的距离,可只进行往测,但要在相邻导线点上进行检核,两段平距之和但要在相邻导线点上进行检核,两段平距之和与对应导线边长之差不应大于与对应导线边长之差不应大于40mm。距离测。距离测量一测回应读数两次,两次读数间较差的限差量一测回应读数两次,两次读数间较差的限差符合表的规定时取平均值,平均值应加入气象符合表的规定时取平均值,平均值应加入气象改正。导线边长应采用往测平距,返测平距仅改正。导线边长应采用往测平距,返测平距仅用于检核。用于检核。NmD22仪器精
14、度仪器精度等级等级测距测距中误差中误差同一测回同一测回各次读数各次读数互差互差测回间测回间读数读数较差较差往返测往返测平距平距较差较差557510101511202030注:注:mD为仪器的标称精度,为仪器的标称精度,N为单向测回数。为单向测回数。表光电测距的限差(表光电测距的限差(mm) 导线的起点和终点处以及每延伸不远于导线的起点和终点处以及每延伸不远于30km30km处,处,应与国家平面控制点或其它不低于四等的大地点、应与国家平面控制点或其它不低于四等的大地点、GPSGPS点进行联系测量,以检核导线测量的精度。点进行联系测量,以检核导线测量的精度。 导线法导线法 联测方法:联测方法:交会
15、法交会法 真北观测真北观测(联测困难或缺少方位角条件)(联测困难或缺少方位角条件) (确定导线上一条边的真方位角,以便进(确定导线上一条边的真方位角,以便进 行角度测量成果的检核。)行角度测量成果的检核。)联系测量联系测量导线长度的检核:导线长度的检核: 改化改化 改化改化导线测量成果导线测量成果 大地水准面大地水准面 高斯平面高斯平面(两化改正)(两化改正)3.3.导线两化改正导线两化改正1.1.高斯坐标系:分带坐标系。高斯坐标系:分带坐标系。4 4、坐标换带计算、坐标换带计算坐标换带:将初测导线两端联测的大地点坐标换坐标换带:将初测导线两端联测的大地点坐标换算成同一坐标系的坐标。算成同一坐
16、标系的坐标。有时也会将有时也会将3 3带与带与6 6带的坐标进行相互换算。带的坐标进行相互换算。ABBy1y2目的目的:一是沿线路设置水准点,建立线路:一是沿线路设置水准点,建立线路高程控制系统;二是测量中桩高程,为地高程控制系统;二是测量中桩高程,为地形测绘建立较低一级的高程控制系统形测绘建立较低一级的高程控制系统工作内容:工作内容:1.水准点布设;水准点布设;2.水准点高程测量(基平);水准点高程测量(基平);3.导线中桩高程测量(中平)。导线中桩高程测量(中平)。初测高程测量初测高程测量 沿线每隔沿线每隔2km左右布设一个。重点工程地段左右布设一个。重点工程地段应根据实际情况增加水准点的
17、密度。尽量设在应根据实际情况增加水准点的密度。尽量设在距线路距线路100米范围内,施工范围以外。米范围内,施工范围以外。 水准点可设在不易风化的基岩上或坚固稳定水准点可设在不易风化的基岩上或坚固稳定的建筑物上,或埋设混凝土水准点。水准点应的建筑物上,或埋设混凝土水准点。水准点应统一编号,并冠以统一编号,并冠以“BM”,以示水准点。,以示水准点。 布设在岩石上的水准点应凿成凸出的球面,布设在岩石上的水准点应凿成凸出的球面,外刻凹槽圆圈并加填红油漆。建筑物基础、顶外刻凹槽圆圈并加填红油漆。建筑物基础、顶面或凸边上的水准点,其表面为坚实、光洁的面或凸边上的水准点,其表面为坚实、光洁的水平面时,应在周
18、围凿刻矩形凹槽并加填红油水平面时,应在周围凿刻矩形凹槽并加填红油漆。漆。 一、水准点布设一、水准点布设1. 水准测量:水准测量:水准仪水准仪 精度应不低于精度应不低于DS3级,级,水准尺水准尺 宜用整体式标尺,宜用整体式标尺, 观测观测 相邻两点间一组往返观测或两组并测相邻两点间一组往返观测或两组并测 限差限差 R单程路线长度的公里数单程路线长度的公里数视线长度视线长度 一般不大于一般不大于150150米米二、水准点高程测量二、水准点高程测量Rmm30 与高级控制点构成附和水准路线与高级控制点构成附和水准路线 h1 h2 hn R1 R2 Rn 2. 光电测距三角高程测量:光电测距三角高程测量
19、: 可与平面导线测量合并进行。水准点的设置可与平面导线测量合并进行。水准点的设置要求、闭合差限差和检测限差均与水准测量相要求、闭合差限差和检测限差均与水准测量相同。同。水准点光电测距三角高程测量的技术要求水准点光电测距三角高程测量的技术要求距离测距离测回数回数竖直角竖直角往返往返观测观测高程高程较差较差 mmmm边长边长范围范围(m m)测回数测回数最大最大角值角值 测回测回间较间较差差 指标指标差互差互差差 往返各往返各一测回一测回往返各往返各两测回两测回20101060200600D任务:以基平水准基点为依据,测定所有导任务:以基平水准基点为依据,测定所有导线点和加桩的高程,作为施测带状地
20、形图的高线点和加桩的高程,作为施测带状地形图的高程控制。程控制。1、使用仪器、使用仪器:水准仪不低于水准仪不低于S10级。级。2、作业方法、作业方法:单程观测,但应起闭于水准单程观测,但应起闭于水准点构成附合路线。导线点必须作为转点,其高点构成附合路线。导线点必须作为转点,其高程应取位至程应取位至mm。亦可采用光电三角高程测量,与平面导线和亦可采用光电三角高程测量,与平面导线和水准点高程测量同时进行。水准点高程测量同时进行。三、导线中桩高程测量三、导线中桩高程测量单独进行中桩高程测量时,附合路线的闭合差应单独进行中桩高程测量时,附合路线的闭合差应不大于表的规定。不大于表的规定。注:注:K K
21、为相邻水准点间水准路线长度;为相邻水准点间水准路线长度;L L 为附合水准路为附合水准路线长度;线长度;D D为光电测距边的长度。为光电测距边的长度。K K、L L、D D均以均以 Km Km 为单位。为单位。项 目 往返测高差不附值 附和路线闭合差 检测 水准测量 30K 30L 30K 水准点 光电测距三角高程测量 60D 30L 30K 水准测量 50L 100 光电测距三角高程测量 50L 100 困难地段 300 150 加桩 一般三角高程测量 隧道顶 800 400 地形测量的主要工作是:地形测量的主要工作是:测绘一定宽度的带测绘一定宽度的带状地形图,作为纸上定线的依据。状地形图,
22、作为纸上定线的依据。 比例尺比例尺 平坦地区平坦地区1:2000、1:5000 困难地区困难地区1:2000 重点地段重点地段1:500、1:1000带状地形图宽度带状地形图宽度 1:000的的100150m 1:5000的的200300m初测地形测绘初测地形测绘 带状地形图带状地形图 定测的任务:定测的任务: 将图纸上设计的线路中线放样到地面上,并将图纸上设计的线路中线放样到地面上,并以各种桩点予以标定,做为进一步测绘线路纵以各种桩点予以标定,做为进一步测绘线路纵横断面图和日后施工的依据。横断面图和日后施工的依据。 定测的工作内容:定测的工作内容: 中线测量、线路纵断面测量、线路横断面测中线
23、测量、线路纵断面测量、线路横断面测量量 线路的定测线路的定测 1 1、中线测量、中线测量主要是沿定出的线路中线丈量距离,并设置中桩中线测量工作按放线和中桩测设两步进行 (一)放线测量(一)放线测量定线测量定线测量就是要将线路以折线的方式表就是要将线路以折线的方式表示在实地,即需要测设示在实地,即需要测设线路起、终点线路起、终点和和各交点各交点的位置,并根据实际情况加设的位置,并根据实际情况加设转转点点。交点交点:路线的转折点,是布设线路、详细测设直线和:路线的转折点,是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。曲线的控制点。1 1)放点穿线法)放点穿线法(1 1)放临时点(支距法)放临时点(支距法
24、)方法:过导线点作垂直于导线边的垂线,其与线路中线的交点方法:过导线点作垂直于导线边的垂线,其与线路中线的交点至垂足(导线点)的距离即为支距。至垂足(导线点)的距离即为支距。 1 1、交点的测设、交点的测设图45 支 距 法 放 线 示 意 图 ZD4-1 ZD4- ZD4-3 ZD5-1ZD5-2ZD5-3JD5C14C15C16C17C18C19C2033.929.127.336.348.750.266.5ZD4-4将经纬仪安置在初测导线点将经纬仪安置在初测导线点C14上,后视上,后视C15,用正倒镜分中法拨,用正倒镜分中法拨90角,定出角,定出C14ZD41方向,再沿此方向测设水平距方向
25、,再沿此方向测设水平距离离33.9米,标定出米,标定出ZD41,用同样的方法可,用同样的方法可测设出其余直线控制点。若支距较短,也测设出其余直线控制点。若支距较短,也可以用方向架设置直角。可以用方向架设置直角。 由于量测仪器、测设数据和放点操作存在误差,临时由于量测仪器、测设数据和放点操作存在误差,临时点一般不在一条直线上,穿线的目的就是要定出一条尽可点一般不在一条直线上,穿线的目的就是要定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线。能多的穿过或靠近临时点的直线。 具体作法具体作法:将仪器安置在直线中部较高的位置上,将仪器安置在直线中部较高的位置上,瞄准一端多数临时点所靠近的方向,倒镜后若视线不能
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