C第十一章-线路工程测量解析课件.ppt
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1、第第1111章章 线路工程测量线路工程测量11.1 11.1 线路工程测量概述线路工程测量概述11.2 11.2 道路中线测量道路中线测量11.3 11.3 线路纵横断面测量线路纵横断面测量11.4 11.4 道路施工测量道路施工测量11.5 11.5 管道工程测量管道工程测量11.6 11.6 全站仪在线路工程测量的应用全站仪在线路工程测量的应用本章内容如下:本章内容如下:线路工程是指长宽比很大的工程,包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表,但也有在地下或在空中的,工程可能延伸十几公里以至几百公里,它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。各
2、种线路工程在勘测设计阶段、施工阶段及运营管理阶段需要进行的测量工作,称为线路工程测量,简称线路测量。11.1.2 线路测量的任务和内容 线路测量(route survey)的任务有两方面:一是为线路工程的设计提供地形图和断面图,即勘测设计测量(route reconnaissance and design survey)工作;二是按设计位置11.1 线路测量线路测量(route survey)概述概述要求将线路敷设于实地,其主要是施工测量(road construction survey)工作。整个线路测量工作包括下列内容:1.收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料,收集沿线水
3、文、地质以及控制点等有关资料。2.根据工程要求,利用已有地形图,结合现场勘察,在中小比例尺图上确定规划线路走向,编制比较方案等初步设计。3.根据设计方案在实地标出线路的基本走向,沿着基本走向进行控制测量,包括平面控制测量和高程控制测量。4.结合线路工程的需要,沿着基本走向测绘带状地形图或平面图,在指定地点测绘工程地形图(例如桥位平面图)。测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定,。5.根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上,称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。6.根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。比例尺则依据不同工
4、程的实际要求选定,如表11-1所示。7.根据线路工程的详细设计进行施工测量。8.工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面图和断面图。线路工程类 型带状地形图工点地形图纵断面图横纵断面图水平垂直水平垂直铁 路1:10001:2001:10001:1001:1001:1001:20001:2001:20001:2001:1001:1001:50001:5001:100001:10001:2001:200公 路渠 道1:20001:2001:20001:2001:1001:1001:5001:50001:10001:50001:5001:2001:200架 空索 道1:20001:2001:2000
5、1:2001:50001:5001:50001:500自 流管 线1:10001:10001:1001:20001:5001:20001:200压 力管 线1:20001:50001:2001:50001:5001:50001:500架空送电线 路1:2001:20001:2001:5001:50001:500表表11-1 线路工程测图种类及其比例尺线路工程测图种类及其比例尺1.全线性 测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。2.阶段性 是测量技术本身的特点,也是线路设计过程的需要。3.渐近性 线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到精的过程,线路工程的完美设计是逐步实现的。11.1.
6、3 线路测量的基本特点线路测量的基本特点1.规划选线阶段一般内容包括图上选线、实地勘察和方案论证。(1)图上选线 根据建设单位提出的工程建设基本思路,选用合适比例尺的地形图(1:50001:50000),在图上比较、选取线路方案。(2)实地勘察根据图上选线的多种方案,进行野外实地视察、踏勘、调查,进一步掌握线路沿途的实际情况,收集沿线的实际资料。(3)方案论证根据图上选线和实地勘察的全部资料,结合建设单位的意见进行方案论证,经比较后确定规划线路方案。11.1.4 线路测量的基本过程线路测量的基本过程 线路工程的勘测阶段通常分为初测和定测阶段。(1)初测(preliminary survey)阶
7、段 在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主要技术工作有:控制测量和带状地形图(topographical map of a zone)、纵断面图(profile map)的测绘,收集沿线地质、水文等资料,作纸上定线或现场定线,编制比较方案,为线路工程设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。进行图上定线设计,在带状地形图上确定线路中线直线段及其交点位置,标明直线段连接曲线的有关参数 路线地形图的比例尺为1/20001/5000,其测绘宽度,当采用“纸上定线法”初测时,路线中线两侧应各测绘200400m;2.线路工程的勘测阶段:线路工程的勘测阶段:n 采用“现场定线法”初测时,路线中
8、线两侧测绘宽度可减窄为150250m。n 高速公路和一级公路采用分离式路基时,地形图测绘宽度应覆盖两条分离路线及中间带的全部地形;当两条路线相距很远或中间带为大河与高山时,中间地带的地形可不测。n公路勘测规范将先获取大比例尺地形图,然后在地形图上选定路线方案的方法,称为“纸上定线法”。n 采用现场直接测量路线导线或中线,然后据以测绘地形图等以确定路线线位的方法,称为“现场定线法”。n“现场定线法”主要用于受地形条件限制或地形、方案较简单的路线。(2)定测(location survey)阶段 定测阶段主要的技术工作内容是,将定线设计的公路中线(直线段及曲线)测设于实地;进行线路的纵、横断面测量
9、,线路竖曲线设计、桥涵、路线交叉、沿线设施、环境保护等测量和资料调查,为施工图设计提供资料。高速公路、一级公路采用分离式路基时,应按各自的中线分别进行定测。3.线路工程的施工放样阶段 根据施工设计图纸及有关资料,在实地放样线路工程的边桩、边坡及其它的有关点位,指导施工,保证线路工程建设的顺利进行。4.工程竣工运营阶段的监测 线路工程竣工后,对已竣工的工程,要进行竣工验收,测绘竣工平面图和断面图,为工程运营作准备。在运营阶段,还要监测工程的运营状况,评价工程的安全性。11.2 道路中线测量 测量工作应按照公路勘测规范(JTJ061-99)的规定执行。11.2.1 中线测量的工作内容 道路中线测量
10、(location of route)的任务是将线路的中心线测设到地面上,作为公路工程施工的依据。线路中线的平面几何线型是由直线和曲线组成。n 中线测量的主要工作是:n 测设中线交点JD(intersecting point)和转点ZD(turning point)、量距和钉桩、测量转点上的转角、测设曲线等。n 测量符号可采用英文(包括国家标准或国际通用)或汉语拼音字母。n 当工程需要引进外资或为国际招标项目时,应采用英文字母;为国内招标时,可采用汉语拼音字母。n 一条公路宜使用一种符号。公路勘测规范对公路测量符号有统一规定,常用符号列于表中。公路测量符号公路测量符号11.2.2 交点及转点的
11、测设1.交点的测设 线路上两相邻直线方向的相交点称为交点,也叫转向点。常用的方法有距离交会法、直角坐标法和极坐标法等。(1)距离交会法 距离交会法主要是根据测设点与原有地物之间的关系测设交点。(2)根据导线点与交点的设计坐标测设交点 根据附近导线点(测站点)和交点(放样点)的设计坐标,反算出有关的测设数据,按直角坐标法或极坐标法测设出交点。穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离,用图解法求出测设数据,通过实地的导线点或地物点,把中线的直线段独立地测设到地面上,然后将相邻直线延长相交,定出地面交点桩的位置。其程序是:放点、穿线、交点。1)放点 放点常用的方法有
12、极坐标法和支距法。(3)穿线交点法测设交点穿线交点法测设交点2)穿线 放出的临时各点理论上应在一条直线上,由于存在误差不在一条直线上,根据现场实际情况,采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线,通过比较和选择,定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB,最后在A、B或其方向上打下两个以上的转点桩,取消临时点桩。3)交点 当两条相交的直线AB、CD在地面上确定后,可进行交点。将经纬仪置于B点瞄准A点,倒镜,在视线上接近交点JD的概略位置前后打下两桩(骑马桩)。采用正倒镜分中法在桩上定出a、b两点,并钉以小钉,挂上细线。仪器搬至C点,同法定出c、d 两点,挂上细线,两细线的相交处打下木桩,并钉以小钉,得
13、到JD点。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要加密时,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。(1)两交点间设转点 (2)延长线上设转点fbaaefbaae 3.归化法测设交点和转点 归化法测设交点和转点,是先用极坐标法放样一个点作为临时过渡点,放样后埋设标志桩,再用附合导线的方法,测量过渡点与已知点之间的关系(边长、夹角或坐标),并与导线点联测。然后按导线坐标计算的方法进行平差计算求得测算值,将其与设计值比较得其差数,最后从该过渡点出发修正这一差数,把点归化到更精确的位置上去,从而在实地上得到更准确的交点和转点。1
14、1.2.3 道路中线转角的测定道路中线转角的测定 道路中线的转角又称为偏角,是线路由一个方向偏转至另一个方向时两直线的夹角,常用表示。偏角有左右之分,沿着路线前进的方向,偏转后方向位于原方向左侧时,称左偏角 ,位于原方向右侧时称为右偏角 。左右在线路测量中,通常是观测线路的右角,按下式计算:右角的观测通常用DJ6经纬仪(或全站仪)测回法观测一个测回,两半测回角度之差误差值一般不超过30。在右(左)角测定后,接着定出角的分角线方向,并钉桩标志,以便将来测设曲线中点时使用。180180左右n 道路中线上设置中桩(即里程桩)(mileage peg)的作用是:标定道路中线的位置和长度,施测道路纵横断
15、面的依据。n 设置里程桩的工作主要是定线、量距和打桩。n 距离测量可以用钢尺或测距仪,等级较低的公路可以用皮尺。11.2.4 道路中桩的测设道路中桩的测设n 里程桩分为整桩和加桩两种,如左图a所示,每个桩的桩号表示该桩距道路起点的里程。n 整桩是由道路起点开始,每隔10m、20m或50m的整倍数桩号而设置的里程桩。n 加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩,如左图b、c所示。n 地形加桩是指沿中线地面起伏突变处、横向坡度变化处以及天然河沟处等所设置的里程桩。n 地物加桩是指沿中线有人工构筑物的地方(如桥梁、涵洞处,路线与其它公路、铁路、渠道、高压线等交叉处,拆迁建筑物处,土壤地质变化处
16、)加设的里程桩。n 曲线加桩是指曲线上设置的主点桩,如圆曲线起点(简称直圆点ZY)、圆曲线中点(简称曲中点QZ)、圆曲线终点(简称圆直点YZ)。n 关系加桩是指路线上的转点(ZD)桩和交点(JD)桩。n 钉桩时,对于交点桩、转点桩、距路线起点每隔500m处的整桩、重要地物加桩(如桥、隧位置桩)以及曲线主点桩,均应打下断面为6cm6cm的方桩(见上右图d),桩顶钉以中心钉,桩顶露出地面约2cm,并在其旁边钉一指示桩(见上右图e,为指示交点桩的板桩)。n 交点桩的指示桩应钉在圆心和交点连线外离交点约20cm处,字面朝向交点。曲线主点的指示桩字面朝向圆心。n 其余里程桩一般使用板桩,一半露出地面,以
17、便书写桩号,字面一律背向路线前进方向。11.3 线路纵、横断面测量线路纵、横断面测量线路纵断面测量(route profile survey)又称线路水准测量(route leveling),其任务是测定中线上各里程桩的地面高程,绘制路线纵断面图,供路线纵坡设计使用。横断面测量(cross-section survey)是测定中线各里程桩两侧垂直于中线方向的地面各点距离和高程,绘制横断面图,供线路工程设计、计算土石方量及施工时放边桩使用。为了保证成果的精度和检核的需要,根据“由整体到局部”的测量原则,纵断面测量一般分两步进行:一是高程控制测量(也称基平测量),即沿路线方向设置水准点,使用水准测
18、量的方法测量点位的高程;再是中桩高程测量(也称中平测量),即利用基平测量布设的水准点,分段进行附合水准测量,测定各里程桩的地面高程。1.基平测量基平测量(principal leveling)公路勘测规范对高程控制测量的一般规定是:公路高程系统,宜采用1985国家高程基准。同一条公路应采用同一高程系统,不能采用同一系统时,应给定高程系统的转换关系。独立工程或三级以下公路联测有困难时,可采用假定高程。公路高程测量采用水准测量。在水准测量确有困难的山岭地带以及沼泽、水网地区,四、五等水准测量可用光电测距三角高程测量代替。各级公路及构造物的水准测量等级应按上表选定,各等水准测量的精度应符合下表的规定
19、。水准点是线路高程测量的控制点,在勘测阶段、施工阶段甚至在竣工后的很长一段时期内都要使用,因此,应在地基稳固、易于引测以及施工时不易受破坏的地方设置。水准点分永久性和临时性两种,永久性水准点布设密度应视工程需要而定,在线路起点和终点、大桥两岸、隧道两端,以及需要长期观测高程的重点工程附近均应布设。永久性水准点要埋设标石,也可以在永久性建筑物上或用金属标志嵌在岩基上。临时性水准点的布设密度,根据地形复杂程度和工程需要来定。在重丘陵和山区,每隔0.51.0km设置一个,在平原和微丘地区,每隔12km埋设一个。此外,在中、小桥、涵洞以及停车场等工程集中的地段均应设点。2.中平测量 中平测量也就是线路
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