《路基施工测量》PPT课件 20页

第九章路基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、水准控制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：1n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第三节纵横断面测量及土石方工程量计算二、中桩的水准测量测量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Ⅱ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。2n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。3n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；直线与曲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。地面高程按中平测量成果填写相应里程桩的地面高程。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。土壤地质说明标明路段的土壤地质情况。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)4n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计算四、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15～50m。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。5n1、路基路面设计的基本参数路基路面的设计计算参数主要包括路基宽度、路面宽度、排水沟宽度（梯形排水沟的边坡坡度）、填挖高度、路堤、路堑的边坡坡度、路基的超高和加宽等基本参数。6n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计算1.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9-162.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。7n第三节纵横断面测量及土石方工程量计算第九章道路工程测量(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)全站仪法在地形复杂横坡较陡的地段，可采用此法。通过输入仪器高和后视镜高，直接读取全站仪测点，然后减去前视镜高。横断面测量中高速公路、一级公路一般采用水准仪皮尺法、全站仪法，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.横断面图的绘制8n第三节纵横断面测量及土石方工程量计算第九章道路工程测量根据横断面测量成果，在AUTOCAD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9-199n第三节纵横断面测量及土石方工程量计算第九章道路工程测量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Σhi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9-2010n第三节纵横断面测量及土石方工程量计算第九章道路工程测量(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：①将填方面积Аt和挖方面积AW分别计算；②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；③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。11n第九章道路工程测量第四节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。第四节道路工程施工测量一、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12n第九章道路工程测量第四节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：13n第九章道路工程测量第四节道路工程施工测量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：①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9-2414n第九章道路工程测量第四节道路工程施工测量②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15n第九章道路工程测量第四节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。16n第九章道路工程测量第四节道路工程施工测量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。①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。②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。17n第九章道路工程测量第四节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：18n第九章道路工程测量第四节道路工程施工测量由于竖曲线的坡度转折角α很小，计算公式可简化为因此对于Ε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：19n第九章道路工程测量第四节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Κ1+670,高成为48.60m，设计半径Ｒ=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Ｌ=63.4mＴ=31.7mＥ=0.10m起点桩号=Ｋ1+（670-31.7）=Ｋ1+638.3终点桩号=Ｋ1+（638.3+63.4）=Ｋ1+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Ｒ=5000m和相应的桩距，即可求得竖曲线上各桩的高程改正数。20