修测量师培训线路施工测量计算原理与应用 101页

介 绍 内 容 一、公路测量中的注意事项； 二、 二、高程计算方法 ( 纬地、轻松测量软件） 三、路基三维测量 ( 纬地、轻松测量软件） 四、总结 五、结合工程实例进行测量案例分析和实践。 一、公路测量中的注意事项 强调现场测量计算能力的快速准确提高，理论与原理有助于求解问题的实现。 用线路三维数字化模型的施工测量分析与思维，测量计算问题能够充分考虑 工程习惯、工程关系、结构特征； 计算效率高，杜绝容错空间，采用多种软件交叉复核计算方法； 1 公路测量中常见的问题 公路测量中的中线放样是施工前的一项重要步骤。中线放样是公路工项目第一次施工摸牌，对执行标准化与规范化具有重要的意义。 施工单位进场后，由设计单位进行交桩，而后使用 GPS 或全站仪、水准仪复测，对导线点进行复核联测。在进行导线点坐标复测计算时，以前面两个导线点和最后两个导线点为已知边进行方位角闭合计算，以规范要求的允许闭合差衡量其是否闭合。项目采用 GPS 复测数据处理时，要进行 约束平 差。采用拓普康全站仪时山区要注意格网因子的设置。徕卡全站仪注意棱镜常数的设置。不同徕卡棱镜的常数不一样。 根据坐标和导线长度计算导线精度，看其是否满足其导线要求的精度 。中桩放样是以某相距最近的导线点为测站 ，后视相邻导线点，拨角测距放出该中桩点，观测角和距离是以这三点的坐标计算得出的。在进行水准测量时，考虑到以后路基高度 ，根据实地地形地貌 兼顾结构物工 程 ，可以沿路线方向间隔二百米左右设置 一 个施工用水准点 ，并对每个加密水准点 位置做详细记录 。 1 公路测量中常见的问题 进行测量时 ，要严格按照四等水准测量操作规程进行 ， 使用的仪器一定要经过校核 ，每相邻两个水准点进行闭合测量 。加密的水准点都要进行闭合和复核 ，作好详细的记录 。开工前的交接以及测量过程中的解决问题也是能否取得预期测量结果 的关键因素 。 好多项目开工时由于复测任务紧，采用双镜两组同时观测，这是不对的。双镜观测仅能避观测人员观测错误，但不能避免扶尺人员的立尺错误。建议两往尺双镜 1 公路测量中常见的问题 返尺单镜观测，虽然增加了复测任务。但基本杜绝了观测人员、立尺人员失误造成的重新复测的麻烦。 公路项目之初四等水准、导线一定做好。导线的科学性避免了施工中的麻烦，节省了技术人员的时间。 项目部的测量人员必须作风严谨。复核到位。 1 公路测量中常见的问题 尺 1 尺 2 尺 2 双镜单测回出现的误差示意图 尺 1 1 公路测量中常见的问题 2 公路测量中常见问题的解决 在进行中线放样时，一般说来设计单 位所给的导线点坐标是整条路平差计算值，而施工单位投标是分段中标，中标之后可 能又分几个单位施工 ，这样测量可能也分几段。一 个标段的附合导线数量往往根据监理要求不同造成可能会有一个或一个以上的附合导线，造成标段与标段之间 ，施工单位与施工单位之间连接困难。公路施工测量放样不是单单依靠中桩 ，其最终是由一些主要 中桩连结成线确定的 ，中桩放样完 完毕， 还 要和相邻标段签订联测协议。协议包括共同使用的水准点高程，导线点坐标、中线有无异常、各标采用本标段内导线点放样搭接是否异常等情况说明。 在 放样中桩时应注意两项：首先放完一个中桩点后，必须进行仪器归零校核，归零误 差应在限差之内，否则所放点位应重新放样：其次测站导线点到所放 中桩点距离小于到后视导线点距离。注意这两项 ，可以有效减少误差 。 2 公路测量中常见问题的解决 在进行开工前的交接桩时，应由业主、设计单位向测量监理工程师及承包商提供平面控制点及高程控制点，在交接桩位过程 中一定要注意点位的完好及与交桩资料的吻合，同时要做好交接记录。要认真理解 设计文件中有关控制点的等级要求及导线 、控制网的精度，设计单位的测量精度及导 线 、控制网的布设是否满足勘测设计规 范 要求 。 2 公路测量中常见问题的解决 做好施工现场管理。充分的施工准备是管理好施工现 场的基础。只有通过充分的施 工准备，才能保障 施工过程的连续、协调 、均衡和经济。在进行施 工准 钳工作中应注意以下问题：首先要建立严谨 、规范的内部约束；其次 ，补充调查工程沿线影响施工的因素，标注 出平面位置图 ，并进行分析、论证 ，写出调查报告，作为修订施工 方案、编制施工控制预算的依据 ； 再次 ， 2 公路测量中常见问题的解决 研究施工图纸，澄清图纸中的问题，恢复定线和施工放样，注意对所有控制点进行加密、保护、记录，最后进行业务、技 术培训和技术交底 ，使相关人员对工程的技术标准、操作规程、质量控制、资料整理 有全面的了解。关于测量的精度问题。 GPS 系统在实际 测量工作中 ，发挥越来越重要的作用 。 2 公路测量中常见问题的解决 公路工程的测量主要应用了 GPS 的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标 点位，实地放样地面上 GPS 经过多年的发展，越来越成熟，而且经过多次的复测验证， GPS 技术定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。 GPS 对公路测量精度的贡献 正在显现 。 2 公路测量中常见问题的解决 二、高程计算方法 ( 纬地、轻松测量软件） 1 、线路纵断面模型； 2 、路基横断面模型； 3 、高程计算原理； 4 、路基横断面上任意点三维坐标计算原理； 5 、路基横断面三维带帽方法 三、路基三维测量 ( 纬地、轻松测量软件） 1 、路基横断面地面线复测方法； 2 、路基边界点计算方法； 3 、路基横断面自动计量。 四、总结 1 、计算机平面放样技术； 2 、路基三维数据化模型； 3 、桥涵结构物特征点坐标计算原理与实现； 4 、平面与纵断面断链处理； 5 、典型问题分析； 6 、非典型路基横断面自动带帽与数据修改。 五、结合工程实例进行测量案例分析和实践。 曲线要素表 有用数据和检核数据 左线数据 交点转折线 桥梁总体图 放大后图形 放大后图形 放大后图形 线路平面中线： 直线段、圆曲线、缓和曲线组成。 互通立交图片 桥梁纵断面图片 桥墩平面 桥台平面 工程图、表的中工程思维方法？ 核心问题 ：看懂图中工程关系、结构特征。 解决方法 ：处理线路中线、桥涵结构物及其之间相互关系。 桥涵结构物与线路中线的工程关系 曲线元在局部坐标系与线路坐标系的关系 线路中线均可以分解为直线段、圆曲线及缓和曲线（回旋线）三种基本线型。 1 、 线路中线中桩坐标计算通用模型 K A : 曲线元的起点 A 的曲率； K B : 终点的曲率； L S : 曲线元的曲线长度 ; K : 位于 A 与 B 点之间的、且距起点 A 弧长为 l i 的任意点 的曲率 任意点 l 的切线角 β 复合辛普森公式： [ 说明 ] 线路中线上任意中桩点切线方位有精确解； 线路中线上缓和曲线上任意中桩点坐标是近似解 计算机实现的最有价值的基本公式。 用于数据检查用。数据检查很重要，多种角度和途径。 2 、桥涵结构物的点位坐标计算原理 桥涵结构物与线路中线关联图 3 、线路中线平面建模方法 根据具体线路工程的不同，线路中线平面建模方法分为两大基本类型： I------- 交点坐标法 II------- 积木法 交点法建模数据 交点坐标； 交点处的曲线要素： Ls1 ， R ， Ls2 某主点的设计桩号； 断链数据。 曲线要素表中有多余信息， 可以用于计算结果检核 。 II 积木法 积木法建模数据 线路中线的起点坐标、桩号及切线方位角； 各线元的终点桩号及端点曲率半径 r1 、 r2 ，以及线元转向（左转或右转）。 [ 说明 ] 主点处的切线方位与坐标是简核数据 III--- 其它方法 长度转向角法； 强制转化法； 平曲线法等。 局部处理，不完整。 4 、桥涵结构物平面建模 桥台建模 桥涵结构物建模数据 基点位置描述 数据：基点桩号、基点偏心 横轴与线路中线交点切线方向的偏角 ； 桥涵结构物平面图。  结构定位： 将结构物平面图自动定位到线路中线上  纬地作图法实现结构物特征点坐标计算方法：  中关联线路中线的概念： 任何一个结构平面图特征点坐标计算必须选定关联的线路中线，当系统中只有一个线路平面中线时，则关联措施可以忽略。  线路中线创建的五种方法。  提高 RBCCE 使用性能的几个措施和建议 (1) 路段截取 可以在一个新的图形页面上，创建较短的线路中线，以分类管理和加快系统的显示更新速度。 截取方法： 打开线路中线对话框上操作即可。 2 、结构物特征点坐标的数据检查； 测量计算原则：步步有检查，多渠道检查。 （ 1 ） 与设计资料对比 ：线路中线创建后创建主点中桩坐标与切线方位，然后与设计资料对比。无异常、精度在允许范围。  一般要与 CASIO 程序计算结果相比，精度可能不一样，但误差 5mm 与 设计结果 对比，误差不宜大于 10mm （超出保持谨慎，设计可能有错误）。 （ 2 ） 结构定位检查 ：将结构物自动定位到线路中线上，使结构物与线路中线处于统一坐标系中，然后检查桩号、偏心情况、进行点位坐标标注等； （ 3 ）检查线路交点转折线的转折线长度和切线方位； （ 4 ）检查线路平曲线曲线要素等。 （ 5 ）与 其它商品化软件 的计算结果进行对比检查； （ 6 ）通过计算 精确的理论解 进行对比； （ 7 ） 现场放样结果检查 。 3 、结构物特征点坐标数据的整理； （ 1 ）图片截取导入 EXCELL 、 WORD 、 AUTOCAD 、画笔等软件中； （ 2 ）做到图文并茂，打印存档、技术交底等； （ 3 ）数据提取，按监理要求的表格格式完成数据。 4 、施工过程中结构物特征点坐标动态计算； 施工过程中，承台角点、模板调整、垫石角点等坐标计算，计算方案： （ 1 ）重新绘制自定义结构物对象； （ 2 ）在原来的自定义结构物的基础上通过分解、再填加新的构造细节，再合并、强制转化为自定义结构物对象。 （ 3 ）利用：图形居中、点位定点等措施。 5 、分离路基右线中线创建； 先创建左线的交点转折线，再创建右线的交点转折线，利用右线的交点转折线创建右线的线路平面中线； 6 、右线任意点的桩号计算 在一个图形页面中，绘制左、右线，作右线上某点的桩线对象，将桩线对象延长与左线相交，交点桩号即为右线点的桩号。 7 、站场、梁场桥涵结构物特征点坐标计算； 站场、梁场的线形属于复杂线形 7 站场、梁场桥涵结构物特征点坐标计算（ 2 ） 本质上的复杂线型的处理技术； 复杂线形来源于站场、施工便道等施工现场，需要利用已知线型创建新的线形。 常用的操作方法包括： 平移、拷贝、特征点捕捉（斜交特征点）、切断、延长。  复杂线形解决要点 理清主线与结构物的关联关系； 分析主线与其它支线的关系 8 、缓和曲线介绍 （ 1 ）基本特点：数学上的回旋线 （ 2 ） Ls×R=A 2 ， A— 缓和曲线参数； （ 3 ）坐标是近似的，切线方位是精确解； （ 4 ）有四种类型 正向完全型、正向不完全型 逆向完全型、逆向不完全型  不完全型缓和曲线的长度与曲率半径的关系（用于分析复杂立交图纸用）  推导 9 建立线路平面数字化模型 建立数字化平面模型是： 看清现场、正确高效控制现场的关键 ： 线路平面数字化模型：线路平面中线、主点桩号、整桩号信息、控制桩、桥涵结构物、临时便道、锥坡、关键部位等的表示； 10 、软件使用功能的基本原理相关知识背景作用 是成为路桥施工 测量数据处理专家 的基础； 是能够 看清现场、控制现场线形 的关键； 提供高层的、通用路桥施工放样计算通用原理，基本属于 通解 ； 通过功能图形对象的组合或者测量专业知识的应用 灵活地 解决现场施工测量问题。 11 、线路断链处理 采用线路中线分段技术实现任意数量的断链处理； 线路断链与路段截取技术的区别，可以联合应用。 二、高程计算方法 1 、线路纵断面模型 线路纵断面变坡点处的桩号、设计高程及竖曲线半径 。  体会 什么样的仪器设备、软件系统决定什么样的测量技术体系； 软件系统在测量技术体系占有十分重要的位置， 深刻影响着路桥工程测量工作 ； 测量技术体系决定成本、 工作效率 、工法、人员组织、职业技能提升效率、学习成本、工程进度等众多方面。