道路與橋梁的施工放樣ppt課件

1、第十章 道路與橋梁的施工放樣,10-1 導(dǎo)線復(fù)測(cè)與恢復(fù)中線測(cè)量 10-2 公路豎曲線的測(cè)設(shè) 10-3 路基、路面的施工測(cè)量 10-4 橋梁施工測(cè)量,10-1導(dǎo)線復(fù)測(cè)與恢復(fù)中線測(cè)量,一、導(dǎo)線復(fù)測(cè) 以下兩種情況均屬于導(dǎo)線復(fù)測(cè)的范疇： 施工前進(jìn)行復(fù)測(cè)核對(duì)； 導(dǎo)線點(diǎn)過稀，施工時(shí)不便使用，或?qū)Ь€點(diǎn)在施工范圍內(nèi)，可能遭到破壞。 導(dǎo)線復(fù)測(cè)的實(shí)質(zhì)就是導(dǎo)線測(cè)量，具體作業(yè)方法見第五章第二節(jié)。 精度要求： 角度閉合差16n1/2 （n是測(cè)站數(shù)） 距離相對(duì)閉合差1/10000,二、恢復(fù)中線測(cè)量 恢復(fù)中線測(cè)量分傳統(tǒng)法和全站儀任意設(shè)站法兩種。 （一）傳統(tǒng)法 直線和圓曲線測(cè)設(shè)見第九章第二節(jié)、第三節(jié)。 有緩和曲線的圓曲線測(cè)設(shè)

2、 緩和曲線的作用： 車輛從直線段進(jìn)入圓曲線或從大半徑駛?cè)胄“霃降膱A曲線時(shí)，所產(chǎn)生的離心力對(duì)行車安全及車輛的使用壽命都不利。因此在公路建設(shè)中，把圓曲線線部分的路面修建成向內(nèi)側(cè)傾斜的單向坡（即超高）。為了逐漸過渡到設(shè)計(jì)超高或加寬的部分而加設(shè)的曲線稱為緩和曲線,有緩和曲線的圓曲線應(yīng)用公式,超高值計(jì)算公式： h0 = 11.8 v2 / R h0_超高值，m R 圓曲線半徑，m v 汽車的規(guī)定時(shí)速，km/h 我國(guó)公路設(shè)置的緩和曲線常采用回旋曲線。 回旋曲線的特點(diǎn)：曲線上任一點(diǎn)的曲率半徑R與該點(diǎn)至曲線起點(diǎn)的曲線長(zhǎng)成反比。即 R= c / li c = Rli 當(dāng)li= l0 時(shí)，緩和曲線的半徑R = R

3、，此時(shí)緩和曲線半徑的變化率 c = Rl0 c曲線半徑變化率，為常數(shù) l0緩和曲線長(zhǎng)度 R圓曲線半徑,有緩和曲線的圓曲線元素計(jì)算,當(dāng)圓曲線兩端加入緩和曲線后，圓曲線應(yīng)內(nèi)移一段距離，才能使緩和曲線與直線銜接。 內(nèi)移圓曲線有兩種方法：移動(dòng)圓心，縮短半徑。我國(guó)一般采用內(nèi)移圓心法。 圓曲線的圓心O1沿著圓心角的平分線移至O2，則 O1O2 = psec(/2) p為曲線的移動(dòng)量,切線長(zhǎng)T= m+(R+p)tg /2 曲線長(zhǎng)L= R(-20)/180+2l0 外矢距E= (R+p) sec(/2)-R 切曲差q= 2T - L m加入緩和曲線后切線增長(zhǎng)值，稱為切垂距 p 圓曲線移動(dòng)量，稱為內(nèi)移距 0緩和

4、曲線角度 (緩和曲線起點(diǎn)切線與終點(diǎn)切線的交角) 公路中線的轉(zhuǎn)折角 R圓曲線半徑 m、p、 0稱為緩和曲線常數(shù)，其計(jì)算公式如下： m = l0 / 2 - l03 / 240R2 p = l02 / 24R 0 = l0 / 2R,曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算,ZH=JD-T HY=ZH+L0 QZ=ZH+L /2 YH=HY+L HZ=ZH+L L為圓曲線長(zhǎng)度，其值為：L = R(-20) 直緩點(diǎn)（ZH）直線與緩和曲線的連接點(diǎn) 緩圓點(diǎn)（HY）緩和曲線與圓曲線的連接點(diǎn) 曲中點(diǎn)（QZ）曲線的中點(diǎn) 圓緩點(diǎn)（YH）圓曲線與緩和曲線的連接點(diǎn) 緩直點(diǎn)（HZ）緩和曲線與直線的連接點(diǎn),緩和曲線的圓曲線上中樁的坐標(biāo)計(jì)算,

5、建立直角坐標(biāo)系：以ZH點(diǎn)為原點(diǎn)，過ZH點(diǎn)的緩和曲線切線為x軸，ZH點(diǎn)上緩和曲線的半徑為y軸。 緩和曲線終點(diǎn)（HY）的坐標(biāo)公式： x0 = l0 - l03 / 40R2 y0 = l02 / 6R,帶有緩和曲線的圓曲線主點(diǎn)的測(cè)設(shè),1. 在JD點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,定出兩切 線方向,自JD點(diǎn)起,沿切線方向分 別量取T 的長(zhǎng)度，即得ZH點(diǎn)、 HZ點(diǎn)； 2. 以HZ點(diǎn)為零方向，測(cè)設(shè)水平 角（180）2，可得外 矢距的方向，沿此方向，從JD 量外矢矩E ，即得QZ點(diǎn)； 3. 從ZH、HZ兩點(diǎn)分別沿切線方 向測(cè)設(shè)x0得HY1點(diǎn)、YH1點(diǎn)，過 這兩點(diǎn)分別作垂線，在垂線方 向上丈量y0，即得HY、YH點(diǎn),偏角法測(cè)設(shè)

6、緩和曲線部分,把緩和曲線長(zhǎng)度 l0 分成 n 等份。 各點(diǎn)的弦長(zhǎng)以弧長(zhǎng) l0 / n 代替； 各點(diǎn)的偏角的計(jì)算： 1 =0/3n2 i = i2 1 0 緩和曲線角度 i 1，2，3， ，n 測(cè)設(shè)方法同圓曲線 （第九章第三節(jié),偏角法測(cè)設(shè)圓曲線部分,圓曲線的偏角計(jì)算與第九章第 三節(jié)所述方法相同。 測(cè)設(shè)方法： 1、安置經(jīng)緯儀于HY點(diǎn)，照準(zhǔn)切線 方向，水平度盤置零。（切線方向 與ZHHY方向延長(zhǎng)線夾角為0 0 ）。 2、松開照準(zhǔn)部，撥偏角1，沿視 線方向自HY點(diǎn)量取弦長(zhǎng)C1得曲線 上第一點(diǎn)，打一木樁并標(biāo)注樁號(hào)。 3、撥偏角2，從第一點(diǎn)量取弦長(zhǎng) C與視線相交得第二點(diǎn)。 4、同法可測(cè)出其余各點(diǎn),二）全站

7、儀任意設(shè)站法,1、中線恢復(fù)測(cè)量： 如圖，因有障礙物，在A、B導(dǎo)線點(diǎn)無法測(cè)設(shè)出公路中線上的里程樁（如D 點(diǎn)）或控制樁（如JD點(diǎn)）。 可在通視良好的地方選 一點(diǎn)C，利用支導(dǎo)線測(cè) 量方法測(cè)出C點(diǎn)坐標(biāo)， 然后在C點(diǎn)設(shè)站，根 據(jù)D點(diǎn)、JD點(diǎn)坐標(biāo)即 可測(cè)設(shè)出D點(diǎn)和JD點(diǎn),2、公路中線樁坐標(biāo)的計(jì)算 1）直線段中線樁的坐標(biāo)計(jì)算 已知JDi（xi，yi）、JDj （xj，yj），直線段方位角為0 則任一點(diǎn)D的坐標(biāo)為：xD= xJDi+Lcos0 yD= yJDi+Lsin0 LD點(diǎn)樁號(hào)與JDi樁號(hào)的里程之差,2）只有圓曲線段的坐標(biāo)計(jì)算 圓曲線上任一點(diǎn)D的坐標(biāo)為： L圓曲線上D點(diǎn) 樁號(hào)與直圓點(diǎn)樁號(hào) 的里程之差 R

8、圓曲線的半徑,3）帶有緩和曲線的圓曲線段的坐標(biāo)計(jì)算 （1）緩和曲線部分，任一點(diǎn)D的坐標(biāo)為： L D點(diǎn)樁號(hào)與ZH點(diǎn)樁號(hào)的里程之差 L0 緩和曲線的長(zhǎng)度 R 圓曲線半徑 緩和曲線切線的方位角 （2）圓曲線部分，任一點(diǎn) i 的坐標(biāo)為,10-2公路豎曲線的測(cè)設(shè),公路建設(shè)中，當(dāng)不同坡度的兩坡段相交時(shí)，就出現(xiàn)了變坡點(diǎn)，為保證車輛安全、平穩(wěn)地通過變坡點(diǎn)，須用豎曲線將兩坡段連接起來。 凸形豎曲線變坡點(diǎn)在曲線的上方 凹形豎曲線變坡點(diǎn)在曲線的下方 豎曲線可用圓曲線或二次拋物線。（我國(guó)一般采用圓曲線,豎曲線元素的計(jì)算,相鄰兩縱坡的坡度為i1、i2，由于公路縱坡的允許值不大，故可認(rèn)為 變坡角= i1 - i2 切線長(zhǎng)

9、T = R(i1 - i2 ) / 2 曲線長(zhǎng)L = 2T 外矢距E = T2 / 2R,豎曲線半徑R的選用原則： 在不過分增加工程量的情況下，宜選用較大的豎曲線半徑； 前后兩縱坡的代數(shù)差較小時(shí)，更應(yīng)選用大半徑的豎曲線； 當(dāng)遇地形限制或其他特殊困難時(shí)，才能選用極小的半徑； 選用豎曲線時(shí)，應(yīng)以獲得最佳的視覺效果為標(biāo)準(zhǔn)。 各等級(jí)公路豎曲線半徑和最小半徑長(zhǎng)度見下表,單位：米,各等級(jí)公路豎曲線半徑和最小長(zhǎng)度,豎曲線的測(cè)設(shè),計(jì)算豎曲線元素T、L和E。 推算豎曲線上各點(diǎn)的樁號(hào)： 曲線起點(diǎn)樁號(hào) = 變坡點(diǎn)樁號(hào) - T 曲線終點(diǎn)樁號(hào) = 曲線起點(diǎn)樁號(hào) + L 根據(jù)豎曲線上細(xì)部點(diǎn)距曲線起點(diǎn)（或終點(diǎn)）的弧長(zhǎng)，求相

10、應(yīng)的 y值，按下式計(jì)算各點(diǎn)高程： Hi = H坡 yi （凹形豎曲線取“+”，凸形豎曲線取“-”） Hi豎曲線細(xì)部點(diǎn)i的高程 H坡細(xì)部點(diǎn)i的坡段高程 從變坡點(diǎn)沿路線方向向前或向后丈量切線長(zhǎng)T，分別得豎曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)。 由豎曲線起點(diǎn)（或終點(diǎn)）起，沿切線方向每隔5m在地面上標(biāo)定一木樁。 測(cè)設(shè)各個(gè)細(xì)部點(diǎn)的高程，并在相應(yīng)點(diǎn)的木樁上注明地面高程與豎曲線設(shè)計(jì)高程之差（即填或挖的高度,10-3路基、路面的施工測(cè)量,典 型 路 基,不同等級(jí)公路的路面： 高速公路、一級(jí)公路 用中央隔離帶分為對(duì)向行駛的四車道，當(dāng)交通量加大時(shí)，車道數(shù)可按雙數(shù)增加； 二、三級(jí)公路 保證汽車正常運(yùn)行的同時(shí)，允許自行車、拖拉機(jī)和行人通

11、行，對(duì)向行駛雙車道； 四級(jí)公路 一般采用3.5m的單車道路面和6.5m的路基，當(dāng)交通量較大時(shí)，可采用6.0m的雙車道和7.0m的路基,路基邊樁的放樣,路基放線根據(jù)設(shè)計(jì)斷面圖和各中樁的填挖高度，把路基兩旁的邊坡與原地面的交點(diǎn)在地面上標(biāo)定出來，作為路基的施工依據(jù)。常用的放樣方法有兩種： 利用橫斷面圖放樣邊樁 1）先在橫斷面圖上量出路基的坡腳點(diǎn)或坡頂點(diǎn)與中樁的水平距離。 2）然后用皮尺沿橫斷面方向在實(shí)地量出水平距離，并釘上木樁。 3）同法放樣出各斷面的坡腳點(diǎn)和坡頂點(diǎn)，將這些邊樁連起來便是路基施工開挖或填方線,1）平坦地面的路基邊樁放樣 如圖：路堤坡腳至中樁的距離 D左= D右= B/2 + mH,解

12、析法放樣路基邊樁,如圖：路塹坡頂至中樁的距離 D左= D右= B/2 + mH,B路基設(shè)計(jì)寬度，m B1路基寬與兩側(cè)邊溝的總和，m m邊坡設(shè)計(jì)坡率 H路基設(shè)計(jì)填挖量,m 根據(jù)計(jì)算的距離，沿橫斷面方向自中心樁向兩側(cè)分別量D左、D右，釘出路基邊樁,2）傾斜地面的路基邊樁放樣 如右圖所示： D左 = B/2 + m(H + h左) D右 = B/2 + m(H - h右) h左、h右是隨著D左、D右變化而 變化，由于左右邊樁位置待定，故 h左、h右均是未知的，因而無法直 接放出?？裳刂鴻M斷面方向采用逐 點(diǎn)接近的方法測(cè)設(shè)邊樁。 例10-1：已知B=10m，H=3.5m，路堤邊坡 m=1.5，通過計(jì)算說

13、明逐點(diǎn)接近測(cè)設(shè)邊樁的方法。 解：確定左邊樁的位置。地面坡度約0.5，可以算出D左=0.510+1.5(3.5+5 0.5)=14.0m。先假定左側(cè)邊樁距中心樁的距離為D左 = 14.0m，用水準(zhǔn)儀測(cè)量14.0m處的高差h=3.20m。 將h代入公式D左 = B/2 + m(H + h左)=15.05m。因D左 D左 ，說明假定的邊樁位置較近，應(yīng)該更遠(yuǎn)一些 。 然后再假定D左 = 14.5m，測(cè)得14.0m處高差為2.833m，同法算得D左=14.5m。 因D左= D左，說明假定值與計(jì)算結(jié)果相符，該點(diǎn)即為路堤下側(cè)的邊樁點(diǎn)位。同法可放出路堤上側(cè)邊樁的點(diǎn)位,如圖所示： D左 = B1/2 + m(H

14、 - h左) D右 = B1/2 + m(H + h右) 例10-2：已知路塹的挖方深度 H=5.0m，m=1.0，B1=12.0m。 用逐點(diǎn)接近法放樣路塹的開挖 邊樁。 解：1）根據(jù)橫斷面圖，先確定下側(cè)（左側(cè)）路邊樁的概略距離D左 。 2）設(shè)D左 =9.2m，用水準(zhǔn)儀測(cè)得9.2m處的高差h左=2.14m，代入公式D左 = B1/2 + m(H - h左) =8.86m。因D左 D左,說明假定的邊樁位置較遠(yuǎn)，應(yīng)該更近一些。 3）再假設(shè)D左= 9.0m，測(cè)得9.0m處的高差h左=2.0m，同法算D左 =9.0m。 4）因D左= D左，說明假定值與計(jì)算結(jié)果相符，該點(diǎn)即為路塹左側(cè)（下側(cè)）的邊樁 點(diǎn)位

15、,路基邊坡的放樣,1、用麻繩竹竿放樣邊坡 1）當(dāng)路堤不高時(shí)，采用一次掛繩法。如下圖所示,2）當(dāng)路堤較高時(shí)，可選用分層掛線法，每層掛線前應(yīng)標(biāo)定公路中線位置，并將每層的面用水準(zhǔn)儀抄平，方可掛線。如下圖所示,2、用固定邊坡架放樣邊坡。如右圖所示。開挖路塹時(shí)，在坡頂外側(cè)即開口處固定邊坡架,路面的放樣,一)路槽的放樣 1、從最近的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，用水準(zhǔn)儀測(cè)出各樁的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后在路基的中線上每隔一定的間距設(shè)立高程樁（如M），使各樁頂高程等于路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高。 2、由高程樁M沿橫斷面方向左、右各量路槽寬度的一半，釘出路槽邊樁A、B，使其樁頂標(biāo)高等于路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高。 3、在A、B、M樁旁邊各挖一小坑，在坑中釘

16、一木樁，使樁頂高程符合路槽底的設(shè)計(jì)標(biāo)高，這樣就可以開挖了,二)路拱的放樣 路拱在保證行車平穩(wěn)的情況下，為有利于路面排水，使路中間按一定的曲線形式（拋物線、圓曲線）進(jìn)行加高，并向兩側(cè)傾斜而形成的拱狀。 1、拋物線形式的路拱放樣 路拱的拋物線方程為：y = 4 f x2 /B2 ，其中f =B i0 /2(i0為橫坡坡度) 放樣：從中樁沿橫斷面方向，左、右分別量取x1、 x2 、 x3 分別打樁， 使樁頂高為y1、 y2 、 y3,2、圓弧路拱的放樣 圓弧路拱在兩個(gè)斜面中間用圓弧連接的路拱。 圓曲線長(zhǎng)L=2 i0 R 一般情況下L=2.0m，則圓曲線的半徑R=1/ i0 外矢距E= i0 /2 拱

17、矢高 f = B i0 /2 R圓弧半徑 ， f 拱矢高， B外矢距， i0路面的橫坡度 先將路拱做成模板，用模板進(jìn)行放樣即可,橋梁施工測(cè)量主要包括： 橋梁施工控制測(cè)量 墩臺(tái)定位 墩臺(tái)施工細(xì)部放樣 竣工后變形觀測(cè),10-4橋梁施工測(cè)量,廈門海滄大橋,安徽蕪湖長(zhǎng)江大橋,1、在橋址處標(biāo)定控制樁A、B的位置。 2、用經(jīng)緯儀定線，把橋軸線AB在地面上標(biāo)定出來。 3、用測(cè)距儀或檢定過的鋼尺按精密量距法，測(cè)量出各橋臺(tái)、橋墩的位置。 （量距相對(duì)誤差1：5000,中、小橋梁的橋臺(tái)、橋墩的放樣（直接丈量法,大橋、特大橋的施工測(cè)量(間接丈量法,對(duì)于河道較寬、橋跨度較大的橋梁，一般用三角測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量來布設(shè)控制網(wǎng)，

18、其中三角測(cè)量用得較普遍。 控制網(wǎng)的布設(shè)要求如下： 控制點(diǎn)應(yīng)選在便于施工控制及永久保存的地方。 橋軸線應(yīng)作為控制網(wǎng)的一條邊，并與基線一端相連并盡量正交。 基線不小于橋軸線長(zhǎng)度的0.7倍，困難地段不小于0.5倍。 基線一般不少于兩條，最好分布于河兩岸。 控制網(wǎng)力求簡(jiǎn)單，網(wǎng)中所有角度應(yīng)在30120 之間。 每岸至少埋設(shè)三個(gè)高程控制點(diǎn)，并與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。 下圖的控制網(wǎng)中，圖(a)適用一般橋梁，圖(b)、(c)適用于大橋或特大橋,橋梁控制網(wǎng)的精度確定,根據(jù)跨越結(jié)構(gòu)架設(shè)的誤差確定控制網(wǎng)的精度 例10-3：某大橋?yàn)殇摿簶颍灿?2孔，每孔長(zhǎng)120米，寬20米，高16米，每孔由10節(jié)鋼架組成，每節(jié)的上下弦桿

19、長(zhǎng)12米，三孔為一聯(lián)，聯(lián)與聯(lián)間的支座中心距為2米。問要對(duì)該橋建立施工控制網(wǎng)，控制網(wǎng)在橋軸線上的邊長(zhǎng)相對(duì)誤差應(yīng)不低于多少？(鋼梁驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定：鋼梁構(gòu)件的長(zhǎng)度誤差不得超過其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的1/5000，支座墊板的安裝限差為 5mm。) 解：由題意可知全橋聯(lián)與聯(lián)之間有3個(gè)支座，全橋總長(zhǎng)為： D = 12120+32.0 = 1446m 每聯(lián)的誤差主要由支座安裝誤差和鋼梁制造誤差決定，每聯(lián)的極限誤差為 2 =12 + N n (S / 5000) +22 = 16.75mm 其中： 1、2支座的安裝誤差 N 每一聯(lián)的孔數(shù)，N=3 n 每一孔上下弦桿數(shù)，n=10 S 上下弦桿長(zhǎng)，S=12m 全橋鋼梁的架設(shè)極限

20、誤差為： D = = 33.49mm，中誤差md = D / 2 = 16.75mm 全橋鋼梁架設(shè)的相對(duì)中誤差為：md / D = 16.75 / 1446000=1/90000 因三角測(cè)量誤差為鋼梁架設(shè)誤差的1/ ,所以控制網(wǎng)在橋軸線上的邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為： 1/90000 (1/ ) = 1/123000,根據(jù)橋墩放樣的允許誤差確定控制網(wǎng)的精度 由于放樣橋墩時(shí)，一般采用高精度儀器，并強(qiáng)制對(duì)中或嚴(yán)格對(duì)中，所以橋墩位置誤差主要由控制網(wǎng)邊長(zhǎng)誤差決定。 在橋梁的施工中，一般要求橋墩中心位置在橋軸線方向上的位置中誤差1520mm。 設(shè)M為放樣后所得點(diǎn)位的總誤差，m為控制點(diǎn)所引起的誤差。一般情況下認(rèn)為：m 0.4M 則當(dāng)M