道橋施工測(cè)量 測(cè)量學(xué)

1、.道橋施工測(cè)量 11.1.1 線路測(cè)量 線路在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作，稱(chēng)為線路測(cè)量。（一）初測(cè) 對(duì)線路方案研究中有價(jià)值的幾條線路或一條線路，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在實(shí)地進(jìn)行選點(diǎn)，標(biāo)出線路方向，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量和地形圖測(cè)繪，稱(chēng)為初測(cè)。（二）定測(cè) 把已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)所選的線路方案，利用帶狀地形圖上的初測(cè)導(dǎo)線和設(shè)計(jì)圖上的線路的幾何關(guān)系，將選定的線路測(cè)設(shè)到實(shí)地上去，稱(chēng)為定測(cè)。它包括中線測(cè)量、曲線測(cè)設(shè)、縱橫斷面測(cè)量和局部地形測(cè)繪。（三）里程 從線路起點(diǎn)沿線路經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度，稱(chēng)為里程；把里程表示為整公里數(shù)+不足整公里米數(shù)的形式以區(qū)別線路上不同的點(diǎn)，稱(chēng)為里程樁號(hào)，例如：K 4+100。里程樁分整樁

2、和加樁。11.1.2 基平測(cè)量和中平測(cè)量初測(cè)階段的水準(zhǔn)測(cè)量分為基平測(cè)量和中平測(cè)量。（一）基平測(cè)量 基平測(cè)量是沿線路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)按國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)要求進(jìn)行觀測(cè)的水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)點(diǎn)一般地段約2公里一點(diǎn)，復(fù)雜地段約1公里設(shè)一點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程采用一組往返或兩組單程水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定。往返測(cè)或兩組高差不符值在±30L mm（L是相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線長(zhǎng)度，以km為單位）以?xún)?nèi)時(shí)取平均值。11.1.2 基平測(cè)量和中平測(cè)量初測(cè)階段的水準(zhǔn)測(cè)量分為基平測(cè)量和中平測(cè)量。（一）基平測(cè)量 基平測(cè)量是沿線路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)按國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)要求進(jìn)行觀測(cè)的水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)點(diǎn)一般地段約2公里一點(diǎn)，復(fù)雜地段約1公里設(shè)

3、一點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程采用一組往返或兩組單程水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定。往返測(cè)或兩組高差不符值在±30L mm（L是相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線長(zhǎng)度，以km為單位）以?xún)?nèi)時(shí)取平均值。（二）中平測(cè)量 中平測(cè)量是測(cè)定線路中樁高程。一般采用單程水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)路線應(yīng)起閉于基平測(cè)量時(shí)所設(shè)立的水準(zhǔn)點(diǎn)上。轉(zhuǎn)點(diǎn)高程取位到mm，中樁高程取位到cm，中平測(cè)量允許閉合差為±50L mm（L為附和水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，以km為單位）。11.1.3 圓曲線測(cè)設(shè) 線路由一個(gè)方向轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向，若用圓曲線連接，則可根據(jù)線路偏角、圓曲線半徑R計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行放樣。放樣分兩步進(jìn)行，先放樣圓曲線的三個(gè)主點(diǎn)（直圓點(diǎn)ZY、曲中點(diǎn)QZ和圓直點(diǎn)YZ

4、），再放樣圓曲線上的中樁點(diǎn)并檢查主點(diǎn)及中樁點(diǎn)。圓曲線如下圖：（示意圖）圓曲線的主要元素及計(jì)算公式：切線長(zhǎng) T = R·tan(/2)曲線長(zhǎng) L = R··/180°外矢距 E = Rsec(/2)1切曲差 D = 2TL主點(diǎn)的樁號(hào)計(jì)算及檢核如下：ZY樁號(hào) = JD樁號(hào)TQZ樁號(hào) = ZY樁號(hào)L/2YZ樁號(hào) = QZ樁號(hào)L/2 = ZY樁號(hào)LJD樁號(hào) = ZY樁號(hào)TD （檢核）圓曲線的主點(diǎn)的測(cè)設(shè)過(guò)程：在JD點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），用盤(pán)左瞄準(zhǔn)直圓方向，將水平度盤(pán)的讀數(shù)配到0°0000，在此方向量取T，定出ZY點(diǎn)；倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)

5、為，量取T，定出YZ點(diǎn)；繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為（180°）/2，量取E，定出QZ點(diǎn)；圓曲線中樁放樣方法很多，最常用的方法有偏角法、直角坐標(biāo)法等1、 偏角法的偏角計(jì)算如下i= i/2 (i為圓曲線第i個(gè)樁點(diǎn)的偏角，i為圓心角)= i·ii=(C/2R)·180°/ ( C為相鄰中樁間的距離，是個(gè)常數(shù))2、偏角法測(cè)設(shè)過(guò)程：在ZY點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），用盤(pán)左瞄準(zhǔn)JD，將水平度盤(pán)的讀數(shù)配到0°0000 ；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為1，從ZY點(diǎn)量取C，定出1點(diǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為i，從第i1點(diǎn)量取C，與此方向交出第i點(diǎn)；檢核，觀測(cè)者將水平度盤(pán)讀

6、數(shù)放到/4 時(shí)，應(yīng)能看到QZ樁；將水平度盤(pán)讀數(shù)放到/2時(shí)，應(yīng)能看到Y(jié)Z樁，最后一樁點(diǎn)到點(diǎn)的弦長(zhǎng)在半徑方向的分量應(yīng)小于±0.1m，在切線上的分量應(yīng)小于±L/1000 。3、直角坐標(biāo)法的坐標(biāo)系及坐標(biāo)計(jì)算如下：以點(diǎn)為ZY原點(diǎn)，指向點(diǎn)的切線方向?yàn)閄軸，指向圓心方向?yàn)閅軸，建立坐標(biāo)系，則Xi= R·sin iYi= R·( 1cosi)式中：i= i·C/R·180°/4、直角坐標(biāo)法放樣過(guò)程：從ZY點(diǎn)沿切線方向量取Xi，自此點(diǎn)沿垂直方向量取Yi，定出1點(diǎn)重復(fù)依次定出i點(diǎn)檢查。與偏角法互檢。11.2.1 帶緩和曲線的圓曲線的測(cè)設(shè) 為了保

7、障車(chē)輛行駛安全，在直線與圓曲線之間加入一段半徑由逐漸變化到R的曲線，這種曲線稱(chēng)為緩和曲線。 目前常用的緩和曲線多為螺旋線，它有一個(gè)特性，曲率半徑與曲線長(zhǎng)度l成反比。數(shù)學(xué)表達(dá)為：1/l 或 ·l = k ( k為常數(shù)) 若緩和曲線長(zhǎng)度為l0，與它相連的圓曲線半徑為R，則有：·l = R·l0 = k目前我國(guó)公路采用k = 0.035V3（V為車(chē)速，單位為km/h），鐵路采用k = 0.09808V3，則公路緩和曲線的長(zhǎng)度為l0 = 0.035V3/R ,鐵路緩和曲線的長(zhǎng)度為：l0 = 0.09808V3/R 。11.2.2 帶緩和曲線的圓曲線的主點(diǎn)及主元素的計(jì)算帶緩

8、和曲線的圓曲線的主點(diǎn)有直緩點(diǎn)ZH、緩圓點(diǎn)HY、曲中點(diǎn)QZ、圓緩點(diǎn)YH、緩直點(diǎn)HZ 。帶緩和曲線的圓曲線的主元素及計(jì)算公式：切線長(zhǎng) Th= q(Rp)·tan(/2)曲線長(zhǎng) Lh= 2l0R·(20)·/180°外矢距 Eh= (Rp)·sec(/2)R切線加長(zhǎng) q = l0/2l03/(240R2)圓曲線相對(duì)切線內(nèi)移量 p = l02/(24R)切曲差 Dh= 2ThLh式中： 為線路轉(zhuǎn)向角；0為緩和曲線角； 其中q、p、0緩和曲線參數(shù)。11.2.3 緩和曲線參數(shù)推導(dǎo)d = dl/ = l/k·dl兩邊分別積分，得：= l2/(2k)

9、 = l/(2)當(dāng) = R時(shí)，則 =00 = l0/(2R)若選用點(diǎn)為ZH原點(diǎn)，切線方向?yàn)閄軸，垂直切線的方向?yàn)閅軸，建立坐標(biāo)系，則：dx = dl·cos = cosl2/(2k)·dldy = dl·sin = sinl2/(2k)·dl考慮很小，sin和cos即sin(l2/(2k)和cos(l2/(2k)可以用級(jí)數(shù)展開(kāi)，等式兩邊分別積分，并把k = R·l0 代入，得以曲線長(zhǎng)度l為參數(shù)的緩和曲線方程式：X = ll5/(40R2l02)Y = l3/(6Rl0)通常應(yīng)用上式時(shí)，只取前一、二項(xiàng)，即：X = ll5/(40R2l02)Y =

10、 l3/(6Rl0)另外，由圖可知，q = XHYR·sin0p = YHYR(1cos0)以0 = l0/(2R)代入，并對(duì)sinl0/(2R)、cosl0/(2R)進(jìn)行級(jí)數(shù)展開(kāi)，取前一、二項(xiàng)整理可得：q = l0/2l03/(240R2)p = l02/(24R)若仍用上述坐標(biāo)系，對(duì)于圓曲線上任意一點(diǎn)i，則i點(diǎn)的坐標(biāo)Xi、Yi可以表示為：Xi = R·siniqYi = R·(1cosi)p11.2.4 帶緩和曲線的圓曲線的主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算及檢核ZH樁號(hào) = JD樁號(hào)ThHY樁號(hào) = ZH樁號(hào)l0QZ樁號(hào) = HY樁號(hào)L/2YH樁號(hào) = QZ樁號(hào)L/2 = HY樁

11、號(hào)L = ZH樁號(hào)l0LHZ樁號(hào) = YH樁號(hào)l0 = ZH樁號(hào)LhJD樁號(hào) = ZY樁號(hào)ThDh （檢核）11.2.5 帶緩和曲線的圓曲線的主點(diǎn)的測(cè)設(shè)過(guò)程：(1)在JD點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），用盤(pán)左瞄準(zhǔn)直圓方向，將水平度盤(pán)的讀數(shù)配到0°0000，在此方向量取Th，定出ZH點(diǎn)；(2)從JD沿切線方向量取ThXHY，然后再?gòu)拇它c(diǎn)沿切線垂直方向量取YHY , 定出HY點(diǎn)；(3)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為，量取Th，定出HZ點(diǎn)；(4)從JD沿切線方向量取ThXHY，然后再?gòu)拇它c(diǎn)沿切線垂直方向量取YHY , 定出YH點(diǎn)；(5)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為（180°）/2，

12、量取Eh，定出QZ點(diǎn)。11.2.6 偏角法測(cè)設(shè)帶緩和曲線的圓曲線的中樁(一)緩和曲線的偏角計(jì)算：tan = Y/X考慮到很小，則tan，因此可得: = Y/X= l2/(6Rl0)上式表明偏角與曲線長(zhǎng)度的平方l2成正比。因此，可以得出i1= li2 l12HY點(diǎn)的偏角0= l02/(6Rl0) = l0/(6R) =0/3若用整樁距進(jìn)行測(cè)設(shè)時(shí)，l2 = 2l1 ，l3 = 3l1 ， ，由此可得:1 = （l12/ l02）·02 = 221n = n21(二)緩和曲線的偏角法測(cè)設(shè)過(guò)程：在ZH點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），用盤(pán)左瞄準(zhǔn)JD，將水平度盤(pán)的讀數(shù)配到0°0000；轉(zhuǎn)動(dòng)

13、照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為1，從ZH點(diǎn)量取C，定出1點(diǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部到度盤(pán)讀數(shù)為 i，從第i1點(diǎn)量取C，與此方向交出第i點(diǎn)；檢核，觀測(cè)者將水平度盤(pán)讀數(shù)放到0/3 時(shí)，應(yīng)能看到HY樁；另一半緩和曲線在HZ點(diǎn)同樣過(guò)程測(cè)設(shè)。（三)緩和曲線的偏角法測(cè)設(shè)完成后的圓曲線偏角法測(cè)設(shè)過(guò)程：在HY點(diǎn)安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），用盤(pán)右瞄準(zhǔn)ZH，將水平度盤(pán)的讀數(shù)配到360° 20/3 ；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使水平度盤(pán)讀數(shù)為0°0000，此時(shí)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)的方向?yàn)閳A曲線線的切線方向，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡；按照?qǐng)A曲線偏角法進(jìn)行測(cè)設(shè)；檢核，如同圓曲線偏角法測(cè)設(shè)中的檢核一樣。(四)直角坐標(biāo)法放樣過(guò)程：從ZY點(diǎn)沿切線方向量取X1，自此點(diǎn)沿垂

14、直方向量取Y1，定出1點(diǎn)重復(fù)依次定出i 點(diǎn)檢查。與偏角法互檢。11.3.1 縱斷面測(cè)量 線路的平面位置測(cè)設(shè)后，采用中平測(cè)量方法測(cè)出個(gè)里程樁、加樁處的高程，從而繪制表示沿線起伏情況的縱斷面圖，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為縱斷面測(cè)量。其最終目的是便于進(jìn)行線路縱向坡度、橋涵位置等的設(shè)計(jì)?？v斷面測(cè)量記錄表如下：表中每一站的各項(xiàng)計(jì)算依次按下列公式進(jìn)行：(1)視線高程 = 后視點(diǎn)高程 后視讀數(shù)(2)轉(zhuǎn)點(diǎn)高程 = 視線高程 前視讀數(shù)(3)中樁高程 = 視線高程 間視讀數(shù)繪制的縱斷面圖如下：11.3.2 橫斷面測(cè)量為滿足路基、橋涵等專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)和土方計(jì)算的要求，對(duì)線路兩側(cè)地形起伏情況進(jìn)行的測(cè)量工作稱(chēng)為橫斷面測(cè)量，以便繪制出橫斷面

15、圖。在線路的百米樁、加樁處都應(yīng)進(jìn)行橫斷面測(cè)量。橫斷面的方向與線路直線垂直或與線路曲線點(diǎn)的切線垂直。寬幅與線路等級(jí)相關(guān)，一般取左右各30m。（一）橫斷面測(cè)量的方法常用的有：經(jīng)緯儀測(cè)量橫斷面、水準(zhǔn)儀測(cè)量橫斷面、斷面儀測(cè)量橫斷面和比高法測(cè)量橫斷面。（二）橫斷面測(cè)量記錄如下：表中：分?jǐn)?shù)的分母表示測(cè)段水平距離，分子表示測(cè)段兩端點(diǎn)的高差。（三）繪制的橫斷面圖形式如下：根據(jù)橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)，按距離和高程取相同比例尺（通常1:100或1:200）繪制的橫斷面圖。11.3.3 道路施工測(cè)量道路施工測(cè)量主要進(jìn)行線路中線的恢復(fù)、豎曲線測(cè)設(shè)、施工控制樁的測(cè)設(shè)和路基邊樁的測(cè)設(shè)。施工控制樁測(cè)設(shè)可以用與線路中心線平行的平行線

16、法測(cè)設(shè)（適用于地勢(shì)平坦地區(qū)直線段），還可以切線延長(zhǎng)線法控制恢復(fù)JD點(diǎn)。豎曲線測(cè)設(shè)時(shí)，考慮到豎曲線的坡度轉(zhuǎn)折角較小，可以近似計(jì)算，公式如下： = i1 i2而tan(/2) /2 = i1 i2, 此后，圓曲線的主元素簡(jiǎn)化計(jì)算為：切線長(zhǎng) T = R·（i1 i2）/2曲線長(zhǎng) L = R·（i1 i2）外矢距 E = T2/(2R)11.4.1 基線測(cè)量 基線測(cè)量就是對(duì)控制網(wǎng)中某一條或幾條邊實(shí)施高精度的距離丈量，其量測(cè)精度不低于1/10000。11.4.2 方向交會(huì)法方向交會(huì)法是測(cè)設(shè)橋墩位置的常用方法，其圖如下（DA、CA為基線）：計(jì)算式為:i = arctandi ·

17、;sin1 /(D1 -di ·cos1 )i = arctandi ·sin2 /(D2 -di·cos2 )為了檢核i 、i ，參考求算i 、i 的方法計(jì)算i 、i ：i= arctanD1 ·sin1/(di -D1·cos1)i= arctanD2 ·sin2/(di -D2·cos2)計(jì)算檢核式為:ii1 = 180°ii2 = 180°施測(cè)過(guò)程為： 在A、C、D點(diǎn)分別安置經(jīng)緯儀（對(duì)中、整平），A 點(diǎn)標(biāo)出橋軸線AB方向，在 C、D點(diǎn)分別后視A 點(diǎn)，然后分別測(cè)設(shè)i、i角，此時(shí)三條線通常構(gòu)成一個(gè)視誤

18、三角形，而不是一點(diǎn)。若視誤三角形在橋軸線上的邊長(zhǎng)不大于規(guī)定數(shù)值（墩底2.5cm, 墩頂1.5cm），則取C、D點(diǎn)兩測(cè)設(shè)方向交點(diǎn)在橋軸線上的投影點(diǎn)作為放樣的墩位中心。方向交會(huì)的精度與交會(huì)角（方向線CP與方向線DP之間的夾角）有關(guān)，交會(huì)角在90°110°之間，交會(huì)精度最高。在選擇基線和布網(wǎng)時(shí)盡可能使交會(huì)角在80°130°之間，但不能小于30°或大于150°。11.5.1 地下導(dǎo)線測(cè)量 隧道施工地面控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，在洞口附近至少應(yīng)有3個(gè)平面控制點(diǎn)和2個(gè)高程控制點(diǎn)。地下導(dǎo)線測(cè)量具有以下特點(diǎn)：(1)地下導(dǎo)線是支導(dǎo)線，并且隨著隧道的開(kāi)挖而向前延伸。支導(dǎo)線只能用重復(fù)觀測(cè)的方法進(jìn)行檢核。(2)地下導(dǎo)線是先敷設(shè)精度較低的施工導(dǎo)線，然后再敷設(shè)精度較高的基本導(dǎo)線。(3)最后一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)離工作面的距離不