道路與橋梁的施工放樣課件

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(guò)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≤±16″n1/2

（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)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(guò)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=p·sec(α/2)

p——為曲線的移動(dòng)量切線長(zhǎng)T′=m+(R+p)·tgα/2曲線長(zhǎng)L′=π·R(α-2β0)/180°+2l0外矢距E′=(R+p)·sec(α/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β0——緩和曲線角度(緩和曲線起點(diǎn)切線與終點(diǎn)切線的交角)α——公路中線的轉(zhuǎn)折角R——圓曲線半徑m、p、β0稱為緩和曲線常數(shù)，其計(jì)算公式如下：

m=l0/2-l03/240R2p=l02/24Rβ0=l0/2R曲線主點(diǎn)里程的計(jì)算ZH=JD-T′HY=ZH+L0QZ=ZH+L′/2YH=HY+LHZ=ZH+L′L為圓曲線長(zhǎng)度，其值為：L=πR(α-2β0)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)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°－α）／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(guò)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)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：δ1=β0/3n2δi=i2δ1

β0——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ZH—HY方向延長(zhǎng)線夾角為β0–δ0）。2、松開照準(zhǔn)部，撥偏角δ1，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δ2，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)。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α0則任一點(diǎn)D的坐標(biāo)為：xD=xJDi+L?cosα0yD=yJDi+L?sinα0L——D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——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α——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：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α=i1-i2切線長(zhǎng)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(guò)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(jué)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：?jiǎn)挝唬好赘鞯燃?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）。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(lái)，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(lái)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+m·H解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+m·HB——路基設(shè)計(jì)寬度，mB1——路基寬與兩側(cè)邊溝的總和，mm——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。如圖所示：D左=B1/2+m(H-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(shuō)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(shuō)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。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。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拱矢高f=B×

i0/2R——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(lái)。3、用測(cè)距儀或檢定過(guò)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(lái)布設(shè)控制網(wǎng)，其中三角測(cè)量用得較普遍?？刂凭W(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?；€不小于橋軸線長(zhǎng)度的0.7倍，困難地段不小于0.5倍?；€一般不少于兩條，最好分布于河兩岸?？刂凭W(wǎng)力求簡(jiǎn)單，網(wǎng)中所有角度應(yīng)在30°~120°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?，共?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(wèn)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(guò)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=12×120+3×2.0=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Δδ2=δ12+N·n·(S/5000)+δ22=±16.75mm

其中：

δ1、δ2——支座的安裝誤差

N——每一聯(lián)的孔數(shù)，N=3n——每一孔上下弦桿數(shù)，n=10S——上下弦桿長(zhǎng)，S=12m全橋鋼梁的架設(shè)極限誤差為：ΔD=±·Δδ=±33.49mm，中誤差md

=ΔD/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≤15~20mm。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=20mm時(shí)，m≤0.4M=8mm。例如，當(dāng)河寬S=1000米時(shí)，三角網(wǎng)最弱邊的相對(duì)中誤差為：

m/S=8/1000000=1/125000。前方交會(huì)法放樣橋墩1、根據(jù)控制網(wǎng)平差后的A、B、C點(diǎn)坐標(biāo)及橋墩E的設(shè)計(jì)坐標(biāo)值，計(jì)算出交會(huì)角α、β的數(shù)值。2、在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別撥α角得兩條方向線，取二者的中線E1E2；3、同樣在B點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別撥β角得兩條方向線，取二者的中線E3E1；4、在C點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別照準(zhǔn)