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1、公路、铁路工程施工测量,子情境1:公路铁路初测,一、公路铁路工程测量的内容,1.勘测设计阶段的测量工作 线路初测 线路定测,2.施工阶段的测量工作,3.竣工验收和运营管理阶段的测量工作,二、公路铁路初测中的测量工作,1.选点插旗,2.导线测量,3.水准测量,4.地形测量,5.初测后应提交的资料,一、定线测量,子情境2 公路铁路详细测量,1穿线放线法,1)放点,2)穿线,3)交点,4)测交角,1穿线放线法,2. 拨角定线法,3. 导线法,二、中心线测量,1里程桩及桩号当路线的交点，转角测定后，即可沿路线中线设置里程桩，以标定中线的位置。里程桩上写有桩号，表达该中桩至路线起点的水平距离。,2.断链
2、处理,断链有长链与短链之分，当原路线记录桩号的里程长于地面实际里程时为短链，反之则叫长链,加桩地形加桩、地物加桩、曲线加桩与关系加桩 。中桩间距,三、水准测量,定测阶段的水准测量也称为线路的纵断面测量，它是根据基平测量中设置的水准点，施测中线上所有中桩点的地面高程，然后按测得的中桩点高程和其里程(桩号)绘制纵断面图。,四、横断面测量,横断面检测限差,注：l为测点至线路中线桩的水平距离（m）； h为测点至中桩的高差（m）。,1)直线段横断面方向的测设方向架的结构如图3-12(a)所示，它是由相互垂直的照准杆、构成的十字架， 为定向杆，支撑十字架的杆约高。工作时，将方向架置于中线桩点上，以方向架对
3、角线上的两个小钉，瞄准线路中心的标桩，并固定十字架，这时方向架另一个所指方向即为横断面方向，如图3-12 (b) 所示。,1. 测定横断面方向,2）圆曲线横断面方向的测设 在曲线段上，横断面的方向与该点处曲线的切线方向相垂直，标定的方法如下: 如图3-13所示，将方向架置于点，使照准杆指向交点 ，这时照准杆方向指向圆心。旋松定向杆，使其照准圆曲线上的第一个细部点 ，旋紧定向杆的制动钮。将方向架置于点，使照准杆指向点，这时定向杆所指的方向就是圆心方向。,1）水准仪施测法,2. 施测横断面,横断面测量记录,2）经纬仪施测法,2. 施测横断面,当横向坡度变化较大时，横断面的施测常采用经纬仪进行。首先
4、在欲测横断面的中线桩点上安置经纬仪，并用钢尺量出仪器高，然后照准横断面方向，并将水平方向制动。持尺者在经纬仪视线方向的坡度变化点上立尺。观测者用视距测量的方法读取视距读数、中丝读数、垂直角，并计算出各个地形特征点与中桩的平距和高差。,3）花杆皮尺法,2. 施测横断面,4）全站仪法,全站仪直接测量的原理与经纬仪施测法相同，其区别在于全站仪可自由设站，利用其内置程序（如对边测量等）测定各特征点的坐标或与中桩的平距、高差。这种方法适合于任何地形条件。,纵横断面测量间距表,【技能训练7】：线路纵横断面测量实训,1技能训练目标,2仪器与工具,每组DJ6级经纬仪（或全站仪）1台、记录板1块、塔尺（标尺）2
5、根、皮尺1把、方向架1个。,3实训步骤,1）在一个中线点安置经纬仪（或方向架），照准另一个中线点。,1）掌握线路纵断面的测量及绘制。2）掌握线路横断面的测量及绘制。,3实训步骤,2）经纬仪转90，此方向即为横断面方向。由经纬仪视距测量测出此方向上各特征点与置镜点之间的距离和高差。3）当用方向架时，由方向架对角线上的两个小钉，瞄准一个中线点，并固定十字架，这时方向架另外两个小钉的连线方向即位横断面方向。在此方向上，由中线点出发，用皮尺配合塔尺（或标尺）量出每一段中，相对于靠近中线点端的距离和高差。4）每个学生均应独立完成记录、读数、丈量看方向等操作项目。5）以中线点为准，绘制出横断面图；比例尺一
6、般取1：200。6）对于纵断面测量，方法与横断面测量方法相同，但绘制纵断面图时，要注意比例尺，水平方向常取1：10000，而竖直方向一般为1：1000。,4上交资料,1）各组的原始记录一份；2）每位学生的实训报告。,子情境3 公路铁路施工测量,道路施工测量的主要任务包括恢复中线测量，施工控制桩、边桩和竖曲线的测设,典型路基,一、道路恢复中线测量,若直线段上转点丢失或移位，可在交点桩上用经纬仪按原偏角值进行补桩或校正， 若交点桩丢失或移位，可根据相邻直线校正的两个以上转点放线，重新交出交点位置。并将碰动和丢失的交点桩和中线桩校正和恢复好。,方法:,目的:恢复碰动或丢失的中线桩,1. 平行线法,2
7、 .延长线法,二、施工控制桩的测设,如图3-20所示，延长线法是在道路转折处的中线延长线上，以及曲线中点至交点的延长线上测设施工控制桩。,三、路基边桩的测设,路基边桩测设就是根据设计断面图和各中桩的填挖高度，把路基两旁的边坡与原地面的交点在地面上钉设木桩（称为边桩），作为路基的施工依据。,边桩,边桩,水平路面路基边桩测设,倾斜路面路基边桩测设,二、边坡测设,1、用麻绳竹竿放样边坡,2、用固定边坡架放样边坡,1.路面放样,三、铺设测量,2.路拱放样,1）抛物线形式的路拱放样,路拱高,2）圆弧路拱的放样,外矢距,拱矢高,圆弧半径,拱矢高,路面宽度,外矢距,路面的横坡度,【技能训练8】路基边桩放样,
8、1技能训练目标1）掌握图上丈量尺寸的能力；2）掌握趋近法放样边桩的能力。2实训仪器设备全站仪一台，计算器一台，脚架一个，木桩若干，锤子，小钉。3实训步骤1）指导教师先讲解要求和要领；2）图纸上量取边桩到中桩的距离；3）计算放样的数据；4）用极坐标法根据计算数据放样点位，并测量放样点的高程；5）根据测量的高程计算移动的方向；6）根据移动距离放样新的点位；并测量高程；7）根据设计计算该点是否符合设计，如果不符，重复56步,直至满足要求为止。4上交成果1）各组的记录和计算手薄一份；2）每位学生的实训报告。,曲线,平面曲线,竖曲线,立交曲线,单圆曲线,复曲线,反向曲线,回头曲线,螺旋曲线,凸型竖曲线,
9、凹型竖曲线,圆 曲 线,缓和曲线,子情境4 曲线测设,二、圆曲线的测设圆曲线测设应符合下列要求：（1）沿曲线桩丈量的曲线距离与理论计算的距离比较，其不符值应不大于曲线长度的1/1000。（2）测设曲线的横向误差应不大于0.2m。（3）当交角为6时，“切曲差”与曲线长度之比，即，亦即在量距允许误差之内。 （4）当交角大于12时，定线测量中，曲线桩一般为计算土石方量的横断面中心桩，曲线的测试工作不能简化。,圆曲线的测设流程,圆曲线元素的计算,圆曲线元素：,圆曲线主点：,直圆点ZY、,曲中点QZ、,圆直点YZ,切线长T、,曲线长L、,外矢距E、,切曲差D,直圆点ZY,曲中点QZ,圆直点YZ,交点JD
10、,切线长T,切线长T,曲线长L,外矢距E,O,R,已 知 数 据 ：,圆曲线半径R和偏角,圆曲线主点里程的计算,直圆点ZY,交点JD,圆直点YZ,曲中点QZ,切线长T,曲线长L,O,已知：,R,交点JD里程,、圆曲线半径R、偏角,圆曲线主点的测设,直圆点ZY,曲中点QZ,圆直点YZ,交点JD2,切线长T,测设直圆点ZY,交点JD1,交点JD3,180-,切线长T,外矢距E,测设圆直点YZ,测设曲中点QZ,O,?,现场无法测定某个主点时如何处理？,几个概念,1.右偏,2.偏角,3.正拨,左偏,反拨,顺时针拨动,逆时针拨动,三、综合曲线放样,1、综合曲线概述,图3-31 综合曲线组成,2.缓和曲线
11、的测设,图3-32 缓和曲线的切线角,1）缓和曲线的特征及曲线方程,2）缓和曲线的切线角公式,将式（3-17）代人,将上式积分,图3-32 缓和曲线的切线角,3）缓和曲线任意一点坐标计算,如图（3-32）有,将 、 按级数展开,、,则有,三、综合曲线放样,3.综合曲线要素计算及主点测设,1）缓和曲线常数的计算,2）有缓和曲线的圆曲线要素计算,3)综合曲线主点里程的计算,直缓点ZH,交点JD,缓直点HZ,曲中点QZ,切线长T,曲线长L,O,已知：,R,交点JD里程,、缓和曲线长l、,圆曲线半径R、偏角,缓圆点HY,圆缓点YH,4.综合曲线任意一点坐标计算,R,ZH,（1）综合曲线第一直线段上细部
12、点的直角坐标,O,以缓和曲线起点ZH为坐标原点，以过该点切线为轴，垂直于切线的方向为轴，建立独立直角坐标系,（2）第一缓和曲线段（ZHHY）上细部点的直角坐标,DKi,DKi,HY,X,Y,点的里程,ZH点的里程,li,4.综合曲线任意一点坐标计算,R,ZH,（3）圆曲线段（HYYH）上细部点的直角坐标,O,（4）第二直线段上细部点的直角坐标,DKi,HY,X,Y,li,DKi,xi,yi,m,其中,4.综合曲线任意一点坐标计算,(5)第二缓和曲线段（YHHZ）上细部点的直角坐标,HZ点在x-y坐标系中坐标为：,对于第二缓和曲线，以HZ为坐标原点，HZJD方向为轴正向，建立独立坐标系“x-y”
13、坐标系，如图，则第二缓和曲线上点在独立坐标系中坐标为,x 轴的方位角为：,4.综合曲线任意一点坐标计算,则根据坐标旋转和平移公式得：,【技能训练8】路基边桩放样,1技能训练目标1）掌握综合曲线上任一一点的坐标计算；2）掌握极坐标法放样曲线并进行检核的方法。2实训内容1）曲线中桩的坐标计算；2）曲线中桩的放样；3）放样中桩的检核。3仪器与工具每组全站仪1台（包括三脚架）、记录板1块、对中杆1个、单棱镜1个、木桩若干、小铁钉若干。4实训步骤1）指导教师先讲解要求与要领。2）由指导教师为每组给出曲线资料；3）计算放样点坐标，并计算放样数据；4）在控制点架设仪器，按极坐标法放样中线点（角度按正倒镜分中
14、法放样）。作点后，要重新进行距离测量，看是否满足要求；,【技能训练8】路基边桩放样,5）每个学生均应独立完成计算、读数、前视、后视等操作项目。6）检核放样的点位，看是否满足规范要求；7）如果不满足要求，则查找原因，重新放样。5上交资料1）各组的放样数据计算一份；2）每位学生的实训报告。,一、桥梁施工控制测量,子情境5 桥梁施工测量,一、桥梁施工控制网的技术要求二、桥梁施工平面控制网三、桥梁施工高程控制,一、桥梁施工控制网的技术要求,对于河道较宽、桥跨度较大的桥梁，一般用三角测量或导线测量来布设控制网，其中三角测量用得较普遍。 控制网的布设要求如下：控制点应选在便于施工控制及永久保存的地方。桥轴
15、线应作为控制网的一条边，并与基线一端相连并尽量正交。基线不小于桥轴线长度的0.7倍，困难地段不小于0.5倍。基线一般不少于两条，最好分布于河两岸。控制网力求简单，网中所有角度应在30120 之间。每岸至少埋设三个高程控制点，并与国家水准点联测。,二、桥梁施工平面控制网（一）桥梁施工平面控制网的基本要求1.平面控制网的布设形式,在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精度的前提下，力求图形简单并具有足够的强度，以减少外业观测工作和内业计算工作。,根据桥梁的大小、精度要求和地形条件，桥梁施工平面控制网的网形布设有以下几种形式。,双三角形 大地四边形,图形适用于桥长较短而需要交会的水中墩、台数量不多的一般
16、桥梁的施工放样,双大地四边形 加强型大地四边形,图形的控制点数多、图形坚强、精度高，适用于大型、特大桥。,大地四边形加三角形,三、桥梁施工高程控制测量,各水准点应沿桥轴线两侧以400 m左右的间距均匀布设，并构成连续水准环。,水准点应与相邻的线路水准点联测，以保证桥梁与相邻线路在高程位置上的正确衔接。,水准测量的等级、精度、限差应符合相应的规定。,为了便于施工放样，可根据实际需要在施工地点附近设立若干个施工水准点。,南京长江三桥首级施工高程控制网，其中有两处跨河水准测量，a1、a2和b1、b2为4个跨河水准点分别位于桥轴线上、下游约500m的位置上，跨河视线长度分别为1894m和1840m，采
17、用2台T3经纬仪，按经纬仪倾角法，以二等跨河水准测量要求进行施测。,二、 直线桥梁施工测量,一、桥梁施工前的复测与施工控制点加密二、桥轴线测定三、直线桥梁的墩、台定位四、直线桥梁墩、台纵、横轴线测设,桥台:位于桥梁两端，支承桥梁上部结构并和路堤相衔接的建筑物。,桥墩:位于桥梁的中间部位，支承相邻两跨上部结构的建筑物。其作用是将上部结构传来的荷载，可靠而有效地传给基础。,（一）路线中线复测,复测的主要方法是导线法。,定测或线路复测的精度较低，一般不能满足桥梁施工测量的精度要求。因此桥梁施工前，需对桥址线路中线以较高的精度进行复测。,一、直线桥的中线复测,观测：桥址位置上所有转点间的水平距离Di
18、和相邻边间的水平角i 。,计算：以两端转点（ZD7-3,ZD7-8)的连线为x轴建立施工坐标系，计算各转点的坐标,二、曲线桥的中线复测,当桥梁位于曲线上时，应对整个曲线进行复测。检查切线方向控制桩是否在同一条直线上。如果不在同一条直线上，则应给予改正。重新精确测定线路的转向角。重新计算曲线综合要素。重新标定曲线的起点和终点。,1. 切线控制桩的复测,检查切线上的控制桩是否在同一条直线上。方法：穿线法、导线法。,（三）施工控制点的加密,1.节点的设置,2.插点,一、直线桥的墩台定位,直接量距法 光电测距 或 直接丈量,前方交会法的基本原理:根据控制点坐标和墩台坐标，反算交会放样元素i、i ，在相
19、应控制点上安置仪器并后视另一已知控制点，分别测设水平角i、i ，得到两条视线的交点，从而确定墩台中心的位置。,i i,异侧交会 同侧交会,两交会方向线之间的夹角 称为交会角,墩台中心交会的精度与交会角 的大小有关。,交会角的要求：,当置镜点位于桥轴线两侧时，交会角应在90150之间；,当置镜点位于桥轴线一侧时，交会角应在60110之间。,在桥梁控制网网形设计和布网时，应充分考虑每个墩台中心交会时交会角的大小，必要时，可根据情况增设插如点或精密导线点作为次级控制点。,测设数据计算,为了便于作业，应根据控制点的坐标和墩台中心的坐标，计算测设数据并将其编制成表。,墩台定位测设数据主要包括：置镜点、墩台或控制点编号、坐标方位角、边长等。其格式如P.184表6-14。,以下格式更简洁,现场测设,直线桥梁墩、台纵、横轴线测设,墩台纵横轴线是确定墩、台方向的依据，也是墩、台施工中细部放样的依据。,直线桥各个墩台的纵轴线与桥轴线重合，可根据桥轴线控制桩测设；,直线桥的横轴线不一定与纵轴线垂直，两者夹角根据设计文件确定，可将经纬仪安置于墩台中心，后视桥轴线控制桩定向，测设规定的角度得到墩台横轴线方向。,A,大桥、特大桥的施工测量(间接丈量法),中、小桥梁的桥台、桥墩的放样（直接丈量法）,前方交会法放样桥墩,锥形护坡的施工放样,椭圆曲线外侧丈量法,
