公路工程施工技術(shù)精講實用教案

1、1情景(qngjng)一：路線定位 公路施工主要包括施工技術(shù)和施工組織管理兩大方面的內(nèi)容。施工前必須按設(shè)計進(jìn)行施工測量放樣，主要工作有以下幾個方面 ： 1熟悉圖紙和施工現(xiàn)場 2公路中線施工放樣 3路基橫斷面的放樣 4路面(lmin)的放樣 5涵洞、橋隧等構(gòu)造物的放樣 第1頁/共25頁第一頁，共26頁。2知識點一：施工(sh gng)放樣的基本方法項目(xingm)1：已知距離的放樣結(jié)合(jih)現(xiàn)場情況，先進(jìn)行鋼尺的各項改正，反算出放樣的尺面長度，然后按這一長度從起點開始沿已知方向定出終點位置。 htoLLLDD其計算公式為：式中： D鋼尺名義長度； D鋼尺實際長度； L0尺長改正數(shù)； Lt溫

2、度改正數(shù)； Lh傾斜改正數(shù)。第2頁/共25頁第二頁，共26頁。31.垂線改正法 如下圖所示，先按盤左盤右分中法初步放樣，定出 ，再用經(jīng)緯儀觀測 數(shù)個測回，求出各測回的平均角值1，當(dāng)與 的差值超出限差時，則需改正C的位置。改正時可根據(jù)AC的長度和計算其垂直距離 然后過C點作AC的垂線，在垂線方向(fngxing)上量出CC1的長度，定出C1點，則即為放樣的水平角。若為正，則按順時針方向(fngxing)改正C1點；若為負(fù)，則按逆時針方向(fngxing)改正C1點。為檢查測設(shè)是否正確，還需進(jìn)行檢查測量。BACBAC ACACCCtan1第3頁/共25頁第三頁，共26頁。4路基的斷面形式通常(tn

3、gchng)可分為三種類型：項目(xingm)2、已知水平角的放樣 2.盤左盤右分中法 設(shè)OA為已知方向，要在O點以O(shè)A為起始方向，順時針方向測設(shè)出給定的水平角。具體的測設(shè)方法是：在O點安置經(jīng)緯儀，盤左位置照準(zhǔn)目標(biāo)(mbio)A點，并將水平度盤配置在 0。松開照準(zhǔn)部制動螺旋，順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使水平度盤讀數(shù)為，沿視線方向在地面上定出B點。為了檢核和提高測設(shè)精度，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡成盤右位置，重復(fù)上述操作，并沿視線方向定出B點，取B和 B的中點B，則即為設(shè)計的角值。這種方法又稱為正倒鏡分中法。第4頁/共25頁第四頁，共26頁。5 項目(xingm)3：已知高程的放樣 已知高程的放樣是根據(jù)施工現(xiàn)場已有

4、的水準(zhǔn)點，用水準(zhǔn)測量或三角高程測量的方法，將設(shè)計的高程測設(shè)到地面(dmin)上，即根據(jù)一個已知高程的點，來測設(shè)另一個點的高程，使其高差為所指定的數(shù)值。1.水準(zhǔn)測量法2. A為已知水準(zhǔn)點，其高程為HA，B為待測設(shè)高程點，其設(shè)計高程為3.HB 。將水準(zhǔn)儀安置(nzh)在A和B之間，后視A點水準(zhǔn)尺的讀數(shù)為a，則B點的4.前視讀數(shù)b應(yīng)為視線高減去設(shè)計高程，即：5.2.三角高程法6.3.垂吊鋼尺法7. BAHaHb)(fiDHBtan若待測設(shè)高程點的設(shè)計高程與已知高程點的高程相差較大,可采用此法。 第5頁/共25頁第五頁，共26頁。6 項目(xingm)4：已知點的放樣 1）極坐標(biāo)法： 極坐標(biāo)法是指在建

5、立(jinl)的極坐標(biāo)系中，通過待測點的極徑和極角，也就是根據(jù)水平角和水平距離測設(shè)點的平面位置的方法。此方法適用于經(jīng)緯儀配合測距儀或全站儀測設(shè)。 如圖所示，A、B為地面上已有的控制點，其坐標(biāo)分別(fnbi)為xA,yA和, xB,yB；欲測設(shè)P點，其設(shè)計坐標(biāo)為xP,yP 。則： 22)()(cossinAPAPAPAPAPAPyyxxxxyyDABABABABABxyxxyyarctanarctanAPAPAPAPAPxyxxyyarctanarctan第6頁/共25頁第六頁，共26頁。7 2）直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法 直角坐標(biāo)法是根據(jù)直角坐標(biāo)原理測設(shè)地面點的平面位置。當(dāng)施工(

6、sh gng)現(xiàn)場已建立互相垂直的基線或方格網(wǎng)時,可采用此法。3）距離(jl)交會法4）角度交會法5）全站儀法 采用全站儀測設(shè)時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo)(或方位角)，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 第7頁/共25頁第七頁，共26頁。8 2）直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法 直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法是根據(jù)直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)原理測設(shè)地面點的平面位置。當(dāng)施

7、工現(xiàn)場已建立互相垂直的基線或方格網(wǎng)時,可采用此法。3）距離(jl)交會法4）角度交會法5）全站儀法 采用全站儀測設(shè)時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo)(或方位角)，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 第8頁/共25頁第八頁，共26頁。9 2）直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法 直角坐標(biāo)法是根據(jù)直角坐標(biāo)原理測設(shè)地面點的平面位置。當(dāng)施工現(xiàn)場已建立互相垂直的基線(jxin)或方格網(wǎng)時,可采用此法。3）距離(

8、jl)交會法4）角度交會法5）全站儀法 采用全站儀測設(shè)時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo)(或方位角)，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 第9頁/共25頁第九頁，共26頁。10 2）直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法 直角坐標(biāo)法是根據(jù)直角坐標(biāo)原理測設(shè)地面點的平面位置。當(dāng)施工現(xiàn)場已建立互相(h xing)垂直的基線或方格網(wǎng)時,可采用此法。3）距離(jl)交會法4）角度交會法5）全站儀法 采用全站儀測設(shè)

9、時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo)(或方位角)，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 第10頁/共25頁第十頁，共26頁。11 2）直角坐標(biāo)(zh jio zu bio)法 直角坐標(biāo)法是根據(jù)直角坐標(biāo)原理測設(shè)地面點的平面位置。當(dāng)施工現(xiàn)場已建立互相(h xing)垂直的基線或方格網(wǎng)時,可采用此法。3）距離(jl)交會法4）角度交會法5）全站儀法 采用全站儀測設(shè)時，將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測設(shè)站點坐標(biāo)、

10、后視點坐標(biāo)(或方位角)，再輸入待測設(shè)點的坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時所對應(yīng)的位置就是待測設(shè)點的位置。 第11頁/共25頁第十一頁，共26頁。12 本章學(xué)習(xí)要點：導(dǎo)線控制點和路線控制樁的復(fù)測；對高等級公路，用導(dǎo)線控制點恢復(fù)公路中線(zhngxin)的方法；對低等級公路，用路線控制樁恢復(fù)公路中線(zhngxin)的方法；縱斷面的施工放樣等內(nèi)容。一、概述 路線中線施工放樣就是利用測量儀器和設(shè)備，按設(shè)計圖紙中的各項元素和控制(kngzh)點坐標(biāo)(或路線控制(kngzh)樁)，將公路

11、的“中心線”準(zhǔn)確無誤地放到實地，指導(dǎo)施工作業(yè)，習(xí)慣上稱為“中線放樣”。知識點二：公路中線(zhngxin)的施工放樣 一般有兩種方法：用沿線導(dǎo)線控制點放樣；用路線控制樁(交點、直圓、圓直等點)放樣。 公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 033-95)規(guī)定，對高速公路、一級公路，應(yīng)用坐標(biāo)法恢復(fù)路線主要控制樁。實際應(yīng)用中，二級以上的公路勘察設(shè)計，均沿路線建有導(dǎo)線控制點，作為首級控制，故可采用導(dǎo)線控制點放樣中線。第12頁/共25頁第十二頁，共26頁。13項目(xingm)1：控制點復(fù)測 控制點復(fù)測是施工(sh gng)測量前必不可少的準(zhǔn)備工作，它包括導(dǎo)線控制點和路線控制樁的復(fù)測。 1.導(dǎo)線控制點的復(fù)測、補(bǔ)

12、測和移位(y wi) 1）導(dǎo)線控制點的復(fù)測 導(dǎo)線控制點的復(fù)測主要是檢查它的坐標(biāo)和高程是否正確。檢測方法如圖所示：第一步：根據(jù)導(dǎo)線點1n的坐標(biāo)反算轉(zhuǎn)角（左角）2n-1和導(dǎo)線邊長S1Sn-1. 第13頁/共25頁第十三頁，共26頁。141ii1iii1iXXYYarctan，1iX2iX1iY2iYarctan2i1i ，i , 1i2i1,i1i2iY1iY2iX1iXiS 第二步：實地觀測各左角i+1及導(dǎo)線邊長Si。角度觀測可取一個(y )測回平均值，邊長測量可取連續(xù)測量34次的平均值。當(dāng)觀測值和計算值滿足下式： 162m1i1i150001iSiSiS第14頁/共25頁第十四頁，共26頁。1

13、5第三步：水準(zhǔn)(shuzhn)點高程的檢查 在使用水準(zhǔn)點之前應(yīng)仔細(xì)校核，并與國家水準(zhǔn)點閉合。水準(zhǔn)點高程的檢查和水準(zhǔn)測量的方法一樣。高速公路和一級公路的水準(zhǔn)點閉合差按四等水準(zhǔn)（ ）控制(kngzh)，二級以下公路水準(zhǔn)點閉合差按五等水準(zhǔn)（ ）控制(kngzh)。大橋附近的水準(zhǔn)點閉合差應(yīng)按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）的規(guī)定辦理。如滿足精度要求，則認(rèn)為點的高程是正確的。L20L302）導(dǎo)線(doxin)控制點的補(bǔ)測與移位 由于人為或其它的原因，導(dǎo)線控制點丟失或遭到破壞。如果間斷性的丟失，則可利用前方交會、支點等方法補(bǔ)測該點，或采用任意測站方法補(bǔ)測導(dǎo)線點。 2.路線控制樁的恢復(fù)與固定 對于

14、低等級公路或沿線沒有布設(shè)導(dǎo)線控制點的公路，只能采用路線控制樁來恢復(fù)公路中線（路線控制樁主要是交點樁、轉(zhuǎn)點樁和路線的起訖樁）。因此，首先要對路線控制樁進(jìn)行恢復(fù)與固定。第15頁/共25頁第十五頁，共26頁。16 用導(dǎo)線控制點恢復(fù)中線，實質(zhì)上就是根據(jù)導(dǎo)線點坐標(biāo)與公路中線坐標(biāo)之間的關(guān)系，借以高精度的測距手段，將公路中線放到實地。因此，也可稱之為“坐標(biāo)法”。在公路勘測設(shè)計時，根據(jù)公路等級的不同，設(shè)計文件提供的設(shè)計資料也是不一樣的。對于(duy)高等級公路如高速公路、一級公路和部分二級公路，設(shè)計文件中包括公路中線逐樁坐標(biāo)表，可用坐標(biāo)法恢復(fù)路線中樁。項目2：用導(dǎo)線控制點恢復(fù)(huf)中線 如圖所示，Pi為公

15、路中線點，坐標(biāo)為（Xp、Yp）；A、B為公路中線附近的導(dǎo)線點，坐標(biāo)分別為 （XA、YA）、（XB、YB），P點與A點的極坐標(biāo)關(guān)系(gun x)用A點到P點的距離SAP、坐標(biāo)方向AP表示，即：2AYPY2AXPXAPSAXPXAYPY1tanAP 上式就是兩點間距離和坐標(biāo)方位角的計算公式。式中，導(dǎo)線點A的坐標(biāo)通過控制測量求得，Pi點的坐標(biāo)可由放線人員自己計算（或查設(shè)計文件中的逐樁坐標(biāo)表），可分以下幾種情況：第16頁/共25頁第十六頁，共26頁。171.Pi點在直線(zhxin)段上 如圖所示，JDn的坐標(biāo)(zubio)為（Xn,Yn）, JDnJDn+1的坐標(biāo)(zubio)方位角為nn+1，P點

16、在JDn與JDn+1的直線段上，則P點的坐標(biāo)(zubio)按下式求得：1nncosLLiTnnXX1nnsinLLiTnnYY2.Pi點在平曲線(qxin)段上 單圓曲線中樁坐標(biāo)的計算比較簡單，而帶有緩和曲線的平曲線其坐標(biāo)計算則比較麻煩，如P點在帶有緩和曲線的平曲線段上，已知JDn-1、JDn、JDn+1的坐標(biāo)分別為（Xn-1,Yn-1）、（Xn,Yn）、（Xn+1,Yn+1），JDn-1JDn、JDnJDn+1的坐標(biāo)方位角分別為n-1，n、n，n+1。如圖所示。第17頁/共25頁第十七頁，共26頁。181）坐標(biāo)(zubio)方位角的計算 1 -nX-nX1 -nY-nYarctann, 1

17、-nn1nn1n1n ,nX-XY-Yarctan則轉(zhuǎn)角(zhunjio)：n1,n1,nn ,負(fù)為左傳(zu chun)，正為右轉(zhuǎn) 。 2）中樁坐標(biāo)的計算 （1）主點坐標(biāo)的計算 )180n, 1n(coshTnXZHX)180n, 1n(sinhTnYZHY1n, ncoshTnXHZX1n ,nhnHZsinTYY（2）計算P點在坐標(biāo)系XO Y中的坐標(biāo)（X，Y） 第18頁/共25頁第十八頁，共26頁。19當(dāng)P點在緩和(hunh)曲線段內(nèi) 當(dāng)P點在圓曲線(qxin)段內(nèi)（3）坐標(biāo)(zubio)轉(zhuǎn)換 )180n, 1n(coshTnXZHX)180n, 1n(sinhTnYZHY1n, nco

18、shTnXHZX1n ,nhnHZsinTXY前半個曲線： s2L240R5iLiLXs6RL3iLY qR1802sLiLRsinX pR1802sLiLcos1RY 后半個曲線：1801n, nsinY1801n, ncosXHZXX第19頁/共25頁第十九頁，共26頁。20 式中：X的符號始終(shzhng)為正值，Y的符號有正有負(fù)，當(dāng)起點為ZH點，曲線為左偏時，Y取負(fù)值；當(dāng)起點為HZ點，曲線為右偏時，Y取負(fù)值；反之取正值。 （3）P點的放樣 根據(jù)求得的P點坐標(biāo)，代入式2-3-1、2-3-2中，計算出P點與導(dǎo)線點A的距離SAP和坐標(biāo)方位角AP，并按以下放樣步驟進(jìn)行放樣：1）在控制點A架設(shè)

19、全站儀或經(jīng)緯儀，對中、整平(zhn pn)（參見圖2-3-1）；2）將導(dǎo)線點坐標(biāo)、路線有關(guān)數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，運行計算機(jī)程序；3）后視已知導(dǎo)線點B，配置水平度盤讀數(shù)至后視導(dǎo)線點坐標(biāo)方位角AB；4）根據(jù)待放點P的樁號Li,計算機(jī)自動判斷并計算該點的放樣資料SAP、AP；5）轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，撥方位角AP、量距離SAP，精確定出待放點P；6）檢查該點P的樁號、方位角、距離是否正確；重復(fù)第四六步，放樣其它路線中樁。后半個曲線(qxin)：1801n, nsinY1801n, ncosXHZXX1801n, ncosY1801n, nsinXHZYY第20頁/共25頁第二十頁，共26頁。21 對于低等級公路或沿

20、線(ynxin)沒有布設(shè)導(dǎo)線控制點的公路，只能采用路線控制樁來恢復(fù)公路中線（路線控制樁主要是交點樁、轉(zhuǎn)點樁和路線的起訖樁）。因此，首先要對路線控制樁進(jìn)行恢復(fù)與固定。 2）路線(lxin)控制樁的固定 在施工過程中，隨著路基施工高度的不斷變化(binhu)，有些交點樁或轉(zhuǎn)點樁會 被掩埋或挖掉，因此，需要對其進(jìn)行固定，以便在施工時能隨時利用他們來恢復(fù)或檢查公路中線。固定后，做好記錄、繪制草圖，以供隨時恢復(fù)查尋。固定方法如下：項目2：用路線控制樁恢復(fù)中線1、路線控制樁的恢復(fù)與固定 1）路線控制樁的恢復(fù)與復(fù)測 （1）交點樁的固定在JD1的前后兩條導(dǎo)線的延長線上，分別設(shè)置A1、A2和B1、B2等四個栓樁，將全站儀置于JD1上，測定這四個栓樁相互之間的距離L1、L2、L3、L4。 第21頁/共25頁第二十一頁，共26頁。222、用路線(lxin)控制樁恢復(fù)中線 （2）轉(zhuǎn)點樁的固定(gdng) 對于低等級公路或施工單位沒有測距儀時，可用路線控制(kngzh)樁恢復(fù)中線，中線恢復(fù)時所用公路平面設(shè)計資料主要有路線平面圖、路線固定表、直線曲線轉(zhuǎn)角一覽表等。施工前，當(dāng)路線控制(kngzh)樁（交點樁、轉(zhuǎn)點樁及路線起訖樁）恢復(fù)完成后，首先恢復(fù)公路中線直線段的施工控制(kngzh)樁，再恢復(fù)公路中線曲線段的施工控制(kngzh)樁。曲線段公路中線的恢復(fù)是先恢復(fù)主點樁，再按施工要求設(shè)