道路工程測量.ppt課件

1、道路工程測量2）第十三章 路線縱、橫斷面測量 第一節(jié) 基平測量一、水準(zhǔn)點的設(shè)置 縱斷面測量包括路線水準(zhǔn)測量和縱斷面圖繪制兩項內(nèi)容。水準(zhǔn)測量的第一步是 基平測量，即沿線建立水準(zhǔn)點，供下階段測量、設(shè)計，施工和管理使用。水準(zhǔn)點的布置，應(yīng)根據(jù)其需要和用途，可設(shè)置永久性水準(zhǔn)點和臨時性水準(zhǔn)點。路線起點、終點和需長期觀測的重點工程附近、宜設(shè)置永久性水準(zhǔn)點。永久性水準(zhǔn)點要埋設(shè)標(biāo)石，也可設(shè)置在永久性建筑物上或用金屬標(biāo)志嵌在基巖上。 水準(zhǔn)點的密度，應(yīng)根據(jù)地形和工程需要而定。一般在重丘區(qū)和山區(qū)每隔051km設(shè)置一個。在 平原和微區(qū)每隔12km設(shè)置一個。在大橋兩岸、隧道進(jìn)出口和工程集中的地段均應(yīng)增設(shè)水準(zhǔn)點。水準(zhǔn)點的位

2、置應(yīng)選擇在穩(wěn)固，醒目，便于引測，以及施工界線外不易遭受破壞的安全地段。二，水準(zhǔn)點的高程測量二，水準(zhǔn)點的高程測量 水準(zhǔn)點的高程測量，凡與附近國家水準(zhǔn)點連測的應(yīng)盡水準(zhǔn)點的高程測量，凡與附近國家水準(zhǔn)點連測的應(yīng)盡可能連測，以獲得絕對高程和測量檢核。當(dāng)路線附近可能連測，以獲得絕對高程和測量檢核。當(dāng)路線附近沒有國家水準(zhǔn)點或引測有困難時，也可參考地形圖選定沒有國家水準(zhǔn)點或引測有困難時，也可參考地形圖選定一個與實地高程接近的作為起始水準(zhǔn)點的假定高程。一個與實地高程接近的作為起始水準(zhǔn)點的假定高程。 水準(zhǔn)點的高程測量，一般采用一臺水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)點水準(zhǔn)點的高程測量，一般采用一臺水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)點間作往返觀測，也可使用

3、兩臺水準(zhǔn)儀作單程觀測。具體間作往返觀測，也可使用兩臺水準(zhǔn)儀作單程觀測。具體觀測方法可參閱第二章。觀測方法可參閱第二章。 水準(zhǔn)點高程測量的精度要求，對往返觀測或雙儀單程水準(zhǔn)點高程測量的精度要求，對往返觀測或雙儀單程觀測所得高差的不符值，其限差可按下式計算：觀測所得高差的不符值，其限差可按下式計算： 或或 對于橋頭水準(zhǔn)點對于橋頭水準(zhǔn)點 mmnfh容9 mmLfh容30 mmLfh容20 mmnfh容6或 上述公式中，L為單程水準(zhǔn)路線長度，以km計，n為測站數(shù)。高差不符值在限差(fh容)范圍內(nèi)，可取其高差平均值，作為兩水準(zhǔn)點間的高差;否則需重測，直到合格為止。 三、跨河水準(zhǔn)測量 跨河水準(zhǔn)測量，是指路

4、線跨越寬100m以上的江河、湖泊、寬溝等障礙物時，所采用的不同于一般水準(zhǔn)測量的方法。當(dāng)測量跨越的寬度大于300m時，必須參照3時，通常采用方向法觀測。三角形最大閉合差應(yīng)符合表141的規(guī)定。三、三角網(wǎng)平差及橋軸線長度計算橋位三角網(wǎng)的平差方法隨三角網(wǎng)的等級、圖形和條件不同而不同。五，六、七等橋位三角網(wǎng)的平差方法可采用本書第八章所述小三角測量的近似平差方法，此不重述。最后采用經(jīng)平差后的角值，計算橋軸線長度。四、高程控制 橋位的高程控制，一般是在施測路線水準(zhǔn)時建立。如果未建立，可參第十三章第一節(jié)的方法建立。為了便于施工放樣，還需在橋墩，橋臺下面或河灘上設(shè)置若干施工水準(zhǔn)點，供各施工階段將高程引測到所需要

5、的部位。對施工水準(zhǔn)點要加強檢查復(fù)核。施工水準(zhǔn)點一般按四等水準(zhǔn)，測量要求施測。第四節(jié) 橋梁墩臺中心定位橋梨墩臺的中心定位，就是根據(jù)梁橋設(shè)計施工詳圖上提供的里程，以橋位控制點為基準(zhǔn)，放出墩臺中心的位置。下面介紹兩種常見的方法：一、直接丈量法這種方法就是根據(jù)橋軸線控制樁和橋墩、橋臺的里程，算出其間的距離，然后用鋼尺由控制樁沿中線方向依次放出各段距離，將墩臺中心位置標(biāo)定于地上。墩臺中心位置用大木樁標(biāo)定，并在木樁頂面釘一鐵釘。然后在這些點位上安置經(jīng)緯儀，以橋軸線為基準(zhǔn)放出與橋軸線相重合的墩臺縱向軸線和與橋軸線相垂直的墩臺橫向軸線，并在縱橫線的每端方向上于基坑開挖線外12m處設(shè)置兩個方向樁 (圖“16)。

6、墩臺縱橫軸線方向樁是施工過程中恢復(fù)墩臺中心位置的依據(jù)，應(yīng)妥善保存。二、角度交會法大、中橋的水中橋墩及其基礎(chǔ)的中心位置，可根據(jù)已建立的橋位三角網(wǎng)，在三個三角點上(其中一個為橋軸線控制點)安置經(jīng)緯儀，從三個方向交會得出(如圖1417)。1計算交會角 設(shè)li為i號橋墩中心至橋軸線控制點A的距離，基線d1、d2及角度1、2在三角網(wǎng)觀測中測定。交會角ai、i可按下述方法算出。經(jīng)橋墩中心i向基線AC作輔助垂線in，則在cni中： 同理得 為了檢核ai、i，可按求算ai、I方法，求出 則計算校核式為： 2施測方法 如圖1418所示，在C，D、d三站各安置一臺經(jīng)緯儀。置于A站的儀器瞄準(zhǔn)B點，標(biāo)出橋軸線方向。置

7、于C，D兩站的儀器，均后視A點，以正倒鏡分中法放出ai、i；在橋墩處的人員分別標(biāo)定出由A、C、D三測站撥來的交會方向線。由于測量誤差的影響，三測站撥出的方向線不會交于一點，而構(gòu)成誤差三角形i圖14-18，若誤差三角形在橋軸線上的邊長不大于規(guī)定數(shù)值(放樣墩底為25cm，放樣墩頂為1.5cm)，則取C、D兩站撥來方向線的交點i，在橋軸線上的投影點I作放樣的墩位中心。 ：實踐與理論證明，交會精度與交會角r有關(guān)。如圖1419所示，當(dāng)r角在90110范圍內(nèi)時，交會精度最高。故在選擇基線和布網(wǎng)時應(yīng)考慮使r角在80130之間，不小于60和不大于150。若出現(xiàn)r角小于60時，則需力n測交會用的控制點；當(dāng)r角大

8、于130時，可在基線適當(dāng)位置上設(shè)置輔助點P、Q作為交會近岸墩位的測站，以減小r角。 在橋墩施工中，角度交會需經(jīng)常地進(jìn)行，為了準(zhǔn)確、迅速進(jìn)行交會，可在取得i點位置后，將通過I點的交會方向線延長到彼岸設(shè)立標(biāo)志。標(biāo)志設(shè)好后，用測角的方法加以檢核。這樣，交會墩位中心時，可直接瞄準(zhǔn)彼岸標(biāo)志進(jìn)行交會，而勿需撥角。若橋墩砌高后阻礙視線，則可將標(biāo)志移設(shè)在墩身上。第五節(jié) 隧道洞內(nèi)外控制測量一洞外控制測量洞外平面控制測量的主要任務(wù)是測定各洞口控制點的相對位置，并同道路中線聯(lián)系，以便根據(jù)洞口控制點按設(shè)計方向進(jìn)行開挖，并以規(guī)定精度貫通。常用的方法有中線法，導(dǎo)線法及三角測量法。1.中線法 對較短的直線隧道一般采用中線法

9、建立平面控制。施測時，在隧道洞頂?shù)孛嫔嫌弥苯佣ň€法，把隧道中線精確標(biāo)定在地面上，作為引測進(jìn)洞的依據(jù)。如圖1420，AE為定測時洞占的中線控制樁，但互不通視。設(shè)從正點按初定方向從正倒鏡分中法延長定線得：ABCDE，E不在此直線上。此時可量出EE的長度，按以下比例關(guān)系式求出偏距BB：上式中AB、AE長度可用皮尺或視距法求得。然后在B按近似垂直AB的方向取BB長度定出B點。再從A點開始，重算以上作法延長AB定出C、D各點，直到通過E點為止。定線完畢后，用鋼尺丈量或橫基尺視差法求得AE距離，其精度應(yīng)不低于14000。施工時，將經(jīng)緯儀置于A或E上分別瞄準(zhǔn)B或D，即可向洞內(nèi)引入中線。2導(dǎo)線法 洞外導(dǎo)線的測

10、算方法同第七章導(dǎo)線測量，此不重述。但導(dǎo)線的布設(shè)須按隧道建筑要求來確定。直線隧道的導(dǎo)線應(yīng)盡量沿兩洞口連線的方向，布設(shè)成直伸形式因而伸導(dǎo)線的量距誤差主要影響隧道的長度，而對橫向貫通誤差影響較小。在曲線隧道測設(shè)中；當(dāng)兩端洞口附近為曲線時，：則兩端應(yīng)沿切線布設(shè)導(dǎo)線點，中部為直線時，則中部沿中線布設(shè)導(dǎo)線點，當(dāng)整個隧道在曲線上時，應(yīng)盡量沿兩端洞口的硅線布設(shè)導(dǎo)線點。導(dǎo)線應(yīng)盡可能通過隧道兩端洞口及各輔助坑道的進(jìn)洞點，并使這些點成為主導(dǎo)線點。要求每個洞口有不少于三個的能彼此聯(lián)系的平面控制點，以利于檢測和補測。為了提高導(dǎo)線測量的精度和便于檢核，必要時可將導(dǎo)線布設(shè)成主副導(dǎo)線閉合環(huán)，對副導(dǎo)線只測水平角而不量距。3三角

11、測量法 當(dāng)隧道較長，量距困難時，可采用三角測量法。隧道三角網(wǎng)應(yīng)布成與路線相同方向延伸的三角鎖，盡可能垂直于貫通面。用于直線隧道時，三角點盡量靠近中線，最好使三角鎖的一邊位于中線上，以減小橫向貫通誤差的影響。布設(shè)三角點時，圖形要簡單，盡量選擇長邊，減少三角形個數(shù)，每個洞口最好有三個控制點作為引測進(jìn)洞的依據(jù)，引測要方便，以利于提高測量精度等。中小型隧道小三角測量的觀測和計算方法可參閱第八章，此不重述 洞外高程控制測量，一般已在施測路線水準(zhǔn)時建立。如未建立，可按第十三章第一節(jié)所述的方法建立。測量時，水準(zhǔn)路線應(yīng)選擇在連接兩端洞口平而短的地段，并盡可能直接經(jīng)過輔助坑道附近。每一洞口埋設(shè)的水準(zhǔn)點應(yīng)不少于2

12、個，兩水準(zhǔn)點間的距離，以能安置一次水準(zhǔn)儀即可連測為宜。兩端洞口之間的距離不大于1km時，應(yīng)在中間增設(shè)臨時水準(zhǔn)點，洞外高程控制通常按四等水準(zhǔn)施測。 二，進(jìn)洞測量進(jìn)洞測量，按其性質(zhì)既可從屬于洞外控制，也可屬于洞內(nèi)控制的一部分。通過澗外控制測量，將用來控制開挖方向或洞口定位的洞外中線點(一般直線隧道設(shè)置一點，曲線隧道于切線方向設(shè)置兩點)，全部納入控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)，以便為進(jìn)洞測量提供了依據(jù)。隧道開挖初期，洞內(nèi)的施工是由進(jìn)洞測量引進(jìn)的臨時中線點控制的。當(dāng)臨時中線延伸一，二個正式中線點的距離后，在臨時點的基礎(chǔ)上建立正式中線控制和導(dǎo)線控制。線路進(jìn)洞的引測數(shù)據(jù)，是根據(jù)洞口中線點的統(tǒng)一坐標(biāo)，通過坐標(biāo)反算求得的。如

13、圖1421，A、B、C、D、E、F為曲線進(jìn)出 洞口的切線方向控制點，為了便于坐標(biāo)計算，可將原控制網(wǎng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為以A為原點，AB為x軸的新坐標(biāo)軸系。轉(zhuǎn)軸計算按坐標(biāo)換算公式進(jìn)行，也可采用以坐標(biāo)方位角aAB為90計算三角點的新坐標(biāo)i通過新坐標(biāo)反算和正算，以及選定的曲線半徑和回旋曲線的長度，即可算出a、JD坐標(biāo)、曲線測設(shè)元素、曲線上任一點的坐標(biāo)，點與點間的距離和直線方向。根據(jù)計算的距離和兩方向間的夾角，就可定出開挖方向和洞口位置。例如，置經(jīng)緯儀于A點，后視B點，撥出MAB，按望遠(yuǎn)鏡指示的方向，由A點量出至m的距離，即可定出入口洞門m的位置。在切線方向上，量出A至ZH的距離，定出ZH點。同理置儀器于F點

14、，定出n和HZ點的控制位置。三、洞內(nèi)控制測量1洞內(nèi)導(dǎo)線測量 臨時中線控制隧道開挖至一定深度后，應(yīng)立即建立，正式中線，以控制隧道延伸的需要嚴(yán)正式中線點是通過導(dǎo)線點按極坐標(biāo)法測設(shè)的，因而，隧道開挖一定距離后，導(dǎo)線測量必須及時跟上。導(dǎo)線點應(yīng)盡可能沿中線布設(shè)。為了提高導(dǎo)線測量的精度和加強 對導(dǎo)線點盼檢核，導(dǎo)線可布設(shè)成閉合環(huán)或主副導(dǎo)線閉合環(huán)。圖1422為導(dǎo)線閉合環(huán)形式。O為洞外控制點，l、2，3，4，5。6、為沿隧道中線布設(shè)的導(dǎo)線點，其邊長為50一100m在其旁側(cè)并列設(shè)立另一導(dǎo)線1，2，3， 4，、5，6一般每隔兩三邊閉合一次，形成導(dǎo)線環(huán)。每設(shè)一對新點，如6、6，則可 按6、6，的坐標(biāo)反算求66的距離，

15、然后和實量的66距離作比較，進(jìn)行實地檢核。圖1423為主副導(dǎo)線閉合環(huán)形式。以雙線表示的主導(dǎo)線；傳遞方位角及坐標(biāo)，以單線表示的副導(dǎo)線，：只測角不量距。主副導(dǎo)線埋設(shè)不同的樁點。此法對水平角能作較好的檢核，提高了導(dǎo)線端點的橫向占位精度，并且減少了大量酌量距工作。 2 、 導(dǎo)線延伸測量 隧道掘進(jìn)一般采用臨時中線來控制。設(shè)立臨時中線是為了在平面和高程上控制導(dǎo)坑斷面的位置。故導(dǎo)坑內(nèi)臨時中線點間的距離都較短，通常在直線上為10m，在曲線上為5m。 直線導(dǎo)坑的延伸測量多采用串線法進(jìn)行。此法是將指導(dǎo)開挖的臨時中線點設(shè)在洞頂。施測時在中線方向上懸吊兩條垂球線；以眼睛瞄準(zhǔn)指導(dǎo)開挖方向，然后每隔35m仍由目測確定，再

16、釘點掛鉈。當(dāng)開挖至20m左右后，則用經(jīng)緯儀撿核一次，并用儀器設(shè)置一個臨時中絨點，以后仍用上法目測指示掘進(jìn)。導(dǎo)坑延伸的曲線測設(shè)原理同洞外曲線的測設(shè)相同，但導(dǎo)坑延伸的曲線測設(shè)方法有自己的 特點，即由于洞內(nèi)地域狹窄；施測時必須將曲線分段(一般為5m)，以縮短支距，減小偏角便于施測。圖1424為切線支距法測設(shè)曲線，圓曲線半徑為R，分段弧長為J，則可按照有關(guān)公式或曲線測設(shè)用表分別求出J的圓心角r，切線長t，弦長c和分段弧長J終點的坐標(biāo)x、y。 求出數(shù)據(jù)后就可按如下方法施測： ， 由直線段掘進(jìn)至B(Zy)點后，繼續(xù)沿此切線方向掘進(jìn)一段距離x，得K點，再由K作垂線暈支距y得點l (或由K點及B點分別量出支距

17、y及弦長c交會定出點l)，由B點沿切線方向量t得P點。量P1之長度應(yīng)等于t，以檢查重點位置，若合格，則用P、1兩點的聯(lián)線方向(即過土點的切線方向)指導(dǎo)向前開挖，當(dāng)又挖足距離x后，又用設(shè)置點1的方法設(shè)出點2。如此繼續(xù)下去。實際工作中，還可用偏角法復(fù)核。圖1425為后延弦線偏距法沒曲線，圓半徑為R，分段弧長為l，測設(shè)時先用切線支距法定出1點，再用鋼尺分別從B和1點量弦線偏距d及弦長c交會出2點，以21方向指導(dǎo)開挖，當(dāng)挖足弦長c后，沿2，1方向線由點1起向前量取弦長c即定出曲繞點2。同法可設(shè)出以后各點。弦線偏距d可按以下近似公式計算， 在圓曲線上 (149) 在緩和曲線上 (1410) 式中：C為弦

18、長，R為月曲線半徑，LS為緩和曲線全長，li為緩和曲線任一點至ZH或HZ的弧長。3洞內(nèi)水準(zhǔn)測量 洞內(nèi)水準(zhǔn)測量是隨著隧道向前掘進(jìn)，不斷地向前建立新的水準(zhǔn)點，并將洞口水準(zhǔn)點的高程引測至洞內(nèi)，以保證隧道在豎向正確貫通。水準(zhǔn)點按三等或四等水準(zhǔn)測量施測。在作水準(zhǔn)觀測時，設(shè)H4 為后視點的巳知高程，a為后梗讀數(shù)，HB為前視點的欲求高程，b為前視讀數(shù)。記錄時應(yīng)遵守如下規(guī)定：置尺點在庭板上時(即正立尺)，讀數(shù)記為正號，置尺點在頂板上時(即倒立尺)讀重記為負(fù)號。則前視點的高程可按下式訂算， 隧道貫通后，可將貫通面的水準(zhǔn)點分割與兩著洞口水準(zhǔn)點連測，剩貫通面水準(zhǔn)點所得的兩個高程之差值，便是實際的高程貫通誤差若該誤差

19、未超限，則以水準(zhǔn)路線長度的倒數(shù)為權(quán)，取兩高程的加權(quán)平均值，作為所設(shè)水準(zhǔn)點的高程據(jù)此，再調(diào)整洞內(nèi)其它水準(zhǔn)點的高程，以便洞內(nèi)施工放樣有可靠的高程控制。第六節(jié) 豎井聯(lián)系測量一、豎井高程傳遞豎井高程傳遞，是通過測量豎井深度將井上地面水準(zhǔn)點的高程傳遞到井下水準(zhǔn)點。井探測定多采用鋼絲導(dǎo)入法。如圖1426，將鋼絲通過安裝在井架上的導(dǎo)輪5放到井下，在鋼絲下端懸掛1520kg的重錘。鋼絲通過安置在地面上的比長器，當(dāng)下放或從豎井中提升鋼絲時，要在比長器上丈量鋼絲長度。比長器是一個將木板安在木架上的長臺，長度稍大于20m；前導(dǎo)輪6是將由井架下來的鋼絲引導(dǎo)到比長器上，鋼絲經(jīng)過后導(dǎo)輪7引到絞車8的滾筒上，在比長器上安有

20、一根鋼尺-鋼尺前端用釘子固定在比長器上，另一端則穿過比長器中間小孔，掛上15kg的重錘。在井鷹導(dǎo)洞內(nèi)安置水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)點B上立水準(zhǔn)尺，將水準(zhǔn)儀的水平視線用夾子士標(biāo)在鋼絲上，同時在水準(zhǔn)尺上讀取讀數(shù)b：與此同時用央子在4處夾在位于比長器端點的鋼絲上，并在夾子處從鋼尺上讀得n1。然后開始利用絞車提升鋼絲，當(dāng)轉(zhuǎn)動絞車時，夾子沿比長器的鋼尺移到尺端，此時停止轉(zhuǎn)動絞車，在夾子4的新位置上，從鋼尺上讀取讀數(shù)n2，放松夾子2把它移到鋼尺的前端，固定后又讀取讀數(shù)#：。然后繼續(xù)提升鋼絲，待夾子4又到尺端為止，然后重復(fù)上述操作，直到原在井底的夾子1提出地面至2時即停止提升。并再進(jìn)行以下幾項工作：在夾子4的位置上，讀

21、取鋼尺讀數(shù)據(jù)n2，從地面上井旁水準(zhǔn)儀讀取水準(zhǔn)尺讀數(shù)a，在與地面水準(zhǔn)儀高度相等的鋼絲上夾上夾子3；用小尺量夾子2和3之間的距離r。則井上水準(zhǔn)點A與井下水準(zhǔn)點B的高差hAB可按下式計算； (1411)式中：(nln2。)為比長器上丈量長度之總和，r為井上水準(zhǔn)儀視線與夾子間的距離，夾子在視線以上為“_否則取“+”，l為總改正數(shù)，由比長器上鋼尺的尺長改正數(shù)及溫度改正數(shù)和鋼絲裙井內(nèi)與比長器上溫度差的改正數(shù)組成。 最后，井下水準(zhǔn)點B的高程為高程傳遞至少應(yīng)獨立進(jìn)行兩次，兩次較差應(yīng)不大于5mm。二，豎井定向測量將地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)和方位角通過豎井傳遞到井下導(dǎo)線起算點和導(dǎo)線起算邊的測量方法，常采用有以下幾種；1瞄直法 作豎井定向測量時，如圖1427，先在井筒中掛下兩根重錘線A和B；在井上、井下根據(jù)AB方向線以目測法分別用木樁標(biāo)定C、C1。然后，將經(jīng)緯儀先后置于C、Cl上，平移儀器使視準(zhǔn)軸準(zhǔn)確通過A、B，則A、B、C和A、B、Cl就位于同一豎直面內(nèi)了。這時，用經(jīng)緯儀上的光學(xué)對點器或垂球尖，準(zhǔn)確地在木樁上釘出小釘作為C、C1的位置。再測量聯(lián)接角r、r1，丈量CA、AB；BC1的長度，按導(dǎo)線方法。便可算出洞內(nèi)C1點的坐標(biāo)及C1D1的方位角。此法測，算簡單，但精度較低，主要用于短隧道的定向。2；聯(lián)系三角形法 如圖14