第一篇路线定位公路中线施工放样课件.pptx

1、1第一篇：施工放样第一篇：施工放样 本章学习要点：导线控制点和路线控制桩的复测；对高本章学习要点：导线控制点和路线控制桩的复测；对高等级公路，用导线控制点恢复公路中线的方法；对低等级公等级公路，用导线控制点恢复公路中线的方法；对低等级公路，用路线控制桩恢复公路中线的方法；纵断面的施工放样路，用路线控制桩恢复公路中线的方法；纵断面的施工放样等内容。等内容。一、概述一、概述 路线中线施工放样就是利用测量仪器和设备，按设计图纸中的各项元素（公路平、纵、横）和控制点坐标(或路线控制桩)，将公路的“中心线”准确无误地放到实地，指导施工作业，习惯上称为“中线放样”。第二章：道路中线的施工放样第二章：道路中

2、线的施工放样 一般有两种方法：用沿线导线控制点放样；用路线控制桩(交点、直圆、圆直等点)放样。 施工放样的精度取决于于公路的等级和设计要求以及施工控制测量的精度。具体内容参考工程测量规范（GB 500262007）2第二节：控制点复测第二节：控制点复测控制点复测是施工测量前必不可少的准备工作，它包括导线控制点和路线控制桩的复测。 1.导线控制点的复测、补测和移位导线控制点的复测、补测和移位 1）导线控制点的复测）导线控制点的复测 导线控制点的复测主要是检查它的坐标和高程是否正确。检测方法如图所示：第一步：根据导线点1n的坐标反算转角（左角）2n-1和导线边长S1Sn-1. 31ii1iii1i

3、XXYYarctan，1i2i1i2i2i1iXXYYarctan，i , 1i2i1,i1i2iY1iY2iX1iXiS 第二步：实地观测各左角i+1及导线边长Si。角度观测可取几个测回平均值，边长测量可取连续测量34次的平均值。当观测值和计算值满足下式： 1i1i162m150001iSiSiS456第三步：水准点高程的检查第三步：水准点高程的检查 在使用水准点之前应仔细校核，并与国家水准点闭合。水准点高程的检查和水准测量的方法一样。高速公路和一级公路的水准点闭合差按四等水准控制，二级以下公路水准点闭合差按五等水准控制。大桥附近的水准点闭合差应按公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）的

4、规定办理。如满足精度要求，则认为点的高程是正确的。2）导线控制点的补测与移位）导线控制点的补测与移位 由于人为或其它的原因，导线控制点丢失或遭到破坏。或因前期的控制点在施工区域内。如果间断性的丢失或移位 ，则可利用前方交会、支点等方法补测该点，或采用任意测站方法补测导线点。 现在一般在工地上用重新测导线的方法进行测量，现在一般在工地上用重新测导线的方法进行测量，然后进行比较。然后进行比较。3.路线控制桩的恢复与固定路线控制桩的恢复与固定 对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。首先要对路线控制桩进行恢复与固

5、定。7 用导线控制点恢复中线，就是根据导线点坐标与公路中线坐标，借以高精度的测距手段，将公路中线放到实地。因此，也可称之为“坐标法”。在公路勘测设计时，根据公路等级的不同，设计文件提供的设计资料也是不一样的。对于高等级公路用坐标法恢复路线中桩。第三节：用导线控制点恢复中线第三节：用导线控制点恢复中线 如图所示，Pi为公路中线点，坐标为（Xp、Yp）；A、B为公路中线附近的导线点，坐标分别为 （XA、YA）、（XB、YB），P点与A点的极坐标关系用A点到P点的距离SAP、坐标方位角AP表示，即：2AYPY2AXPXAPSAXPXAYPY1tanAP 上式就是两点间距离和坐标方位角的计算公式。式中

6、，导线上式就是两点间距离和坐标方位角的计算公式。式中，导线点点A的坐标通过控制测量求得，的坐标通过控制测量求得，Pi点的坐标可由放线人员自己计点的坐标可由放线人员自己计算（或查设计文件中的逐桩坐标表），可分以下几种情况：算（或查设计文件中的逐桩坐标表），可分以下几种情况：8平面线型组成平面线型组成由直线和曲线（圆曲线、缓和曲线）组成。由直线和曲线（圆曲线、缓和曲线）组成。直线直线圆曲线圆曲线缓和曲线缓和曲线910缓和曲线缓和曲线(spiral curve)的测设的测设 一概念及基本公式一概念及基本公式 1、概念、概念 为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消为缓和行车方向的突变和离心力的突然

7、产生与消失，需要在直线（超高为失，需要在直线（超高为0 0）与圆曲线（超高为）与圆曲线（超高为h h）之）之间插入一段间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线（的过渡曲线（使超高由使超高由0 0变为变为h h），此曲线为缓和曲线。），此曲线为缓和曲线。主要有回旋线、三次抛物线及双纽线等。主要有回旋线、三次抛物线及双纽线等。 112、回旋缓和曲线、回旋缓和曲线(spiral curve)基本公式基本公式p16512（3）缓和曲线的参数方程缓和曲线的参数方程: 3373225336640ssslRlRllylRllx3420230336640Rl

8、RlyRllxssss13二主点(major point)的计算 1、测设元素的计算、测设元素的计算P166（1 1）内移距）内移距p p 和切线增长和切线增长q q的计算：的计算： 232240224RllqRlpsss1415（1 1）里程的计算）里程的计算 ZH=JD-TZH=JD-TH H；HY=ZH+lsHY=ZH+ls； QZ=ZH+LQZ=ZH+LH H/2 /2；HZ=ZH+LHZ=ZH+LH H；YH=HZ-lsYH=HZ-ls16（2）计算方法。(见例题) 例题：如图，设某公路的交点桩号为K0+518.66，右转角y= =18036，圆曲线半径R=100m，缓和曲线长ls=

9、10m，计算主点桩解：解：（一）计算测设元素（一）计算测设元素 351521802000 Rlsp=0.04m；q=5.00m； 17mRlymRllxsss17. 0600.104020230mqtgpRTH38.212)(mlRLsH46.422180)2(0mRpREH37. 12sec)(18（二）计算里程 ZH=K0+497.28；HY=K0+507.28；QZ=K0+518.51；HZ=K0+539.74；YH=K0+529.7419三、带有缓和曲线的圆曲线详细计算三、带有缓和曲线的圆曲线详细计算 1 1、先判断点是位于缓和曲线上，还是位于圆曲线上。先判断点是位于缓和曲线上，还是位

10、于圆曲线上。 位于缓和曲线位于缓和曲线位于圆曲线位于圆曲线20pRyqRx)cos1 (sin3373225336640ssslRlRllylRllx。lRlls长为点到坐标原点的曲线其中,180,0021例题：如上例题，设某公路的交点桩号为K0+518.66，右转角y= =18036，圆曲线半径R=100m，缓和曲线长ls=10m，计算中桩K0+520、K0+530的坐标。解：（解：（1）按上题解算出元素）按上题解算出元素p、q、0 及主点里程。及主点里程。mRlps04. 0242mRllqss00. 5240223351521802000 Rls22上式中，曲线长上式中，曲线长l=520

11、-497.28=22.72m。故有：。故有：019010351527171718000000 Rlls 61. 104. 0)019010cos1 (100)cos1 (63.2200. 5019010sin100sin00pRyqRxZH=K0+497.28；HY=K0+507.28；QZ=K0+518.51；HZ=K0+539.74；YH=K0+529.74（2）HY=K0+507.28K0+520YH=K0+529.74 所以所以K0+520位于圆曲线上。按切线支距法公式有：位于圆曲线上。按切线支距法公式有：23（3）YH=K0+529.74K0+530 HZ=K0+539.74 故故K

12、0+520位于第二缓和曲线上。公式有：位于第二缓和曲线上。公式有：式中，曲线长式中，曲线长l=539.74-530=9.74m。 15. 0336674. 9403373225ssslRlRllylRllx用用EXCEL程序计算缓和曲线坐标程序计算缓和曲线坐标24三、 坐标换算 转换参数： O点 的测量坐标 X XOO 、 Y YOO 及OA的坐标方位 角 。YOXABO.PXP YP YO XO AP BP 1 1、P点的施工坐标转换成测量坐标2 2、P点的测量坐标转换成施工坐标cossinsincos00PPPPpPBAyyBAxxcos)(sin)(sin)(cos)(0000yyxxB

13、yyxxAPpPPpP返回251.Pi点在直线段上点在直线段上 如图所示，JDn的坐标为（Xn,Yn）, JDnJDn+1的坐标方位角为nn+1，P点在JDn与JDn+1的直线段上，则P点的坐标按下式求得：1nncosLLiTnnXX1nnsinLLiTnnYY2.Pi点在平曲线段上（对称型）点在平曲线段上（对称型） 单圆曲线中桩坐标的计算比较简单，而带有缓和曲线的平曲线单圆曲线中桩坐标的计算比较简单，而带有缓和曲线的平曲线其坐标计算则比较麻烦，如其坐标计算则比较麻烦，如P点在带有缓和曲线的平曲线段上，点在带有缓和曲线的平曲线段上，已知已知JDn-1、JDn、JDn+1的坐标分别为（的坐标分别

14、为（Xn-1,Yn-1）、）、（Xn,Yn）、（）、（Xn+1,Yn+1），），JDn-1JDn、JDnJDn+1的的坐标方位角分别为坐标方位角分别为n-1，n、n，n+1。如图所示。如图所示。Li为P点的里程桩号，L为YZ（或HZ）点的里程桩号Tn为切线长261）坐标方位角的计算）坐标方位角的计算 1 -nX-nX1 -nY-nYarctann, 1 -nn1nn1n1n ,nX-XY-Yarctan则转角：n1,n1,nn ,负为左传，正为右转 。 27当当P点在缓和曲线段内点在缓和曲线段内 当当P点在圆曲线段内点在圆曲线段内s2L240R5iLiLXs6RL3iLY qR1802sLiL

15、RsinX pR1802LLcos1RYsi 2）中桩坐标的计算）中桩坐标的计算 （1）主点坐标的计算）主点坐标的计算 )180(cosTXXn , 1nhnZH)180n, 1n(sinhTnYZHY1n, ncoshTnXHZX1n ,nhnHZsinTYY（2）计算）计算P点在坐标系点在坐标系XO Y中的坐标（中的坐标（X，Y） 28 式中：式中：X的符号始终为正值，的符号始终为正值，Y的符号有正有负，当起点为的符号有正有负，当起点为ZH点，曲线为左偏时，点，曲线为左偏时，Y取负值；当起点为取负值；当起点为HZ点，曲线为右点，曲线为右偏时，偏时，Y取负值；反之取正值。取负值；反之取正值。

16、 后半个曲线：后半个曲线：1801n, nsinY1801n, ncosXHZXX1801n, ncosY1801n, nsinXHZYY（3）坐标转换）坐标转换 前半个曲线：前半个曲线： n, 1 -nn, 1 -nZHsinYcosXXXn, 1 -nn, 1 -nZHcosYsinXYY29（3）P点的放样点的放样 根据求得的根据求得的P点坐标，利用全站仪进行放样，并按以下放样点坐标，利用全站仪进行放样，并按以下放样步骤进行放样：步骤进行放样：1）在已知控制点）在已知控制点A架设全站仪架设全站仪,对中、精确整平对中、精确整平2）将测站点）将测站点A、后视点、后视点B的坐标及高程、测站高、

17、后视棱镜高的坐标及高程、测站高、后视棱镜高输入全站仪。全站仪自动计算方位角。输入全站仪。全站仪自动计算方位角。3）瞄准后视点）瞄准后视点B，把望远镜十字中丝精确对准点，把望远镜十字中丝精确对准点B, 按确认设按确认设置方向；置方向；4）设置方向成功后，进行检核，检核后视点）设置方向成功后，进行检核，检核后视点B点坐标是否和设点坐标是否和设计一样。检核后进入放样程序，输入放样点计一样。检核后进入放样程序，输入放样点P坐标，全站仪自坐标，全站仪自动计算该点的放样资料动计算该点的放样资料DAP、AP；5）转动照准部，拨方位角）转动照准部，拨方位角d=0、量距离、量距离Dd=0，精确定出待放，精确定出

18、待放点点P；6）检查该点）检查该点P的桩号、方位角、距离是否正确；的桩号、方位角、距离是否正确；重复第重复第46步，放样其它路线中桩。步，放样其它路线中桩。3031 对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。 2）路线控制桩的固定）路线控制桩的固定 在施工过程中，随着路基施工高度的不断变化，有些交点桩或转

19、点桩在施工过程中，随着路基施工高度的不断变化，有些交点桩或转点桩会会 被掩埋或挖掉，因此，需要对其进行固定，以便在施工时能随时利用被掩埋或挖掉，因此，需要对其进行固定，以便在施工时能随时利用他们来恢复或检查公路中线。固定后，做好记录、绘制草图，以供随时他们来恢复或检查公路中线。固定后，做好记录、绘制草图，以供随时恢复查寻。固定方法如下：恢复查寻。固定方法如下：项目项目2：用路线控制桩恢复中线：用路线控制桩恢复中线1、路线控制桩的恢复与固定、路线控制桩的恢复与固定 1）路线控制桩的恢复与复测）路线控制桩的恢复与复测 （1）交点桩的固定在JD1的前后两条导线的延长线上，分别设置A1、A2和B1、B

20、2等四个栓桩，将全站仪置于JD1上，测定这四个栓桩相互之间的距离L1、L2、L3、L4。 322、用路线控制桩恢复中线、用路线控制桩恢复中线 （2）转点桩的固定）转点桩的固定 对于低等级公路或施工单位没有测距仪时，可用路线控制桩恢复中线，中对于低等级公路或施工单位没有测距仪时，可用路线控制桩恢复中线，中线恢复时所用公路平面设计资料主要有路线平面图、路线固定表、直线线恢复时所用公路平面设计资料主要有路线平面图、路线固定表、直线曲线转角一览表等。施工前，当路线控制桩（交点桩、转点桩及路线起讫桩）曲线转角一览表等。施工前，当路线控制桩（交点桩、转点桩及路线起讫桩）恢复完成后，首先恢复公路中线直线段的

21、施工控制桩，再恢复公路中线曲线恢复完成后，首先恢复公路中线直线段的施工控制桩，再恢复公路中线曲线段的施工控制桩。曲线段公路中线的恢复是先恢复主点桩，再按施工要求设段的施工控制桩。曲线段公路中线的恢复是先恢复主点桩，再按施工要求设置加桩。置加桩。1）单）单圆曲线施工控制桩的放样曲线施工控制桩的放样 33单圆曲线单圆曲线(circle curve)的测设的测设 一、单圆曲线主点一、单圆曲线主点(major point)的测设的测设1 1、曲线要素的计算、曲线要素的计算 （已知转角（已知转角及半径及半径R R）2RtgT 切线长切线长 180RL 曲线长曲线长 ) 12(secRE外距外距 LTD

22、2 切曲差切曲差 34（2）测设步骤： 1) JDi1) JDi架仪，照准架仪，照准JDi-1JDi-1，量取，量取T T，得，得ZYZY点；点；2)2)照准照准JDi+1JDi+1，量取，量取T T，得，得YZYZ点；点；3)3)在分角线方向量取在分角线方向量取E E，得，得QZQZ点。点。 35二、单圆曲线详细测设 有有整桩号法整桩号法和和整桩距法整桩距法。一般采用整桩号法。一般采用整桩号法。1、切线支距法、切线支距法 (tangent off-set method)(1)(1)以以ZYZY或或YZYZ为坐标原为坐标原点，切线为点，切线为X X轴，过原轴，过原点的半径为点的半径为Y Y轴，

23、建立轴，建立坐标系。坐标系。(2)(2)计算出各桩点坐标计算出各桩点坐标后，再用方向架、钢尺后，再用方向架、钢尺去丈量。去丈量。xyixiy36里程为各点至原点的弧长其中式中iiiiiiilRlRyRx,180)cos1 (sin测点误差不积累。测点误差不积累。宜以宜以QZ QZ 为界，将曲为界，将曲线分两部分进行测设。线分两部分进行测设。xyixiy37 以曲线的起点以曲线的起点ZH或终点或终点HZ为坐标原点，以切线为为坐标原点，以切线为X轴，过原点的曲率轴，过原点的曲率半径方向为半径方向为Y轴，建立坐标系，计算曲线上任意一点在该坐标系中的坐轴，建立坐标系，计算曲线上任意一点在该坐标系中的坐

24、标，然后进行放样。标，然后进行放样。（1）主点桩的放样）主点桩的放样 ：曲线起、终点（曲线起、终点（ZH、HZ）的放样）的放样 曲中点的放样（曲中点的放样（QZ） （2）加桩的放样）加桩的放样 ：2）对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样）对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样 HY、YH点的放样点的放样 当待放点P在缓和曲线上时，其坐标可按下式计算：s2L240R5iLiLXs6RL3iLY 38 式中：式中：Li为待放点为待放点P至至ZH点的弧长，其值等于待放点点的弧长，其值等于待放点P桩号与桩号与ZH点点桩号之差；其余符号同前。桩号之差；其余符号同前。当待放点P在圆曲线上时，其坐标可

25、按下式计算：qR1802sLiLRsinX pR1802sLiLcos1RY 392）非对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样）非对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样 计算公式计算公式P17 以曲线的起点以曲线的起点ZH或终点或终点HZ为坐标原点，以切线为为坐标原点，以切线为X轴，过原点的曲率轴，过原点的曲率半径方向为半径方向为Y轴，建立坐标系，计算轴，建立坐标系，计算ZH,HZ点的坐标，然后进行放样。点的坐标，然后进行放样。（1）主点桩的放样）主点桩的放样 ：曲线起、终点（曲线起、终点（ZH、HZ）的放样）的放样 HY、YH点的放样点的放样 曲中点的放样（曲中点的放样（QZ） 40当待

26、放点P在第一缓和曲线上时，其坐标可按下式计算：s2L240R5iLiLXs6RL3iLY 式中：式中：Li为待放点为待放点P至至ZH点的弧长，其值等于待放点点的弧长，其值等于待放点P桩号与桩号与ZH点点桩号之差；其余符号同前。桩号之差；其余符号同前。当待放点P在圆曲线上时，其坐标可按下式计算：qR1802sLiLRsinX pR1802sLiLcos1RY 413.当待放点P在第二段缓和曲线上时，曲线HZ为坐标原点，以切线为X轴，过原点的曲率半径为Y轴，建立坐标系，其坐标可按下式计算：s225iiL40RLLX2s3i6RLLY242 在设计路线纵坡的变更处，考虑行车的视距要求和行车的平稳，在

27、设计路线纵坡的变更处，考虑行车的视距要求和行车的平稳，在竖直面内用圆曲线连接起来，这种曲线称为竖曲线。在竖直面内用圆曲线连接起来，这种曲线称为竖曲线。T= 1 2 R (i1-i2) L=R (i1-i2) E=T2/2R第五节：竖曲线的施工放样第五节：竖曲线的施工放样1、竖曲线的设置、竖曲线的设置 i3（+）i2（-）i1（+）竖曲线竖曲线中间各点按直角坐标法测设的竖曲线中间各点按直角坐标法测设的Yi(技术曲线的标高改正值技术曲线的标高改正值)计计算式：算式：Yi=Xi2/2R 上式中上式中Yi的值在凸形竖曲线中为正号，在凹形竖曲线中为负号。的值在凸形竖曲线中为正号，在凹形竖曲线中为负号。