道路桥梁隧道工程测量课件.ppt

1、道路桥梁隧道工程测量110-1 道路工程测量概述 道路工程测量也应遵循道路工程测量也应遵循“先控制后细部先控制后细部”的原则。道路的原则。道路工程为线形工程，控制网只沿线路方向布设，是一个长度工程为线形工程，控制网只沿线路方向布设，是一个长度达数公里、数十公里甚至数百公里而宽度只有数十米或数达数公里、数十公里甚至数百公里而宽度只有数十米或数百米的狭长带状控制网，并且需要与国家或城市控制网联百米的狭长带状控制网，并且需要与国家或城市控制网联测，以纳入统一的大地坐标系统。测，以纳入统一的大地坐标系统。传统上用传统上用导线导线布设道路工程的平面控制网，用布设道路工程的平面控制网，用水准路线水准路线布

2、设高程控制网。全球导航卫星系统（布设高程控制网。全球导航卫星系统（GNSS）技术为道）技术为道路测量建立控制网提供了新的方法。路测量建立控制网提供了新的方法。293道路GNSS控制网ABCDE123456789101112131415三四等控制点一级控制点某高速公路中的一段的某高速公路中的一段的GNSSGNSS控制网图控制网图393 初测 在路线范围内，测绘带状地形图、纵断面图，收集地质、水文等资料，为初步设计提供依据。定测 在选定设计方案的路线上进行中线测量、纵、横断面测量、带状地形图测绘。为道路工程建立高程控制的路线水准测量称为基平测为道路工程建立高程控制的路线水准测量称为基平测量，常用三

3、量，常用三四等水准测量来建立。四等水准测量来建立。GNSS高程测量也可高程测量也可用于路线测量中的基平测量。用于路线测量中的基平测量。路线勘测一般分为路线勘测一般分为“初测初测”和和“定测定测”两个阶段。两个阶段。道路经过定测后进行技术设计，它的平面线型、纵坡、道路经过定测后进行技术设计，它的平面线型、纵坡、横断面等已有设计数据和图纸，即可进行道路施工。施工横断面等已有设计数据和图纸，即可进行道路施工。施工前和施工中，需要恢复中线、测设路基边桩和竖曲线等。前和施工中，需要恢复中线、测设路基边桩和竖曲线等。这些测量工作总称为道路施工测量。以下主要介绍这些测量工作总称为道路施工测量。以下主要介绍道

4、路定道路定测测和和施工测量施工测量。493ZYQZYZZHQZHZ111222JDJDZDZD1212HYYH22（具有缓和曲线的圆曲线）（圆曲线）（交点）（交点）（转点）（转点）（右偏角）（左偏角）12路线前进方向 道路中线的平面几何线型由道路中线的平面几何线型由直线直线和和曲线组成曲线组成。中线测量。中线测量工作主要包括：测设中线上各工作主要包括：测设中线上各交点交点(JD)(JD)和和转点转点(ZD)(ZD)、量距、量距和钉桩、测量交点上的偏角、测设和钉桩、测量交点上的偏角、测设圆曲线圆曲线和和缓和曲线缓和曲线的的主主点点(直圆直圆ZY,ZY,曲中曲中QZ,QZ,圆直圆直YZ,YZ,圆缓

5、圆缓YH,YH,缓圆缓圆HY)HY)和和细部点细部点等。等。ZY 直线和圆曲线连接点直线和圆曲线连接点QZ 圆曲线的中点圆曲线的中点YZ 圆曲线和直线连接点圆曲线和直线连接点YH 圆曲线和缓和曲线连接点圆曲线和缓和曲线连接点HY 缓和曲线和圆曲线连接点缓和曲线和圆曲线连接点593上图的圆曲线和缓和曲线组成一组反向曲线段上图的圆曲线和缓和曲线组成一组反向曲线段693 一、路线的交点和转点测设一、路线的交点和转点测设交点交点 路线的相邻直线段的相交之点。是详细测设道路路线的相邻直线段的相交之点。是详细测设道路 中线的控制点。在初测的带状地形图上进行纸上中线的控制点。在初测的带状地形图上进行纸上 定

6、线，设计交点的位置，然后实地测设。定线，设计交点的位置，然后实地测设。转点转点 路线直线段上的点。定线测量中，当相邻两交点路线直线段上的点。定线测量中，当相邻两交点 互不通视或直线段较长时，每隔互不通视或直线段较长时，每隔2002003O0m3O0m设一设一 转点转点,以便在交点测量转折角和直线量距时作为以便在交点测量转折角和直线量距时作为 照准和定线的目标。照准和定线的目标。()交点测设交点测设 图上量得与地物的图上量得与地物的 关系测设路线交点关系测设路线交点 (例如用距离交会法例如用距离交会法)JD1014.3516.1825.44道路中线道路中线道路中线道路中线交点交点房屋房屋电线杆电

7、线杆793根据导线点测设路线交点T3T4T5JD124-5D893穿线法测设路线交点穿线法测设路线交点ZDAZDBPPPP1234导线导线导线导线道路中线道路中线道路中线道路中线导线点导线点交点交点 测设的转点不严格在一条直线上。用目估法或经纬仪测设的转点不严格在一条直线上。用目估法或经纬仪视准法定出一条直线，使尽可能靠近这些测设点，这一视准法定出一条直线，使尽可能靠近这些测设点，这一工作称为工作称为穿线穿线。测设点测设点P P1 1P P2 2P P3 3P P4 4不在一直线上不在一直线上 导线沿道路中导线沿道路中线布设，可按邻线布设，可按邻近的导线点用极近的导线点用极坐标法测设交点。坐标

8、法测设交点。路线的相邻直线段(AB,CD)用穿线法定出后,可用延长相交法测设交点(JD)。方法：将经纬仪安置于B点，瞄准A点，倒转望远镜，在视线方向上,接近交点JD的概略位置前、后打下两个桩（称为骑马桩）采用延长直线的“正倒镜分中法”在该两桩上定出a，b两点，并钉以小钉,拉上细线；将经纬仪搬至C点,后视D点,同法在交点概略位置前,后打下两个骑马桩,定出c,d两点,拉上细线；在两条细线相交处打下木桩,并钉以小钉,得到交点JD。DJDABC993abcd二、路线转折角的测定 路线前进方向路线前进方向180右180左1093在路线的交点上，应根据交点前、后的转点测定路线的在路线的交点上，应根据交点前

9、、后的转点测定路线的转折角。通常测定路线前进方向的转折角。通常测定路线前进方向的右角右角，用，用DJ2DJ2或或DJ6DJ6级经纬仪观测一个测回。按级经纬仪观测一个测回。按角计算出路线交点处的偏角计算出路线交点处的偏角角，当，当180180时，为时，为右偏角右偏角（路线向右转折），（路线向右转折），当当180180时，为时，为左偏角左偏角（路线向左转折）。（路线向左转折）。最后定出转折角最后定出转折角的的分角线方向分角线方向三、里程桩的设置 里程桩的作用：标定路线中线的位置,注明类别和离起点的距离；(例:JD 3+135.12 交点,离起点3135.12m)测量路线纵、横断面的依据；便于计算工

10、程量。6cm6cm(a)(b)(c)(d)(e)3+1504+752.80 涵ZY 3+091.05JD 3+135.1240cm40cm6cm2.5cm1193距离为距离为50m50m整数的整桩整数的整桩地物加桩地物加桩(涵洞涵洞)曲线主点桩曲线主点桩(ZY)(ZY)方桩方桩(标明点位标明点位)扁桩扁桩(指明方桩所在和性质指明方桩所在和性质)一、圆曲线主点测设主点测设元素的计算:LTJRRRERLRT2)12cos1(2cos1802tanJDYZZYQZOTTRRE2（交点）（偏角）（切线长）（曲线长）（圆直点）（直圆点）（曲线半径）（圆心）（曲中点）L（外矢距）1293切线长切线长曲线长

11、曲线长外矢距外矢距曲切差曲切差根据主点元素测设圆曲线根据主点元素测设圆曲线22LQZYZLZYQZTJDZY桩号桩号桩号桩号桩号桩号YZ 桩号桩号=JD 桩号桩号+T-JJDYZZYQZOTTRRE2（交点）（偏角）（切线长）（曲线长）（圆直点）（直圆点）（曲线半径）（圆心）（曲中点）L（外矢距）1393桩号桩号：道路中线不经过交点道路中线不经过交点,圆曲线中点和终点的桩号圆曲线中点和终点的桩号必须从必须从圆曲线起点的桩号沿曲线的长度推算圆曲线起点的桩号沿曲线的长度推算而得。而交点桩的里而得。而交点桩的里程已由中线测量获得程已由中线测量获得,因此可根据交点的里程桩号及圆曲因此可根据交点的里程桩

12、号及圆曲线测设元素计算出各主点的里程桩号。线测设元素计算出各主点的里程桩号。一、圆曲线主点的测设1.1.曲线起点曲线起点(ZY)(ZY)的测设的测设经纬仪安置在经纬仪安置在JDJD点点,后视相邻交点后视相邻交点,按视线方向按视线方向测设切线长测设切线长T T，即为，即为ZYZY点。点。2.2.曲线终点曲线终点(YZ)(YZ)的测设的测设经纬仪前视相邻交点经纬仪前视相邻交点,按视线方向测设切线长按视线方向测设切线长T,T,即为即为YZYZ点。点。3.3.曲线中点曲线中点(QZ)(QZ)的测设的测设测设路线转折角的分角线方向测设路线转折角的分角线方向(曲线中点方向曲线中点方向),),测设外矢距测设

13、外矢距E,E,即为即为QZQZ点点1493（用极坐标法测设（用极坐标法测设 方向方向,距离）距离）偏角法测设数据计算偏角法测设数据计算:(:(偏角即弦切角偏角即弦切角)细部点细部点P P1 1P P2 2P P3 3P P4 4(整桩整桩),),l0 0整桩间弧长整桩间弧长(整弧整弧),),l1 1 ln+1n+1(非整弧非整弧)所对圆心角分别为所对圆心角分别为 0 1 n+1：ZYQZYZZYJDRRROPPPPPPcccccCcCllllll1234121000n+1102120100n+1n+1l000011CiPii18011Rl18000Rl18011Rlnn 1593（一）偏角法（

14、一）偏角法(曲线上的细部点为应设置的里程桩曲线上的细部点为应设置的里程桩)931601)1(21ii1121nn11210021iiRCsin2ZYQZYZZYJDRRROPPPPPPcccccCcCllllll1234121000n+1102120100n+1n+1l000011CiPii根据弦切角为同弧所对圆心角之半：根据弦切角为同弧所对圆心角之半：同弧所对的弦长为：同弧所对的弦长为：根据弦切角和弦长根据弦切角和弦长,以切线为起始方向以切线为起始方向,用极坐标法测设用极坐标法测设Pi9317曲线里程桩号相邻桩点弧长(m)偏角弦长C(m)相邻桩点弦长c(m)ZY 3+091.05 P1 3+

15、100 P2 3+120 P3 3+140 P4 3+160 YZ 3+175.528.9520.0020.0020.0015.5200000”20812”65441”114110”162739”201000”08.9528.8848.6168.0182.748.9519.9819.9819.9815.51 QY 3+133.29100500”42.02表表10-1 10-1 圆曲线细部点偏角法测设数据圆曲线细部点偏角法测设数据(R R=120m)=120m)l测设方法：经纬仪测设方法：经纬仪(或全站仪或全站仪)置于置于ZYZY点点,以以JDJD定向定向,转过偏转过偏角按短弦角按短弦c(c(相

16、邻点距离相邻点距离)测设点位测设点位P Pi i。ZDZYQZJDYZZD121234PPPP=402000R =120 mT =44.072L =84.474E =7.837RRA06726.4425672.8046845.2325702.0056846.3145678.2666848.3205634.2406840.8485630.6046821.3545599.3816795.4545565.901O52163032216303263254336055216226303453850355114823630圆曲线元素l =20.092363040200001893计算各细部点坐标计算各细部

17、点坐标,置全站仪置全站仪于控制点于控制点,用极坐标法测设用极坐标法测设点位是功效最高的方法。点位是功效最高的方法。主点和细部点主点和细部点坐标计算方法：坐标计算方法：1.1.按交点坐标按交点坐标和圆曲线元素和圆曲线元素计算曲线主点计算曲线主点坐标；坐标；2.2.按圆曲线起按圆曲线起点坐标根据偏点坐标根据偏角角和长弦和长弦 C C计算计算P Pi i点坐标。点坐标。9319曲线里程桩号偏角 方位角弦长C(m)坐标x(m)y(m)ZY 3+091.05P1 3+100P2 3+120QZ 3+133.29P3 3+140P4 3+160YZ 3+175.5200000”20812”65441”10

18、0500”114110”162739”201000”521630”542442”591111”622130”635740”684409”722630”8.9528.8842.0248.6168.0182.746821.356826.566836.156840.856842.696846.026846.315599.385606.665624.185636.605643.065662.765678.27 表表10-2 10-2 圆曲线细部点坐标计算圆曲线细部点坐标计算(按偏角和长弦按偏角和长弦)一、缓和曲线计算Rr=r=RJDZYQZQZYHHZYZHYZHOORR缓和曲线缓和曲线圆曲线2093

19、车辆在平面线型为圆曲线的公路或铁路上行驶，会产生离车辆在平面线型为圆曲线的公路或铁路上行驶，会产生离心力心力,正比于车速正比于车速,反比于曲线的半径。离心力影响行车安反比于曲线的半径。离心力影响行车安全，须用全，须用公路外侧超高公路外侧超高或或铁路铁路外轨超高外轨超高使车辆向曲线内使车辆向曲线内侧倾斜来抵消这侧倾斜来抵消这种离心力。超高种离心力。超高不应突然产生，不应突然产生，因此需要在直线因此需要在直线段与曲线段之间段与曲线段之间插入一段插入一段“缓和缓和曲线曲线“作为过渡。作为过渡。2193曲曲线线部部分分的的路路基基横横断断面面（一）缓和曲线的理论ZHHYQZYHHZROJDppmmTl

20、sls2Er=r=ooor=RRrllrllCriSiiiii,0ClRlrSii2293圆曲线半径圆曲线半径 R缓和曲线半径缓和曲线半径 r=R缓和曲线弧长缓和曲线弧长 l i缓和曲线全长缓和曲线全长 l S任意常数任意常数C缓和曲线的缓和曲线的数学关系式：数学关系式：r=Rr=8半径与弧半径与弧长成反比长成反比缓和曲线和圆曲线的独立坐标系=ZHHYROrXY=RrrijiodIJxxyydxdydllloiijjijijRdllRlrdldSiiiilSiSililRldllRld0202RlS20RllSjj02393为了求得缓和曲线长度与点位的关系为了求得缓和曲线长度与点位的关系,建立

21、以建立以ZHZH为原点为原点,以切线方向为纵轴的独立坐标系。以切线方向为纵轴的独立坐标系。为缓和曲线为缓和曲线上任一点的上任一点的切线方位角切线方位角 o 为为HY点的切线方位角点的切线方位角,j 为圆曲线点的切线方位角为圆曲线点的切线方位角缓和曲线缓和曲线圆曲线圆曲线=ZHHYROrXY=R rrijiodIJxxyydxdydllloiijjijijRiilylxsinddcosdd!5!3sin!4!21cos5342iiiiiii3373225336640SiSiiSiiilRllRlylRllx2493缓和曲线点坐标：缓和曲线点坐标：9325ZHHYQZYHHZROJDppmmTls

22、ls2Er=r=ooor=RHYHY点坐标：点坐标：圆曲线点坐标：圆曲线点坐标：切垂距：切垂距：内移距：内移距：232402RllmSSRlpS242pRymRxjjjj)cos1(sin34223336640RlRlyRllxSSeSSe93262tan)(pRmTRpRE2sec)()2(0 RLCSlRL2)2(0 缓和曲线原素的计算公式：缓和曲线原素的计算公式：切线长切线长外矢距外矢距圆曲线长圆曲线长曲线全长曲线全长曲线独立坐标与大地坐标的变换：曲线独立坐标与大地坐标的变换：cossinsincos00iiiiiiyxYYyxXX式中：式中：Xi Yi为大地坐标为大地坐标,Xo Yo为

23、为ZHZH或或HZHZ点坐标点坐标,xi yi 为为 独立坐标系坐标。独立坐标系坐标。输入：交点桩号坐标，前后视转点坐标，曲线设计数据，测设数据，输出数据文件名曲线元素计算，主点桩号及及坐标计算缓和曲线及圆曲线细部点的中桩及边桩坐标计算绘制具有缓和曲线的圆曲线桩位全图曲线设计数据及测设数据文件输出2793在在AutoCADAutoCAD系统软件中，用系统软件中，用Visual-LISPVisual-LISP语言编制语言编制“具有具有缓和曲线的圆曲线计算程序缓和曲线的圆曲线计算程序”(E-CURVE.LSPE-CURVE.LSP )，有计算、，有计算、绘图和数据文件输出功能，其框图如下：绘图和数

24、据文件输出功能，其框图如下：*原程序在本原程序在本CD-ROMCD-ROM“7.“7.工程测量工程测量LISPLISP程序及应用程序及应用”2893JDZD(b)ZD(f)ZHQZHZHYYH1140.111478.971309.541324.661210.111408.97苏嘉高速（曲线-24）设计数据：R=250mLs=70m曲线元素：T =184.55mE =42.03mLc=198.87mL =338.87m=613711o=80117W=50m2993*路线中桩及边桩的坐标输出见书附路线中桩及边桩的坐标输出见书附CD-ROMCD-ROM“7.“7.工程测量工程测量LISPLISP程序

25、及应用程序及应用”10-5 路线纵横断面测量 一、路线纵断面测量（一）基平测量 高程控制测量（按四等水准测量）（二）（二）中平测量中平测量 按桩号依次测定中桩的地面高程按桩号依次测定中桩的地面高程(路线路线 水准测量水准测量,两端附合于基平水准点两端附合于基平水准点)0+0000+0500+1000+108(ZY)0+1200+1400+1600+1800+2000+221(QZ)0+240BM.1TP2测 站 1测 站 2TP1路 线 水 准 进 行 方 向30939331（三）全站仪路线纵断面测量（三）全站仪路线纵断面测量 在道路工程测量中，应用全站仪的三维坐标测量和测在道路工程测量中，应

26、用全站仪的三维坐标测量和测设的方法，在测设道路中桩的同时，测定其高程，并自设的方法，在测设道路中桩的同时，测定其高程，并自动记录这些点的桩号和三维坐标等。这些数据可与计算动记录这些点的桩号和三维坐标等。这些数据可与计算机联机通讯，实现路线测量的自动化和路线纵断面图的机联机通讯，实现路线测量的自动化和路线纵断面图的机助成图。机助成图。（四）纵断面图的绘制及施工量计算（四）纵断面图的绘制及施工量计算 纵断面图是以中桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标纵断面图是以中桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标而绘制的。常用的里程比例尺有而绘制的。常用的里程比例尺有1 150005000、l l20002000

27、和和l l10001000几种。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比几种。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大例尺比里程比例尺大1010倍或倍或2020倍。例如里程比例尺用倍。例如里程比例尺用1 110001000时，则高程比例尺取时，则高程比例尺取1 1100100 或或 l l5050。道路设计纵断面坡 度 与 距 离设 计 高 程地 面 高 程填 挖 土填挖桩 号直 线 与 曲 线0+000+050+100+108+120+140+160+180+200+221+240+260+280+300+320+335+350+384+391+400JD:0+221.70=10

28、50R=1200T=113.78L=226.90E=5.39(右)10.390.590.010.530.580.700.400.180.310.140.330.060.010.020.030.230.430.300.350.3112.89 12.5012.61 13.2013.89 13.9013.48 14.0113.60 14.1815.16 14.4615.14 14.7414.8415.0214.46 14.7714.65 14.5114.60 14.2714.08 14.0214.0114.0213.99 14.0213.79 14.0213.59 14.0214.0014.0214

29、.32 14.0214.37 14.0214.33 14.021.401801.25800140111213141516BM.1高 程 12.3140+050左 侧 电 杆 右 1mBM.2高 程 14.6180+400右 侧 20m石 桥 南 堍R=1000T=25E=0.31R=2000T=20E=0.103293 二、路线横断面测量（一）横断面测量方法12.610+0501.680.440.141.531.090.811.842.35012.220.06.89.111.212.720.0中桩3393 路线横断面测量的主要任务是在各中桩处测定垂直于道路线横断面测量的主要任务是在各中桩处测定

30、垂直于道路中线方向的地面起伏，然后按每一中桩桩号绘成横断面路中线方向的地面起伏，然后按每一中桩桩号绘成横断面图。横断面图是设计路基横断面、计算土石方和施工时确图。横断面图是设计路基横断面、计算土石方和施工时确定路基填挖边界的依据。横断面测量的宽度一般在中线两定路基填挖边界的依据。横断面测量的宽度一般在中线两侧各测侧各测151550m50m。(a)(b)(c)0+0500+1000+15011.6817.4416.003493 一般采用一般采用11001100或或l200l200的比例尺绘制路线横断面图。的比例尺绘制路线横断面图。绘制时，先标定中桩位置绘制时，先标定中桩位置(图虚线图虚线)，由中

31、桩开始逐一将，由中桩开始逐一将地形特征点画在图上，用线连接而成地面线，地面线上地形特征点画在图上，用线连接而成地面线，地面线上注记桩号，地面线下注记地面高程。注记桩号，地面线下注记地面高程。中桩位置中桩位置地面高程地面高程桩号桩号(a)(b)(c)0+0500+1000+15013.4715.6216.3417.4416.0011.683593 横断面图上进行路基断面设计：图(a)为设计路基面高于地面,为路堤断面(填方断面)图(b)为设计路基面低于地面,为路堑断面(挖方断面)图(c)为半填半挖的路基断面图。根据横断面的填、挖面积及相邻中桩的桩号(相减即得两断面间的水平距离),可以算出施工的土、

32、石方量(填、挖的土石方体积)。填方断面填方断面挖方断面挖方断面半填半挖断面半填半挖断面10-6 道路施工测量 一、施工控制桩测设(一)平行线法测设施工控制桩道路边桩道路边桩道路中心线道路中心线 1+2601+2201+2403693道路边桩道路边桩 平行线法是在设计的路基宽度以外平行线法是在设计的路基宽度以外,测设两排平行于测设两排平行于中线的施工控制桩中线的施工控制桩,控制桩的间距一般取控制桩的间距一般取101020m20m。设计道路边线设计道路边线设计道路边线设计道路边线（二）延长线法测设施工控制桩曲线主点桩施工控制桩ZYQZYZZYQZYZ1112223793 延长线法是在路线转折处的中

33、线延长线上以及曲线中点延长线法是在路线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，量出控制桩至交点的至交点的延长线上测设施工控制桩，量出控制桩至交点的距离并作记录。必要时可以随时恢复距离并作记录。必要时可以随时恢复JDJD,ZYZY,QZQZ,YZYZ等点的等点的位置。位置。施工控制桩施工控制桩JD1JD2施工控制桩施工控制桩 二、路基边桩测设（一）平坦地段路基边桩测设(a)(b)WWllllWW2222hhss1:m1:m1:m1:m左右左右hmWll2右左hmsWll右左23893路基施工前要把设计路基的边坡与原地面相交的点测设出路基施工前要把设计路基的边坡与原地面相交

34、的点测设出来。该点对于设计路堤为来。该点对于设计路堤为坡脚点坡脚点，对于设计路堑为，对于设计路堑为坡顶点坡顶点。路基边桩的位置按填土高度或挖土深度、边坡设计坡度及路基边桩的位置按填土高度或挖土深度、边坡设计坡度及横断面的地形情况而定横断面的地形情况而定,设计数据可从设计数据可从CADCAD图上量测。图上量测。设计路堤设计路堤设计路堑设计路堑坡脚点坡脚点边桩边桩坡顶点坡顶点边桩边桩右左1:m1:msshWllhh右左左左hmsWl2右右hmsWl23993山坡地段测设路堑的路基左、右边桩离中桩的距离分别为：山坡地段测设路堑的路基左、右边桩离中桩的距离分别为：边沟宽边沟宽边坡边坡中桩挖深中桩挖深左

35、边桩左边桩右边桩右边桩l左左，l右右 的数值的数值可以从可以从CAD设设计图上量测而得。计图上量测而得。在实地从中桩沿在实地从中桩沿横断面方向量距横断面方向量距测设路基边桩。测设路基边桩。路面宽路面宽三、竖曲线的测设 i(+)i(-)i(+)123凸形竖曲线凹形竖曲线设计路线纵断面4093 在设计路线纵坡的变更处，考虑行车的视距要求和行车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的平稳,在竖直面内用圆曲线连接在竖直面内用圆曲线连接,这种曲线称为这种曲线称为竖曲线竖曲线。如图所示：路线上有三条相邻的纵坡，其坡度分别为：如图所示：路线上有三条相邻的纵坡，其坡度分别为：i i1 1(+(

36、+上坡上坡)、i i2 2（-下坡）、下坡）、i i3 3(+(+上坡上坡)在坡度为在坡度为i i1 1和和i i2 2的纵坡之间设置的纵坡之间设置凸形竖曲线凸形竖曲线，在坡度为，在坡度为i i2 2和和i i3 3的纵坡之间设置的纵坡之间设置凹形竖曲线凹形竖曲线。路线前进方向路线前进方向三、竖曲线的测设 CBDOTRRE2Ayxii12)(2121iiRT)(21iiRLRTE22180)(arctanarctan2121iiiia4193竖曲线的设计半径为竖曲线的设计半径为R R,竖曲线的计算元素竖曲线的计算元素:竖向偏角竖向偏角,切线长切线长T T,曲线长曲线长L L,外矢距外矢距E E

37、,高差改正高差改正yi。可以采用与平面。可以采用与平面圆曲线计算主点测设元素同样的公式。竖曲线的设计半径圆曲线计算主点测设元素同样的公式。竖曲线的设计半径R R 较大，而较大，而角又较小，因此可以用下列近似公式计算：角又较小，因此可以用下列近似公式计算：偏角：偏角：切线长：切线长：曲线长：曲线长：外矢距：外矢距：Rxyii22按按 yi在曲线在曲线范围内里程范围内里程桩上测设竖桩上测设竖曲线的高程曲线的高程10-7 桥梁工程控制测量4293在铁路公路和城市道路等的线路上，通过河流、山谷或与在铁路公路和城市道路等的线路上，通过河流、山谷或与其他道路立交需要修建桥梁。有铁路桥梁其他道路立交需要修建

38、桥梁。有铁路桥梁,公路桥梁公路桥梁,铁路铁路公路两用桥梁等。高架道路也是属于桥梁结构。桥梁工程公路两用桥梁等。高架道路也是属于桥梁结构。桥梁工程在勘测设计建筑施工和运营管理阶段都需要进行测量工作。在勘测设计建筑施工和运营管理阶段都需要进行测量工作。南京长江大桥南京长江大桥铁路公路两用桥铁路公路两用桥9343一、桥梁平面控制测量桥梁平面控制点桥梁轴线点桥梁轴线桥梁平面控制网的图形一般为包含桥轴线的双三角形、具桥梁平面控制网的图形一般为包含桥轴线的双三角形、具有对角线的四边形或双四边形。桥梁平面控制网的观测可有对角线的四边形或双四边形。桥梁平面控制网的观测可以采用常规观测角度和边长的以采用常规观测

39、角度和边长的边角网边角网，计算各平面控制点，计算各平面控制点的坐标。大型桥梁平面控制网也可以采用的坐标。大型桥梁平面控制网也可以采用GNSS方法测定。方法测定。桥桥梁梁轴轴线线桥梁平面控制网桥梁平面控制网（一）过河水准测量4493ABCDACDBACBD(a)(b)(c)测站点立尺点过河水准测量主要问题过河水准测量主要问题:前后视距不等前后视距不等 远尺距离过长远尺距离过长解决方法解决方法:测站河立尺点布设对称图形测站河立尺点布设对称图形,采用对向观测；采用对向观测；远尺上加装觇牌远尺上加装觇牌,有利于远距离瞄准；有利于远距离瞄准；用多测回观测取平均值用多测回观测取平均值,提高精度。提高精度。

40、测站测站近尺视线近尺视线远尺视线远尺视线二、桥梁高程控制测量二、桥梁高程控制测量11121311718(a)(b)(c)水准尺觇牌觇牌孔觇牌固紧螺丝104593 由观测者根据水准仪横丝指挥远尺立尺者上下移动觇牌，由观测者根据水准仪横丝指挥远尺立尺者上下移动觇牌，使觇牌中部的横条或三角形图案被水准仪的横丝所平分。使觇牌中部的横条或三角形图案被水准仪的横丝所平分。由立尺者根据觇牌中心孔的指标线在水准尺上读数。由立尺者根据觇牌中心孔的指标线在水准尺上读数。觇牌上图案设计觇牌上图案设计成有利于瞄准成有利于瞄准9346（二）电磁波测距三角高程测量（二）电磁波测距三角高程测量（三）（三）GNSS高程测量高

41、程测量 用全站仪可进行电磁波测距三角高程测量。在河的两用全站仪可进行电磁波测距三角高程测量。在河的两岸布置岸布置A A、B B两个临时水准点两个临时水准点,在在A A点安置全站仪点安置全站仪,量取仪器量取仪器高高 i；在；在B B点安置棱镜，量取棱镜高点安置棱镜，量取棱镜高l；全站仪瞄准棱镜中；全站仪瞄准棱镜中心心,测观天顶距测观天顶距Z和斜距和斜距S,S,计算出计算出A,BA,B点间的高差。由于过点间的高差。由于过河的距离较长河的距离较长,高差测定受到地球曲率和大气垂直折光的高差测定受到地球曲率和大气垂直折光的影响。应采用对向观测的方法影响。应采用对向观测的方法,能抵消地球曲率和大气垂能抵消

42、地球曲率和大气垂直折光的影响。直折光的影响。用用GNSS测量布设的桥梁平面控制网也可以用测量布设的桥梁平面控制网也可以用GNSS高程高程测量的方法进行两岸控制点高程的联测。河面宽阔的特大测量的方法进行两岸控制点高程的联测。河面宽阔的特大桥梁，用过河水准测量和三角高程测量有困难时更为合适。桥梁，用过河水准测量和三角高程测量有困难时更为合适。fl-icosZSABhaaaabbbbccccddddABCDkkkk11112222333344444321桥墩中心线桥台中心线桥梁轴线道路中线道路中线4793一、中小型桥梁施工测量一、中小型桥梁施工测量（一）桥梁中轴线和施工控制桩测设（一）桥梁中轴线和施

43、工控制桩测设 根据道路中线上的桥位施工控制桩根据道路中线上的桥位施工控制桩k k1 1,k k2 2,k k3 3,k k4 4，测设出桥台和桥，测设出桥台和桥墩的中心桩位墩的中心桩位A,B,C,DA,B,C,D点点,然后分别在这些点上安置全站仪，在与桥然后分别在这些点上安置全站仪，在与桥梁中轴线垂直的方向上测设桥台和桥墩的施工控制桩位梁中轴线垂直的方向上测设桥台和桥墩的施工控制桩位a a1 1,a a2 2,b b1 1,b b2 2,，每侧要有两个控制桩。，每侧要有两个控制桩。（二）桥梁基础施工测量 根据桥台和桥墩的中心线定出基坑开挖边界线。基坑上口尺寸应根据坑深、边坡坡度、土质情况和施工

44、方法而定。基坑挖到一定深度后，应根据水准点高程在坑壁测设距基底设计面为一定高差（例如1米）的水平桩,作为控制挖深及基础施工的高程依据。9348基础完工后，应根据上述的桥位控制桩和墩、台控制桩基础完工后，应根据上述的桥位控制桩和墩、台控制桩用经纬仪或全站仪在基础面上测设墩、台中心及其相互用经纬仪或全站仪在基础面上测设墩、台中心及其相互垂直的纵、横轴线，根据纵、横轴线即可放样桥台、桥垂直的纵、横轴线，根据纵、横轴线即可放样桥台、桥墩的外廓线，作为砌筑桥台和桥墩的依据。墩的外廓线，作为砌筑桥台和桥墩的依据。（一）桥梁墩台定位测量9349 二、大中型桥梁施工测量 大型桥梁的施工必须布设平面控制网和高程

45、控制网。大型桥梁的施工必须布设平面控制网和高程控制网。控制网布设后控制网布设后,用较精密的方法进行墩台定位和架设梁部用较精密的方法进行墩台定位和架设梁部结构的定位。结构的定位。大桥的梁部结构大桥的梁部结构方向交会法测设桥墩9350EDCFABPPP123A A-B B为桥轴线，为桥轴线，C,DC,D为桥梁平面控制网中的控制点，为桥梁平面控制网中的控制点，P Pi i点为点为第第i i个桥墩设计的中心位置。用方向交会法测设桥墩中心个桥墩设计的中心位置。用方向交会法测设桥墩中心位置时，需要位置时，需要计算在桥梁控制点上的交会角：计算在桥梁控制点上的交会角：,。桥梁轴线桥梁轴线控制点控制点控制点控制

46、点DADADDCCCACAxxyyxxyyxxyyxxyyarctanarctanarctanarctan2222方向线相交的方向线相交的角度应近于角度应近于9090方向交会法的误差三角形5193由于测量误差的影响，从由于测量误差的影响，从C,A,D点指来的三条方向线一般点指来的三条方向线一般不可能正好交会于一点，而构成方向交会定点位的不可能正好交会于一点，而构成方向交会定点位的“误差误差三角形三角形”(P(Pa a-P-Pb b-P-Pc c)。如果误差三角形在桥如果误差三角形在桥轴线上的边长轴线上的边长(P(Pa a-P-Pb b)为容许范围之内为容许范围之内 (一一般规定：对于墩底放般规

47、定：对于墩底放样样,为为2.5cm;2.5cm;对于墩对于墩顶放样，为顶放样，为1.5cm1.5cm），），则取则取C,DC,D 两点指来方两点指来方向线的交点向线的交点P PC C在桥轴在桥轴线上的投影点线上的投影点P Pi i作为作为桥墩放样的中心位置。桥墩放样的中心位置。误差误差三角形三角形桥墩中心点桥墩中心点极坐标法测设桥墩 在使用全站仪进行桥梁墩台定位时，用极坐标法放样桥墩中心位置，则更为方便。对于极坐标法，原则上可以将仪器放于任何控制点上，按计算的放样数据（角度和距离）测设点位。9352EDCFABPPP123 测设桥墩中心位置，测设桥墩中心位置，最好是将仪器安置于最好是将仪器安置

48、于桥轴线点桥轴线点A A或或B B上，瞄上，瞄准另一轴线点作为定准另一轴线点作为定向，然后指挥棱镜安向，然后指挥棱镜安置在该方向上测设置在该方向上测设APAPi i或或BPBPi i的距离的距离,即可即可定出桥墩中心位置定出桥墩中心位置P Pi i点。点。（二）桥梁梁部架设施工测量 桥梁的梁部结构一般较为复杂,要求对墩台的方向、距离和高程用较高精度测设，作为架梁的依据。9353 桥梁中心线方向测定桥梁中心线方向测定,在直线部分采用准直法在直线部分采用准直法,用经纬仪用经纬仪或全站仪正倒镜分中法或全站仪正倒镜分中法,刻划方向线。如果跨距较大刻划方向线。如果跨距较大(100m),100m),应逐个

49、桥墩观测左、右角。在曲线部分则采用偏角应逐个桥墩观测左、右角。在曲线部分则采用偏角法或极坐法。相邻桥墩中心点间距离用测距仪观测，在中法或极坐法。相邻桥墩中心点间距离用测距仪观测，在中心标板上刻划里程线心标板上刻划里程线,与已经刻划的墩台方向线正交与已经刻划的墩台方向线正交,形成形成代表墩台中心的十字。代表墩台中心的十字。墩台顶面高程用精密水准测定墩台顶面高程用精密水准测定,构成水准路线构成水准路线,附合到附合到两岸水准点上。两岸水准点上。如果梁的拼装系自如果梁的拼装系自两端悬臂两端悬臂、跨中合拢跨中合拢，则合拢前的，则合拢前的测量重点应放在两端悬臂的相对关系上。中心线方向偏差测量重点应放在两端

50、悬臂的相对关系上。中心线方向偏差,高程差和距离差要符合设计和施工的要求。高程差和距离差要符合设计和施工的要求。大型斜拉桥主要由索塔(墩塔)、斜拉索、主梁三大部分组成，塔、索、梁三者之间的联系一般常用双塔三跨连续梁布置。9354固定于索塔的斜拉索每隔一固定于索塔的斜拉索每隔一定索距对梁进行提拉，将梁定索距对梁进行提拉，将梁的荷载传至索塔，再传至塔的荷载传至索塔，再传至塔墩基础。斜拉桥的结构特点墩基础。斜拉桥的结构特点有利于用悬臂法架设主梁。有利于用悬臂法架设主梁。(包括预制拼装或现场浇注包括预制拼装或现场浇注)双塔三跨连续梁的斜拉桥双塔三跨连续梁的斜拉桥上海杨浦大桥上海杨浦大桥工作平台斜拉索索塔