横断面工程量计算方法总结与研究

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横断面法计算场地平整挖填方土方量

横断面法计算场地平整挖填方土方量

横断面法计算场地平整挖填方土方量地形平缓或台阶宽度较大地段的土方量计算,利用方格网法计算场地平整土方,比较精准。

当地形起伏较大可用横断面法计算,误差较大,要做到尽量接近现状,这里横向当地形起伏大,或挖填深度大,抵消或降低各个断面间距内断面有一定程度高差变化所产生误差,把误差影响度降低。

横断面计算场地平整土方1 .划分横断面:根据地形图、竖向布置图或现场测绘,在土方计算场地划分出若干个横断面,并应垂直于等高线或主要建筑物边长,各断面间距可以不相等,保证间距内断面高差变化不大,断面间距一般为IOm或20m,在平坦地区可大些,但最大不大于100m。

2 .画横断面图形:按比例绘制每个横断面的自然地面和设计地面的轮廓线,则自然地面轮廓线与设计地面轮廓之间的面积,即为挖方或填方的断面积。

根据地形的变化对与道路纵向轴线方向相垂直的断面进行测量,其中直线段所测断面方向与纵向中线方向垂直,而曲线路段与测点的切线方向垂直。

在对横断面测量以后,为计算道路工程土方量,接着就要绘制纵向道路横断面图。

在实际工作中,横断面图的绘制通常是采用手工在米格纸上按照一定比例用卡规和复式比例尺按照横向绘制闭合图形。

然后把每一个断面的横断面图分成若干个梯形用卡规量出每一个梯形的上底、下底和高,计算出每一个梯形的面积,然后把所有的梯形面积相加才得到一个断面面积。

横断面填挖面积的计算横断面填挖面积是指横断面设计线与横断面地面线所包围的图形的面积。

用积距法计算横断面面积积距法的原理是把断面面积垂直分割成宽度相等的若干条块取每一条块的平均高度,然后乘以宽度,即可得出每一条块的面积:A=EAi=bX∑hi积距法求面积就是在实际操作中转化为量取hi的累加值,用分规量取图上按Jll 三连续量取每一条块的平均高度hi,累计高就是£hi,将条块宽度乘以累计高度∑Ai,即为填或挖的面积。

A=a/2*(ho+2hl+2h2+2h3+2h4+2h5+...h∩)当条块分距不一样时A=hO*(al+a2)∕2+hl*(a2+a3)∕2+h2*(a3+a4)∕2+h3*(a4÷a5)/2+...hn-l*(an-l+a∩)/2通常道路横断面施测要求每20m测一个断面。

路基工程量计算.

路基工程量计算.

用横断面面积计算计算方法有积距法、坐标法、几何图形法、数方格法、求积仪法等,通常采用积距法和坐标法。

1.积距法:即将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形,每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积:Ai=b hi 则横断面面积:A =b h1+b h2 +b h3 +… +b hn =b∑ hi当 b = 1m 时,则 A 在数值上就等于各小条块平均高度之和∑ hi 。

2.坐标法:若已知断面图上各转折点坐标(xi,yi), 则断面面积为:A = [∑(xi yi+1-xi+1yi ) ] 1/2坐标法的计算精度较高,适宜用计算机计算。

二、土石方数量计算路基土石方数量在工程上通常采用近似方法计算。

1.平均断面法即假定相邻断面间为一棱柱体,则其体积为:V=(A1+A2)式中:V —体积,即土石方数量(m3);A1、A2 —分别为相邻两断面的面积(m2);L —相邻断面之间的距离(m)。

公路上常采用平均断面法计算,但其精度较差,只有当A1、A2相差不大时才较准确。

2.棱台体积法当A1、A2相差较大时,则按棱台体公式计算:V= (A1+A2) L (1+ )式中:m = A1 / A2 ,其中A1 <A2。

此方法精度较高,应尽量采用。

计算路基土石方数量时,应扣除大、中桥及隧道所占路线长度的体积;桥头引道的土石方,可视需要全部或部分列入桥梁工程项目中,但应注意不要遗漏或重复;小桥涵所占的体积一般可不扣除。

路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积(填方扣除、挖方增加)。

路基工程中的挖方按天然密实方体积计算,填方按压实后的体积计算,各级公路在土石方调配时注意换算。

(第一个桩号挖方面积+第二个桩号挖方面积)/2=平均挖方面积,用平均挖方面积×长度=挖方体积。

宽度×厚度×长度+每层放坡增加的方量(根据坡度来进行计算)。

20(长)×3(宽)×0.5(厚)的道路,放坡1:3,每30cm一层。

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

第三节纵横断里丈量及土石圆工程量估计之阳早格格创做门路定测阶段正在完毕中线丈量以去,还必须举止门路纵、横断里丈量.门路纵断里丈量又称为中线程度丈量,它的任务是正在讲路中线测定之后,测定中线上各里程桩(简称中桩)的大天下程,并画造门路纵断里图,去表示沿门路中线位子的天形起伏状态,主要用于门路纵坡安排.横断里丈量是测定中线上各里程桩处笔直于中线目标的天形起伏状态,并画造横断里图,供路基安排、动工搁边桩使用,并通过估计横断里图的挖、掘断里里积即相邻中桩的距离即可估计动工的土石圆数量.线路纵断里包罗门路程度丈量战线路纵断里画造二项真量.其中门路程度丈量分二步举止,最先是沿线路目标树坐若搞个程度面,按等第程度丈量的细度央供测定其下程,称为基仄丈量;而后以基仄丈量所得各程度面下程为前提,按等中程度丈量的细度央供分段举止中线各里程桩大天下程的程度丈量,称为中仄丈量.一、基仄丈量程度面的树坐应根据需要战用途的分歧,可树坐永暂性战临时性的程度面.门路起末面战末面、需少暂瞅测的工程附近均树坐永暂性程度面,永暂性程度面应埋设标石,也可树坐正在永暂性修筑物的前提上或者用金属标记嵌正在基岩上.程度面稀度应根据天形战工程需要而定,正在丘陵战山区每隔树坐一个,正在仄本天区每隔1-2km树坐一个.基仄丈量时,应将起初程度面与附近的国家程度面联测,以赢得千万于下程,共时正在沿线程度丈量中,也应尽管与附近国家程度面联测,产生附合程度门路,以赢得更多的检点条件,当门路附近不国家程度面或者引测有艰易时,也可参照天形图选定一个与真天下程靠近的动做起初程度面的假定下程.基仄丈量应使用不矮于DS3级程度仪,采与一组往返或者二组单程正在程度面之间举止瞅测.程度丈量的细度央供,往返瞅测或者二组单程瞅测的下好不符值应谦脚:(山岭沉丘区)km计(简直可参照《公路勘察典型》(JTJ061-99)).若下好不符值正在限好以内,与其下好仄衡值动做二程度面间下好,可则需要沉测.末尾由起初面下程及安排后下好估计各程度面下程.二、中仄丈量中仄丈量即线路中桩的程度丈量,普遍以相邻二程度面为一测段,从一程度面启初,用视线下法逐面施测中桩的大天下程,附合到下一个程度面上.相邻二转面间瞅测的中桩,称为中间面.为了削强下程传播的缺面,瞅测时应先瞅测转面,后瞅测中间面.转面应坐正在尺垫上或者宁静的牢固面上,尺子读数至毫米,视线少度不大于150m;中间面尺子应坐正在紧靠中桩的大天上,尺子读数至cm,视线少度可适合搁少.如图9-14所示,程度仪置于I站后,后视程度面为BM1,前视转面为TP1,将瞅测截止分别记进表9-2中的“后视”战“前视”栏内,而后瞅测0=000……,0=120等各中桩面,将读数分别记进“中视”栏.将仪器搬到Ⅱ站,后视转面为TP1,前视转面为TP2,而后瞅测各中桩大天面,用共法继承念前瞅测,直至附战到下一面程度面BM2,完毕一测段的瞅测处事.表9-2测站测面程度尺读数仪器视线下度下程后视中视前视1BM1K0+0000+0200+040图9-14中桩程度丈量的细度央供,普遍与测段下好与二端程度面中间面的大天下程及前视面下程,一律按所属测站的视线下程举止估计.每一测站的估计公式如下:视线下程=后视面下程+后视读数转面下程=视线下程-前视读数中桩下程=视线下程-中视读数三、纵断里图的画造纵断里图是表示线路中线目标的大天起伏战安排纵坡的线状图,它反映中线目标的大天起伏,又可正在其上举止纵坡安排,是线路安排战动工的要害资料,也是线路纵背安排的依据.如图9-15所示,正在图的上半部,从左至左画有二条贯脱齐图的线,细合线表示中线目标的本量大天线,是根据桩间距战中桩下程按比率画造的;其余一条是细线,表示戴有横直线正在内的经纵坡安排后的中线,是纵坡安排时画造的.别的,正在图上还止还注有程度面位子、编号战下程,桥涵的典型、孔径、跨数、少度、里程桩号战安排火位,横直线示企图及其直线元素,共某公路、铁路接叉面的位子、里程战有闭证明等.正在图的下部几栏表格中,注记有闭丈量战纵坡安排的资料,其中包罗以下几项真量;直线与直线直线与直线为中线示企图,直线部分用直角的合线表示,上凸的表示左偏偏,下凸的表示左偏偏,并证明接面编号战直线半径.里程普遍按比率标注百米桩战公里桩,里程比率普遍按1:1000、1:2000或者1:5000,为超过大天坡度变更,下程比率是里程比率的10倍.大天下程按中仄丈量成果挖写相映里程桩的大天下程.安排下程按中线安排纵坡估计的路基的下程.根据安排纵坡坡度i战相映的火仄距离D,按下式即可从A面的下程B面的下程9-15)坡度从左至左进与斜的线表示上坡(正坡),下斜的线表示下坡(背坡),斜线上以百分数注记坡度的大小,斜线下为坡少,火仄路段坡为整.土壤天量证明标明路段的土壤天量情况.四、横断里丈量横断里丈量的图9-15任务是测定中桩二侧笔直于中线目标的大天起伏,而后画造横断里图,供路基安排、土石圆量估计战动工搁边桩之用.横断里丈量的宽度由路基宽度及天形情况决定,普遍正在中线二侧各侧15~50m.举止横断里丈量最先要决定横断里的目标,而后正在此目标上测定中线二侧大天坡度变更面的距离战下好.1.横断里目标的测定直线段横断里目标即是与路中线相笔直的目标,普遍用目标架测定,如图9-16,将目标架置于中桩面上,以其中一目标对付准门路前圆(或者后圆)某一中桩,则另一目标即为横断里施测目标.图9-162.横断里丈量要领横断里丈量中的距离战下好普遍准确到0.1m即可谦脚工程的央供.果此横断里的丈量要领多采与浅易的丈量工具战要领,以普及处事效用.底下介绍几种时常使用的要领.(1) 标杆皮尺法如图9-17,A、B、C为横断里目标上所选定的变坡面,施测图9-17时,将标杆坐于A面,皮尺靠中桩大天推仄,量出至A面的仄距,皮尺截与标杆的下度即为二面的下好,共法可测出A至B、B至C……等测段的距离战下好,此法烦琐,但是细度较矮.(2)程度仪法当横断里丈量细度央供较下,横断里目标下好变更不大时,多采与此法.施测时用钢尺(或者皮尺)量距,程度仪后视中桩标尺,供得视线下程后,再分别正在横断里目标的坡度变更面上坐标尺,视线下程减去诸前视面读数,即得各测面下程.(3)经纬仪法正在天形搀纯横坡较陡的天段,可采与此法.真施时,将经纬仪安顿正在中桩上,用视距法测出横断里目标各变坡面至中桩间的火仄距离与下好.横断里丈量中下速公路、一级图9-18公路普遍采与程度仪皮尺法、经纬仪法,二级及二级以下公路可采与标杆皮尺法,但是检测限好应切合确定.3.横断里图的画造根据横断里丈量成果,正在毫米圆格纸上画造横断里图,距离战下程与共一比率尺(常常与1:100或者1:200),普遍是正在家中边测边画,那样便于即时对付横断里图举止检点.画图时,先正在图纸上标定佳中桩位子,而后由中桩启初,分安排二侧逐一按各测面间的距离战下程画于图纸上,并用直线对接相邻面,即得该中桩的横断里图.图9-18为横断里图上画有安排路基横断里的图形.五、土石圆工程量估计横断里图画佳后,经路基安排,当前透明纸上按与横断里图相共的比率尺分别画造出路堑、路堤战半挖半掘的路图9-19基安排线称为尺度断里图,而后按纵断里图上该中桩的安排下程把尺度断里图套到该真测的横断里图上,雅称“套帽子”;也可将路基断里安排线间接画正在横断图上,画造成路基断里图.图9-19所示为半挖半掘的路基断里图,通过估计断里图的挖、掘断里里积及相邻中桩间的距离,即不妨估计出动工的土石圆量.路基挖、掘里积,便是横断里图上本大天线与路基安排线所包抄的里积.横断里里积普遍为不准则的几许图形,估计要领有积距法、几许图形法、供积仪法、坐标法战圆格法等,时常使用的有积距法战几许图形法,现搞简朴介绍:(1)积距法积距法是单位横宽b把横断里区分为若搞个梯形战三角形条块,睹图9-20,则每一个小条块的近似里积等于其仄衡下度h i乘以图9-20横距b i,断里积总战等于各条里积的总战,即常常横断里图皆是测画正在圆格纸上,普遍可与细线间距1cm为单位,如测图比率尺为1:500,则单位横距b即为5m,按上式即可供得断里里积.仄衡下好总战Σh i可用“卡规”供得,如挖掘断里较大时,可改用纸条,即用厘米圆格纸合成正在条动做量尺量得.该法估计赶快,简朴便当,可间接得出挖掘里积.(2)几许图形法几许图形法是当横断里大天较准则时,可分成几个准则的几许图形,如三角形、梯形或者矩形等,而后分别估计里积,即可得出总里积值.其余,估计横断里里积时,应注意:①将挖圆里积Аt 战掘圆里积A W 分别估计;②估计掘圆里积时,边沟正在一定条件下是定值,故边沟里积可单独估计出间接加正在掘圆里积内,而不必连共掘圆里积一并卡积距;③横断里里积估计与值到2,算出后可挖写正在横断里图上,以便估计土石圆量.2.路基土石圆量估计(1)常常为估计便当,普遍均采与仄衡断里法,并近似采与下式,即L A A V 221+=( 9-16)式中1A 、2A ——分别为相邻二桩号的断里里积;L ——相邻二桩间距离(2)当1A 战2A 出进很大时,所供体积则与棱柱体更为靠近,可按下式估计:)11()(3121m mL A A V +++=(9-17)式中m ——比率系数,即1A /2A (1A 为小里积,2A 为大里积);L ——相邻断里1A 、2A 的距离(3)对付于挖掘过度天段(睹图9-21)图9-21为透彻估计其土石圆体积,应决定其中掘圆或者挖圆里积正佳为整的断里位子.设L 为从整挖断里Аt到整掘断里A W的距离,则此路段角锥体的体积为9-18)。

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

第三节纵横断面测量及土石方工程量计算路线定测阶段在完成中线测量以后,还必须进行路线纵、横断面测量。

路线纵断面测量又称为中线水准测量,它的任务是在道路中线测定之后,测定中线上各里程桩(简称中桩)的地面高程,并绘制路线纵断面图,来表示沿路线中线位置的地形起伏状态,主要用于路线纵坡设计。

横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态,并绘制横断面图,供路基设计、施工放边桩使用,并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离便可计算施工的土石方数量。

线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。

其中路线水准测量分两步进行,首先是沿线路方向设置若干个水准点,按等级水准测量的精度要求测定其高程,称为基平测量;然后以基平测量所得各水准点高程为基础,按等外水准测量的精度要求分段进行中线各里程桩地面高程的水准测量,称为中平测量。

一、基平测量水准点的设置应根据需要和用途的不同,可设置永久性和临时性的水准点。

路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点,永久性水准点应埋设标石,也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。

水准点密度应根据地形和工程需要而定,在丘陵和山区每隔0.5-1km设置一个,在平原地区每隔1-2km设置一个。

基平测量时,应将起始水准点与附近的国家水准点联测,以获得绝对高程,同时在沿线水准测量中,也应尽量与附近国家水准点联测,形成附合水准路线,以获得更多的检核条件,当路线附近没有国家水准点或引测有困难时,也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程。

基平测量应使用不低于DS3级水准仪,采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。

水准测量的精度要求,往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足:f h 30、L mm(平原微丘区)或451 L mm(山岭重丘区)式中L为水准路线长度,以km计(具体可参考《公路勘测规范》(JTJ061-99 ))。

横断面面积计算及土方计算新方法

横断面面积计算及土方计算新方法

一、横断面面积计算路基的填挖断面面积,是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积,高于地面线者为填,低于地面线者为挖,两者应分别计算。

通常采用积距法和坐标法。

1.积距法:如图4-4将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形,每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积:Ai=b hi则横断面面积: A =b h1+b h2+b h3+… +b hn=b∑ hi当 b = 1m 时,则 A 在数值上就等于各小条块平均高度之和∑ hi。

2.坐标法:如图4-5已知断面图上各转折点坐标(xi,yi), 则断面面积为:A = [∑(xi yi+1-xi+1yi) ] 1/2坐标法的计算精度较高,适宜用计算机计算。

图4-4 横断面面积计算(积距法)h 4h 1h 2h 3hnA图4-5 横断面面积计算(坐标法)5,y 5)二、 土石方数量计算路基土石方计算工作量较大,加之路基填挖变化的不规则性,要精确计算土石方体积是十分困难的。

在工程上通常采用近似计算。

即假定相邻断面间为一棱柱体,则其体积为:V=(A 1+A 2)2L 式中:V — 体积,即土石方数量(m 3);A 1、A 2 — 分别为相邻两断面的面积(m 2);L —相邻断面之间的距离(m )。

此种方法称为平均断面法,如图4-5。

用平均断面法计算土石方体积简便、实用,是公路上常采用的方法。

但其精度较差,只有当A1、A2相差不大时才较准确。

当A1、A2相差较大时,则按棱台体公式计算更为接近,其公式如下:V=31(A 1+A 2) L (1+mm1)式中:m = A 1 / A 2 ,其中A 1 <A 2 。

图4-5 平均断面法第二种的方法精度较高,应尽量采用,特别适用计算机计算。

用上述方法计算的土石方体积中,是包含了路面体积的。

若所设计的纵断面有填有挖基本平衡,则填方断面中多计算的路面面积与挖方断面中少计算的路面面积相互抵消,其总体积与实施体积相差不大。

公路设计中横断面填挖工程量的计算

公路设计中横断面填挖工程量的计算
题 , 是 可行 的 , 是 必 要 的 。 既 也 I 问题 的分 析
离 。这 些 数 据 在 旧路 面 计 算 中是 必 需 的 。 土 基 线 的求 解 比较 复 杂 。 首先 , 确定 设 计 标准 路 需 基横 断面 、 坡 和边沟 、 坡 挡土构造 物等几何 数据 , 边 收 以及 路 面 各 部 位 的结 构 厚 度 。然 后 根 据 横 断 面 桩 号 处 的平 面 线 型 特 性 和 实 际 情 况 , 定 是 否 需 要 进 行 曲线 确 处 超 高 和 曲 线 内侧 加 宽 计 算 。 为 旧 路 面 拓宽 , 要 将 若 则 旧路 面 的地 面 线 数 据 与 设 计 横 断 面 的 数 据 相 比 较 , 并 进 行 拓 宽 计算 , 以确 定 横 断 面 的拓 宽值 。 合 设 计所 确 结
在 图 1中 , 于 描 述 横 断 面 的 原 状 地 面 起 伏 情 况 用 的 线 称 为 地 面 线 ; 表 示 路 面 结 构 层 与 路 基 土 层 分 界 而
面在 横 断 面 上 的投 影 线 , 为 土基 线 。 于 土基 线 上 面 称 位

的 闭合 多 边 形 的 面 积 即 为 挖 方 面 积 , 于 土 基 线 下 面 位
线 所 形 成 的 断 面 填 挖 面 积 , 后 再 进 行 纵 向 合 计 得 到 然 的 。 统 的计 算 横 断 面 填 挖 面 积 的 方 法 有 几 何 图形 法 、 传
数 方 格法 、 积 仪 法 等 。 些 传 统 的手 工 计算 方 法 既 费 求 这 时 又 不准 确 , 响 了公 路 工 程 设 计 的效 率 和 质 量 。 软 影 在 件 技 术 突 飞 猛 进 的 今 天 , 用 计 算 机 软 件 解 决 这 个 问 使

工程量计算方法总结(路基+路面)

工程量计算方法总结(路基+路面)

路基、路面组初编版路基、路面勘察设计工作总结路基、路面设计的合理性是影响公路总体造价高低的一个重要原因,因此对路基、路面进行合理的设计显得何为重要!路基、路面的设计的内容主要包括:(1)本册目录、(2)说明书、(3)路基设计表、(4)路基标准横断面图、(5)一般路基设计图、(6)路基横断面设计图、超高方式图、(7)填前夯(压)实工程数量表、(8)高填深挖路基工程数量表、(9)低填及挖方路基处理工程数量表(低填浅挖出来工程数量表)、(10)低填及挖方路基处理设计图、(11)桥头路基处理工程数量表、(12)桥头路基处理工程设计图、(13)斜坡挖台阶工程数量表、(14)高陡及填挖交界处理工程数量表、(15)高陡路堤设计图、(16)半填半挖路基处理设计图、(17)填挖交界路基处理设计图、(18)新旧填方路基交界处理设计图、(19)特殊路基设计表、(20)特殊路基设计工程数量表(软土换填)、(21)特殊路基设计工程数量表(淤泥换填)、(22)特殊路基设计图、(23)旧路处理工程数量表、(24)路基土石方数量计算表(路床60cm)、(25)路基土石方数量计算表(路床60cm以下)、(26)路基每公里土石方数量表(路床60cm)、(27)路基每公里土石方数量表(路床60cm以下)、(28)路基土石方运量统计表(路床60cm)、(29)路基土石方运量统计表(路床60cm以下)、(30)清除表土工程数量表、(31)修整路基工程数量表、取土坑(场)、(32)弃土坑(场)一览表、取土场平面设计图、(33)弃土场平面设计图、(34)取土场、(35)弃土场排水防护工程数量表、(36)弃土堆防护工程一般设计图、(37)路基防护工程数量表:1.挡墙工程数量表、2.路基防护工程数量表(下边坡植草)、(38)路基防护工程设计图:挡土墙布置图、(39)路面工程数量表、(40)路面结构设计图、(41)水泥混凝土路面钢筋用量表、(42)水泥混凝土路面接缝构造图、(43)水泥混凝土路面接缝钢筋补强图、(44)路桥连接过渡段工程数量表、(45)桥头渐变段路面板分块布置图、(46)桥头渐变段砼路面板钢筋网布置图、(47)涵洞顶路面补强钢筋数量表、(48)圆管涵洞顶路面板钢筋网补强布置图、(49)盖板涵洞顶路面板钢筋网补强布置图、(50)平曲线上路面加宽表、(51)路基路面排水工程数量表:1.边沟、2.排水沟、3.盖板沟、4.急流漕、(52)路基路面排水工程设计图路基、路面设计分为:外业勘测设计和内业设计。

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

路基纵横断面测量及土石方工程量计算

第三节纵横断面测量及土石方工程量计算路线定测阶段在完成中线测量以后,还必须进行路线纵、横断面测量。

路线纵断面测量又称为中线水准测量,它的任务是在道路中线测定之后,测定中线上各里程桩(简称中桩)的地面高程,并绘制路线纵断面图,来表示沿路线中线位置的地形起伏状态,主要用于路线纵坡设计。

横断面测量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态,并绘制横断面图,供路基设计、施工放边桩使用,并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离便可计算施工的土石方数量。

线路纵断面包括路线水准测量和线路纵断面绘制两项内容。

其中路线水准测量分两步进行,首先是沿线路方向设置若干个水准点,按等级水准测量的精度要求测定其高程,称为基平测量;然后以基平测量所得各水准点高程为基础,按等外水准测量的精度要求分段进行中线各里程桩地面高程的水准测量,称为中平测量。

一、基平测量水准点的设置应根据需要和用途的不同,可设置永久性和临时性的水准点。

路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点,永久性水准点应埋设标石,也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标志嵌在基岩上。

水准点密度应根据地形和工程需要而定,在丘陵和山区每隔0.5-1km设置一个,在平原地区每隔1-2km设置一个。

基平测量时,应将起始水准点与附近的国家水准点联测,以获得绝对高程,同时在沿线水准测量中,也应尽量与附近国家水准点联测,形成附合水准路线,以获得更多的检核条件,当路线附近没有国家水准点或引测有困难时,也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程。

基平测量应使用不低于DS3级水准仪,采用一组往返或两组单程在水准点之间进行观测。

水准测量的精度要求,往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足:f f—fh - 30、' L mm(平原微丘区)或一45= L mm(山岭重丘区)式中L为水准路线长度,以km计(具体可参考《公路勘测规范》(JTJ061-99 ))。

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横断面工程量计算方法总结与研究
摘要:道路工程中路基填挖土石方量是道路工程的一个重要组成部分,其中填挖土石方数量则直接对工程造价产生影响。

尤其是对于山区低等级公路而言,土石方工程量的造价可达建安费的30%以上。

本文对目前常用的土石方计算方法进行总结,并提出重心法进行土方计算。

关键字:土石方计算、横断面面积、重心法
1 前言
道路项目中填挖土石方工程量是路基工程的重要组成部分,土石方工程量的精确与否直接影响工程造价。

土石方的计算目前已经比较成熟,在此编者将常用的土石方计算方法进行总结列举,并提对横断面面积进行修正的重心法进行说明。

2 横断面面积计算
路基横断面面积是指在横断面设计中完成戴帽的横断面设计线与地面线之间所夹的面积,包括填方和挖方面积,计算中区分处理。

目前常用的计算方法有积距法、坐标法、几何法和混合法。

积距法:是采用积分的思想将夹取断面分为若干个等宽度的条状带(一般分解为若干个竖向的条状带),从而将该带状近似为长方形处理,所以在计算面积时只需要量取每条带的平均长度,然后乘以宽度就得出每一块的面积。

A=∑Ai=bxh1+bxh2+…+bxhi=bx∑hi(公式1)
A :断面面积,单位㎡
Ai:第i块面积
B :等分的宽度,通常用1m
hi:第i块量取的平均长度
由此可见积距法求算面积,其实是将面积转化为量取的平均高度进行累加再乘以宽度得解。

坐标法:给定多边形的坐标后由解析几何进行多边形面积计算公式如下:
A=∑(xiyi+1-xi+1yi)(公式2)
图1 坐标法示意闭合多边形
坐标法计算精度较高,但是由于计算繁琐,一般在计算机程序中进行计算应用。

几何法:当横断面线设计线及地面线都比较规则,且断面较大,可将路基断面分为几个规则的几何图形后分别进行面积计算,最后将几部分累加得到总面积。

混合法:就是将积距法与几何法综合,目的是可以方便求解一个较大的横断面面积,加快计算速度。

3 断面间体积计算
横断面面积计算完成后则需要进行填挖方体积的计算。

横断面间体积的计算目前最常用的为平均断面法和棱台法,还有基于数模功能进行的数模交割计算法。

平均断面法:平均断面法因其计算最为简单而被普遍应用。

体积等于前后断面面积均值乘以断面间距(桩号差)。

V=(A1+A2)XL/2(公式3)
图2 前后横断面示意图
棱台法:采用将前后断面近似为连续的棱台体,故采用棱台公式进行断面间体积计算。

台法相对平均断面法精度较高,一般在计算机中较多使用。

V=(公式4)
将公式3-公式4得到:△V=,由此可见平均断面法体积>棱台法体积。

且前后断面面积差值越小△V越趋近于0。

一般项目设计中为了工程量实现保守估计故采用平均断面法是比较合适的。

图3 填挖过渡断面示意图
不足:采用理想模型的情况下如果断面是填挖过渡断面(如上图3),那么
我们可以看到我们一般计算公式是采用L全段长作为面积过渡长,但是实际过渡到0面积的过渡长度是小于L全长的。

故以上一般计算模型在填挖过渡段得到的土方量均比实际土方有所增加。

其次理想断面忽略了中间存在突变的情况,所以实际低等级项目中我们通过中间加桩来实现。

数模交割法:数模交割法是基于数字地面模型形成的方法,该方法通过原有地形数模A与新建成道路或预场平数模B,进行数模A与B的交割计算得到对应的填挖方总量。

该方法对填挖方总量计算精度最准确,解决了桩号间地形突变引起的误差。

但采用本方法目前不能很好的解决桥隧结物部分的工程量扣除及按照逐桩区间输出填挖方量进行土石方调配。

故在道路设计中应用较少,而更多的用于市政建筑工程的场平项目,或取、弃土坑(堆)的工程量计算。

4 重心法
从上面断面间体积计算可以见,平均断面法及棱台法都建立在两横断面是相互平行的基础上完成的,也就是路线在这里已经被默认为直线了。

但是在道路设计中尤其是低等级道路中道路以曲线为主,这样就可能带来一定的误差。

如下图示意:为某路线平面图,等高线由左向右升高,右侧为所靠山体。

图4 平面线示意图
上图扇形区间为本道路工程的开挖范围,其断面A1断面A2横断面如下:图5 K18+700横断面A1
图6 K18+720横断面A2
对于有项目经验的工程师来说,会比较清楚该弯道位置土石方工程量无论采用平均断面法还是棱台法计算其计算得到的量都将比实际量要小。

原因在于我们计算公式中两断面间的距离采用的是桩号差,断面已经被假定为相互平行的断面,视为一个棱台体。

而实际项目开挖范围则是示意的整个扇形区域内的一个扇形体,而且主要开挖量都集中于路线右侧范围内。

一般设计中习惯将小半径断面进行桩号加密,比如讲桩号间距加密为5m,
也就是将上面的两横断面间再分成4份,但是我们可以发现等分的结果只是等于将中间的地面线进行了更加细化的处理,而最终并没有消除外侧扇形体体积计算的这部分误差。

如何更准确的计算出扇形体的工程量呢?这里编者将将引入一个横断面面积修正系数K。

计算K所需的两个参数如下:
参数1:R断面桩号轴线半径左侧为负,右侧为正
参数2:DL重心距:重心至道路中线的水平距离,重心在左侧为负,重心位于右侧为正。

得到横断面面积修正系数K:
K=(R-DL)/R=1-DL/R 当R≠0
K=1当R=0
从上修正系数可以看出,当路线半径绝对值越大,那么系数就越趋近于1,当为直线或面积重心在轴线上那么修正系数为1。

以上面的例子为例:R=-30;DL=4那么A1h横断面修正系数K=(1+4/30)=1.333
也就是在横断面间体积计算前可以考虑重心法进行校正,然后再采用平均断面法或棱台法进行土方量计算。

对于上面列举的本区间段落而言,是否考虑重心法进行土石方工程量计算该区间内的土方量将近有33%的出入,所以实际工程中酌情考虑面积重心对扇形区域的工程量影响是必要的。

5 结语
编者之前作为CARD/1道路设计软件技术工程师,已在该软件土石方工程数量表计算中采用了重心法进行横断面面积修正。

而软件中是否能使用该方法一个关键的问题就是是否有获取道路横断面重心坐标的函数,在此编者暂不做讨论。

参考文献
德国道路设计软件CARD/1横断面计算思路
About Cross-sectional calculation method research and summary of quantities An mingwei,Liu heping
(Jiangsu Provincial Communications Planning and Design Institute limited company)
Abstract: The subgrade volume excavation is an important part in the road engineering, and the quantity of volume excavation impacts on the project costs directly. Especially for the low-grade mountain road, the cost of volume could be more than 30% of all the construction and installation costs. In this paper, the commonly used volume calculation methods will be summarized and putting forward the centroid method for volume calculations.
Keywords: volume calculation, cross-sectional area, centroid method。

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