公路施工技术之路线定位-公路中线施工放样

公路施工技术
情景一：路线定位
公路施工主要包括施工技术和施工组织管 理两大方面的内容。施工前必须按设计进行施 工测量放样，主要工作有以下几个方面 ： 1．熟悉图纸和施工现场 2．公路中线施工放样 3．路基横断面的放样 4．路面的放样 5．涵洞、桥隧等构造物的放样
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知识点一：施工放样的基本方法
项目1：已知距离的放样 结合现场情况，先进行钢尺的各项改正，反算出放样的尺 面长度，然后按这一长度从起点开始沿已知方向定出终点 位置。 其计算公式为： D D L L L o t h 式中： D′—钢尺名义长度； D—钢尺实际长度； ΔL0—尺长改正数； ΔLt—温度改正数； ΔLh—倾斜改正数。
SAP
X P X A 2 YP YA 2
XP XA
Y YA AP tan1 P
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A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算（或查设计文件中的逐桩坐标表），可分 以下几种情况：
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1.Pi点在直线段上 如图所示，JDn的坐标为（Xn,Yn）, JDn～JDn+1的坐标方位角为αn～n+1， P点在JDn与JDn+1的直线段上，则P点的坐标按下式求得：
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项目1：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 1）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1～n的坐标反算转角（左角）β2～βn-1和导线边长S1～Sn-1.
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项目2、已知水平角的放样 2.盘左盘右分中法 设OA为已知方向，要在O点以OA为起始方向，顺时针 方向测设出给定的水平角。具体的测设方法是：在O点安置经 纬仪，盘左位置照准目标A点，并将水平度盘配置在 0°。松 开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部，使水平度盘读 数为β ，沿视线方向在地面上定出B′点。为了检核和提高测 设精度，倒转望远镜成盘右位置，重复上述操作，并沿视线 路基的断面形式通常可分为三种类型： 方向定出B″点，取B′和 B″的中点B，则即为设计的角值。这 种方法又称为正倒镜分中法。
X ZH Xn Th cos( n 1, n 180) YZH Yn Thsin( n 1, n 180) XHZ Xn Th cos n, n 1
YHZ Yn Thsinn,n1
（2）计算P点在坐标系X′O Y′中的坐标（X′，Y′）
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①当P点在缓和曲线段内
X Li Li5 40R2 L2 s
Y
Li3 6RLs
②当P点在圆曲线段内
L 180 Li s 2 X Rsin q R
（3）坐标转换 ①前半个曲线：
L 180 Li s 2 Y R 1 cos p R
y P y A xP x A ( xP x A ) 2 ( y P y A ) 2 sin AP cos AP
D
AB
yB y A y AB arctan arctan xB x A x AB
yP y A y arctan AP xP x A x AP
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知识点二：公路中线的施工放样
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；纵断面的施工放样等内容。
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”。 一般有两种方法：①用沿线导线控制点放样；②用路线控制桩(交点、直圆 、圆直等点)放样。 《公路路基施工技术规范》(JTJ 033-95)规定，对高速公路、一级公路，应 用坐标法恢复路线主要控制桩。实际应用中，二级以上的公路勘察设计，均沿路 线建有导线控制点，作为首级控制，故可采用导线控制点 XHZ Xcos n, n 1 180 Ysin n, n 1 180 Y YHZ Xsin n, n 1 180 Ycos n, n 1 180








式中：X′的符号始终为正值，Y′的符号有正有负，当起点为ZH点， 曲线为左偏时，Y′取负值；当起点为HZ点，曲线为右偏时，Y′取负值； 反之取正值。 （3）P点的放样
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i 1，i arct an
Yi Yi 1 X i X i 1
Yi 2 Yi 1 i 1 ，i 2 arct an
Xi 2 Xi 1
i 1 i 1,i 2 i 1,i
Si
Xi 1 Xi 2 Yi 1 Yi 2
第二步：实地观测各左角β′i+1及导线边长S´i。角度观测可取一个测回平 均值，边长测量可取连续测量3～4次的平均值。当观测值和计算值满足下式：
i 1 'i 1 2m 16 ''
Si S'i 1 Si 15000
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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（ 20 L ）控制，二级以下公路水准点闭合差按五等水准（30 L ）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 规定办理。如满足精度要求，则认为点的高程是正确的。
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1.垂线改正法 如下图所示，先按盘左盘右分中法初步放样，定出 BAC，再用经纬仪观测 BAC 数个测回，求出各测回的 平均角值β 1，当β与β ′的差值超出限差Δβ 时，则需改正C的 位置。改正时可根据AC的长度和计算其垂直距离 CC1 AC t an AC 然后过C点作AC的垂线，在垂线方向上量出CC1的长度，定 出C1点，则即为放样的水平角。若为正，则按顺时针方向改 正C1点；若为负，则按逆时针方向改正C1点。为检查测设是 否正确，还需进行检查测量。
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项目3：已知高程的放样
已知高程的放样是根据施工现场已有的水准点，用水准测量或 三角高程测量的方法，将设计的高程测设到地面上，即根据一个已 知高程的点，来测设另一个点的高程，使其高差为所指定的数值。
1. 水准测量法 A为已知水准点，其高程为HA，B为待测设高程点，其设计高程为 HB 。将水准仪安置在A和B之间，后视A点水准尺的读数为a，则B点的 前视读数b应为视线高减去设计高程，即：
X X n T n Li L cos n ~ n 1 Y Yn T n Li L sin n ~ n 1
2.Pi点在平曲线段上
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P点在带有缓和曲线的平曲线段上，已知JDn-1、JDn、JDn+1的坐标分别为 （Xn-1,Yn-1）、（Xn,Yn）、（Xn+1,Yn+1），JDn-1～JDn、JDn～JDn+1的坐标方 位角分别为αn-1，n、αn，n+1。如图所示。
2）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。如果间断性的丢 失，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。 2.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）。 因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。
b ( H A a) H B
2.三角高程法
D tan i f HB
3.垂吊钢尺法 若待测设高程点的设计高程与已知高程点的高程相差较大,可采用此法。
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项目4：已知点的放样
1）极坐标法： 极坐标法是指在建立的极坐标系中，通过待测点的极径和极角，也就是 根据水平角和水平距离测设点的平面位置的方法。此方法适用于经纬仪配合 测距仪或全站仪测设。 如图所示，A、B为地面上已有的控制点，其坐标分别为xA,yA和, xB,yB； 欲测设P点，其设计坐标为xP,yP 。则：
根据求得的P点坐标，代入式2-3-1、2-3-2中，计算出P点与导线点A的距离SAP 和坐标方位角αAP，并按以下放样步骤进行放样： 1）在控制点A架设全站仪或经纬仪，对中、整平（参见图2-3-1）； 2）将导线点坐标、路线有关数据输入计算机，运行计算机程序； 3）后视已知导线点B，配置水平度盘读数至后视导线点坐标方位角 αAB； 4）根据待放点P的桩号Li,计算机自动判断并计算该点的放样资料SAP、αAP； 5）转动照准部，拨方位角αAP、量距离SAP，精确定出待放点P； 6）检查该点P的桩号、方位角、距离是否正确； 重复第四～六步，放样其它路线中桩。
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项目2：用路线控制桩恢复中线
1、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）。 因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。 1）路线控制桩的恢复与复测 2）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，有些交点桩或转点桩 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 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： （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、B2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。
X ZH Xn Th cos( n 1, n 180) YZH Yn Thsin( n 1, n 180)