6--全站仪在道路与桥梁中的施工放样解析

路面的放样
(一)路槽的放样 1、从最近的水准点出发，用水准仪测出各桩的路基设计标高，然后 在路基的中线上每隔一定的间距设立高程桩（如M），使各桩顶 高程等于路面的设计标高。 2、由高程桩M沿横断面方向左、右各量路槽宽度的一半，钉出路槽 边桩A、B，使其桩顶标高等于路面的设计标高。 3、在A、B、M桩旁边各挖一小坑，在坑中钉一木桩，使桩顶高程符 合路槽底的设计标高，这样就可以开挖了。
前方交会法放样桥墩
1、根据控制网平差后的A、B、C点坐标及桥墩E的设计坐标值，计算出交会角α、β 的数值。 2、在A点安置经纬仪，以正倒镜分别拨α角得两条方向线，取二者的中线E1E2； 3、同样在B点安置经纬仪，以正倒镜分别拨β 角得两条方向线，取二者的中线E3E1 ； 4、在C点安置经纬仪，以 正倒镜分别照准点D，得 两条方向线，取二者的中 线E3E2 ； 5、三角形E1E2 E3即为示 误三角形。若由A、B两点 发出的两条方向线的交点 E1不在桥轴线上，且与桥 轴线的距离不大于2cm， 可将E1点投影到桥轴线上， 即为桥墩的中心位置。
大桥、特大桥的施工测量(间接丈量法)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 对于河道较宽、桥跨度较大的桥梁，一般用三角测量或导线测量来布设控制 网，其中三角测量用得较普遍。 控制网的布设要求如下： 控制点应选在便于施工控制及永久保存的地方。 桥轴线应作为控制网的一条边，并与基线一端相连并尽量正交。 基线不小于桥轴线长度的0.7倍，困难地段不小于0.5倍。 基线一般不少于两条，最好分布于河两岸。 控制网力求简单，网中所有角度应在30°~120 °之间。 每岸至少埋设三个高程控制点，并与国家水准点联测。 下图的控制网中，图(a)适用一般桥梁，图(b)、(c)适用于大桥或特大桥。
(二)路拱的放样 路拱——在保证行车平稳的情况下，为有利于路面排水，使路中间按一定 的曲线形式（抛物线、圆曲线）进行加高，并向两侧倾斜而形成的拱状。 1、抛物线形式的路拱放样 路拱的抛物线方程为：y = 4 × f ×x2 /B2 ，其中f =B × i0 /2(i0为横坡坡度) 放样：从中桩沿横断面方向，左、右分别量取x1、 x2 、 x3 ……分别打桩， 使桩顶高为y1、 y2 、 y3……。
桥梁控制网的精度确定
根据跨越结构架设的误差确定控制网的精度
例10-3：某大桥为钢梁桥，共有12孔，每孔长120米，宽20米，高16米，每孔由 10节钢架组成，每节的上下弦杆长12米，三孔为一联，联与联间的支座中心距为 2米。问要对该桥建立施工控制网，控制网在桥轴线上的边长相对误差应不低于 多少？(《钢梁验收规范》规定：钢梁构件的长度误差不得超过其设计长度的 1/5000，支座垫板的安装限差为 ±5mm。) 解：由题意可知全桥联与联之间有3个支座，全桥总长为： D = 12×120+3×2.0 = 1446m 每联的误差主要由支座安装误差和钢梁制造误差决定，每联的极限误差为 Δδ2 =δ12 + N ·n ·(S / 5000) +δ22 = ± 16.75mm 其中： δ 1、δ2——支座的安装误差 N ——每一联的孔数，N=3 n ——每一孔上下弦杆数，n=10 S ——上下弦杆长，S=12m 全桥钢梁的架设极限误差为： ΔD = ± · Δδ= ± 33.49mm，中误差md = ΔD / 2 = 16.75mm 全桥钢梁架设的相对中误差为：md / D = 16.75 / 1446000=1/90000 因三角测量误差为钢梁架设误差的1/ ,所以控制网在桥轴线上的边长相对中误差为： 1/90000 × (1/ ) = 1/123000。
路基边桩的放样
路基放线——根据设计断面图和各中桩的填挖高度， 把路基两旁的边坡与原地面的交点在地面上标定出 来，作为路基的施工依据。常用的放样方法有两种： 1. 利用横断面图放样边桩 1）先在横断面图上量出路基的坡脚点或坡顶点与中桩的 水平距离。 2）然后用皮尺沿横断面方向在实地量出水平距离，并钉 上木桩。 3）同法放样出各断面的坡脚点和坡顶点，将这些边桩连 起来便是路基施工开挖或填方线。
二、恢复中线测量
恢复中线测量分传统法和全站仪任意设站法两种。 （一）传统法 1. 2. 直线和圆曲线测设。 有缓和曲线的圆曲线测设 缓和曲线的作用： 车辆从直线段进入圆曲线或从大半径驶入小半径的圆曲线 时，所产生的离心力对行车安全及车辆的使用寿命都不利。 因此在公路建设中，把圆曲线线部分的路面修建成向内侧 倾斜的单向坡（即超高）。为了逐渐过渡到设计超高或加 宽的部分而加设的曲线称为缓和曲线。
2）倾斜地面的路基边桩放样 如右图所示： D左 = B/2 + m(H + h左) D右 = B/2 + m(H - h右)
h左、h右是随着D左、D右变化而 变化，由于左右边桩位置待定，故 h左、h右均是未知的，因而无法直 接放出。可沿着横断面方向采用逐 点接近的方法测设边桩。
Fra Baidu bibliotek例10-1：已知B=10m，H=3.5m，路堤边坡 m=1.5，通过计算说明逐点接近测设边桩的方法。 解：确定左边桩的位置。地面坡度约0.5，可以算出D左=0.5×10+1.5×(3.5+5 ×0.5)=14.0m。先假定左侧边桩距中心桩的距离为D左´ = 14.0m，用水准仪测量 14.0m处的高差h´=3.20m。 将h´代入公式D左 = B/2 + m(H + h左)=15.05m。因D左> D左´ ，说明假定的边桩位置 较近，应该更远一些 。 然后再假定D左´ = 14.5m，测得14.0m处高差为2.833m，同法算得D左=14.5m。 因D左= D左´，说明假定值与计算结果相符，该点即为路堤下侧的边桩点位。同法 可放出路堤上侧边桩的点位。
§6-3桥梁施工测量
厦门海沧大桥
安徽芜湖长江大桥
桥梁施工测量主要包括：
桥梁施工控制测量
墩台定位 墩台施工细部放样 竣工后变形观测
中、小桥梁的桥台、桥墩的放样（直接丈量法）
1、在桥址处标定控制桩 A、B的位置。 2、用经纬仪定线，把桥 轴线AB在地面上标 定出来。 3、用测距仪或检定过的 钢尺按精密量距法， 测量出各桥台、桥墩 的位置。 （量距相对误差≤1： 5000）
第六章 道路与桥梁的施工放样
§6-1 导线复测与恢复中线测量 §6-2 路基、路面的施工测量 §6-3 桥梁施工测量
§6-1导线复测与恢复中线测量
一、导线复测 以下两种情况均属于导线复测的范畴： 1. 施工前进行复测核对； 2. 导线点过稀，施工时不便使用，或导线点在施工范 围内，可能遭到破坏。 导线复测的实质就是导线测量，具体作业方法见第五章 第二节。 精度要求： 角度闭合差≤±16″n1/2 （n是测站数） 距离相对闭合差≤1/10000
§6-3路基、路面的施工测量
典 型 路 基
不同等级公路的路面：
高速公路、一级公路 ——用中央隔离带分为对向行驶的四车道，当交通量 加大时，车道数可按双数增加； 二、三级公路 ——保证汽车正常运行的同时，允许自行车、拖拉机 和行人通行，对向行驶双车道； 四级公路 ——一般采用3.5m的单车道路面和6.5m的路基，当交 通量较大时，可采用6.0m的双车道和7.0m的路基。
2）只有圆曲线段的坐标计算
圆曲线上任一点D的坐标为：
L——圆曲线上D点 桩号与直圆点桩号 的里程之差 R——圆曲线的半径
3）带有缓和曲线的圆曲线段的坐标计算 （1）缓和曲线部分，任一点D的坐标为：
L ——D点桩号与ZH点桩号的里程之差 L0 ——缓和曲线的长度 R ——圆曲线半径 α ——缓和曲线切线的方位角 （2）圆曲线部分，任一点 i 的坐标为：
4）因D左= D左´，说明假定值与计算结果相符，该点即为路堑左侧（下侧）的边 桩 点位。
路基边坡的放样
1、用麻绳竹竿放样边坡 1）当路堤不高时，采用一次挂绳 法。如下图所示： 2）当路堤较高时，可选用分层挂 线法，每层挂线前应标定公路中 线位置，并将每层的面用水准仪 抄平，方可挂线。如下图所示：
2、用固定边坡架放样边坡。如右 图所示。开挖路堑时，在坡顶外 侧即开口处固定边坡架。
（二）全站仪任意设站法
1、中线恢复测量： 如图，因有障碍物，在A、B导线点无法测设出公路中线上的里程桩（如D 点）或控制桩（如JD点）。 可在通视良好的地方选 一点C，利用支导线测 量方法测出C点坐标， 然后在C点设站，根 据D点、JD点坐标即 可测设出D点和JD点。
2、公路中线桩坐标的计算 1）直线段中线桩的坐标计算 已知JDi（xi，yi）、JDj （xj，yj），直线段方位角为α0 则任一点D的坐标为：xD= xJDi+L•cosα0 yD= yJDi+L•sinα0 L——D点桩号与JDi桩号的里程之差
2、圆弧路拱的放样 圆弧路拱——在两个斜面中间用圆弧连接的路拱。 圆曲线长L=2 × i0 × R 一般情况下L=2.0m，则圆曲线的半径R=1/ i0 外矢距E= i0 /2 拱矢高 f = B × i0 /2 R——圆弧半径 ， f ——拱矢高， B——外矢距， i0——路面的横坡度 先将路拱做成模板，用模板进行放样即可。
锥形护坡的施工放样
椭圆形曲线内侧丈量法 锥形护坡面椭圆的长半轴a= M ·H，短半轴b=N ·H。 设P点为椭圆上的任意一点，根据椭圆方程得y= ·b 一般情况下把a分成10等份，令x1=0.1a，x2=0.2a，……，x10=a，分别求出 相应的y值y1，y2，……，y10 。 丈量方法：在曲线内侧，沿ox方向量出 xi 各值，然后再沿oy方向量取 yi 值得曲线各点。
椭圆曲线外侧丈量法 在桥梁施工时，有时为了减少回填土的工作量，往往将开 挖桥台的弃土堆放在锥形坡内，这样就无法按上述方法丈 量，此时可在椭圆曲线的外侧进行丈量。 丈量方法：在曲线外侧，沿CD方向量出 xi 各值(CD平行 于x)，然后再沿oy方向量取 yi 值得曲线各点。
如图所示：
D左 = B1/2 + m(H - h左)
D右 = B1/2 + m(H + h右)
例10-2：已知路堑的挖方深度
H=5.0m，m=1.0，B1=12.0m。 用逐点接近法放样路堑的开挖
边桩。
解：1）根据横断面图，先确定下侧（左侧）路边桩的概略距离D左´ 。
2）设D左´ =9.2m，用水准仪测得9.2m处的高差h左´=2.14m，代入公式D左 = B1/2 + m(H - h左) =8.86m。因D左< D左´,说明假定的边桩位置较远，应该更近一些。 3）再假设D左´= 9.0m，测得9.0m处的高差h左´=2.0m，同法算D左 =9.0m。
根据桥墩放样的允许误差确定控制网的精度 由于放样桥墩时，一般采用高精度仪器，并强制对中或严 格对中，所以桥墩位置误差主要由控制网边长误差决定。 在桥梁的施工中，一般要求桥墩中心位置在桥轴线方向上的 位置中误差≤15~20mm。 设M为放样后所得点位的总误差，m为控制点所引起的误差。 一般情况下认为：m ≤0.4M 则当M=20mm时，m≤0.4M=8mm。 例如，当河宽S=1000米时，三角网最弱边的相对中误差 为： m/S = 8/1000000 = 1/125000。
2. 解析法放样路基边桩
1）平坦地面的路基边桩放样 如图：路堤坡脚至中桩的距离 D左= D右= B/2 + m· H 如图：路堑坡顶至中桩的距离 D左= D右= B/2 + m· H
B——路基设计宽度，m B1——路基宽与两侧边沟的总和，m m——边坡设计坡率 H——路基设计填挖量,m 根据计算的距离，沿横断面方向自中心桩向两侧分别量D左、D右，钉出路基边桩。