淺析道路工程中線測量放樣技術

范　紅　薛曉麗

摘要:文章闡述了施工放樣的幾個大致階段,比較幾種放樣方法的優缺點,并結合實例分析出放樣時所選的儀器,放樣時存在的幾個問題及今后要完善的事項。

關鍵詞:儀器選擇;放樣方法;存在問題

中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)10-0110-02

由于國家拉動內需加快了公路建設的飛速發展,工程質量要求高,工程建設中通過現場的測量放樣來將設計中的理想線位進行準確定位,無疑是一項最為至關重要的工作。路線測量貫穿于路線工程從規劃、勘測設計、施工到營運管理的各階段,是與工程建設緊密結合的專業測量技術。根據設計的圖紙及有關數據放樣公路的邊樁、邊路面及其他的有關點位,保證交通路線工程建設的順利進行。放樣的基本工作主要是地面點的直接定位元素角度、距離、高差的放樣。道路中線可采用經緯儀定向、鋼尺量距、沿中線放樣或采用全站儀進行放樣。

1工程概況

S250省道邳州南端是與原有出省通道蒼邳公路、250省道宿遷段合并為一條南北向干線道路,北起蒼山縣,南至江蘇省宿遷市西環路,全長98 km,規劃一級公路標準,編號為S250。該公司所監理的標段是A1～A3標,全長19.3 km。

1.1平面線形設計

根據初步設計審查會議紀要,設計速度為100km/h,平面線形布設在盡量避免穿越村莊、良田、工廠、高壓電線的情況下,采用較高的平面線形指標,以保持線形的順暢。

1.2平面主要控制點

①蒼邳公路:蒼邳公路為出省通道,北接山東,是本次設計的起點,路線與之平面交叉,交角為90°。

②110kV高壓線,路線在K2+720處與之相交,交角為90°鐵塔外緣距公路用地界距離約100 m。

③東耿埠、和莊:路線在跨越京杭運河后,以R=1800m的圓曲線半徑穿過東耿埠、和莊的空隙,最大限度的減少拆遷。

④220kV高壓線:路線在K9+370處與之相交,交角為86°,鐵路外緣距公路用地界距離約150 m。

⑤舊路改造段:K12+800~K17+700為舊路改造段,為最大限度的利用舊路資源,本次改造對平面線形未做大的調整,采用左幅單側拼寬的改造方案。

⑥邳土公路:路線在K17+727處與之相交,交角為91°。

2放樣的發展階段

2.1傳統階段

在傳統的工程放樣方法中,必須求出設計圖中的放樣點或線相對于控制網或原有建筑的相互關系,即求出其間的角度及間距和高程,這些數據稱為放樣數據。然后按照放樣數據利用傳統光學經緯儀、皮尺、鋼尺、水準儀等工具測設出點位和高程。通常,測設點和高程是分開進行的。測設點位的常用方法有:直角坐標法,極坐標法、角度交會法和距離交會法等。高程放樣最常用的是幾何水準測量,對于工程精度要求稍低的,可用鋼卷尺直接丈量或用三角高程測量等方法。

2.2坐標放樣階段

隨著光電測距儀的發展,出現了一種測濾頭,可以直接安置到傳統經緯儀的上面,這樣裝置曾戲稱“半站儀”。從而實現了同時測角和量距的任務,再結合計算器就可即時計算出所測設點的坐標,出現了坐標放樣法。坐標放樣法克服了傳統方法中的求取放樣數據的麻煩工序,直接獲取放樣點的坐標就可以放樣出設計點。

3放樣方法

3.1直角坐標法(切線支距法)

直角坐標法放樣是利用點位之間的坐標增量及其直角關系進行點位放樣的方法,它是以曲線起點ZY或終點YZ為坐標原點,以切線為x軸,以過原點的半徑為y軸,根據曲線上各點的坐標(x,y)進行測設。 沿切線方向,由ZY或YZ開始用卷尺量取x值,得到垂足點;在各垂足點作垂線方向量取y值,即可定出曲線點。在測設時,可量所定各點弦長進行校核。 此方法簡單,誤差不積累,但是不能發現中間點的測量誤差,因此僅適用于平坦、開闊地區,適用于短距離、小轉交的線型。

3.2極坐標法(偏角法)

極坐標法放樣是利用點位之間的邊長和角度關系進行放樣的方法,它是以曲線起點ZY或終點YZ至曲線任一點Pi的弦線與切線之間的弦切角△i和弦長Ci來確定點Pi的位置。 此方法有校核、精度高、適用性較強,但是誤差累積,所以在測設時要注意經常校核,因此使用于山區。

3.3全站坐標法

全站坐標法放樣是利用點位設計坐標以全站測量技術進行點位放樣的方法。全站坐標法的放樣技術要點,即利用全站測量技術,測量初估點位,把直接得到的點位坐標與設計點位坐標比較,二者相等則定初估點位為測設的點位。一般全站儀或GPS接收機都有全站坐標法測設功能。

3.4角度交會法

角度交會法放樣是利用點位之間的角度關系進行點位放樣的方法。此計算方法簡便、快速,交會測設點位時靈活方便,測設的速度較快,精度也較高,需有一個可編程序計算器和兩臺經緯儀,但是因工程建設的原因,此方法在該工程未使用。

3.5距離交會法

距離交會法放樣是利用點位之間的距離關系進行點位放樣的方法。距離交會法的放樣數據是放樣點距兩起算點的距離值,這兩個距離值一般由起算點的坐標值和放樣點的設計坐標值反算求得。這種方法計算比較復雜,所以工程中用的較少。

4測量放樣

4.1放樣的精度要求

施工放樣的精度,與建筑物的性質、等級、建筑材料、運行條件、使用年限、施工方法和程序有關。一般是金屬結構和混凝土建筑物的放樣精度高于土石料建筑物;大型或地理位置重要的建筑物的放樣精度高于中小型或一般的建筑物;機械化或自動化運行、永久性建筑物的放樣精度高于臨時性的、運行條件較差的建筑物等。

建筑物主軸線的放樣精度僅與施工場地的地質和地形條件有關,不需要更高的精度,這是由于周圍無先期建筑物的約束,為了放樣輔助軸線和建筑物細部,施工控制網的精度還應該提高,因為輔助軸線是直接放樣建筑物細部的依據。建筑物的細部因建筑材料的不同,放樣精度有明顯的差異。在工程測量中,主軸線的放樣精度稱為第一種放樣精度,或絕對精度;輔助軸線和細部的放樣精度稱為第二種放樣精度,或稱相對精度。有些建筑物的相對精度高于絕對精度。因此,為了滿足某些細部放樣精度的需要,可建立局部獨立中標系統的控制網。

4.2導線點坐標復測

目前高速公路的施工設計單位提供施工單位導線控制樁及其坐標。施工單位進場后,由設計單位進行交樁,而后使用經過有關部門檢測合格的全站儀對導線點進行復核聯測。測量過程嚴格按照I級導線點測量方法進行。測量前可以根據設計單位所給坐標先計算好轉折角和邊長與實測結果相比較,當誤差較大時應查明原因,是導線點挪動或儀器故障。當該段導線點觀測角和相鄰導線點邊長已實測完畢,導線點復測的外業工作即宣告結束。 接下來進行導線點坐標復測計算。一般來說,以前兩個導線點和最后兩個導線點為已知邊進行方位角閉合計算,以監理要求的允許閉合差衡量其是否閉合。根據坐標和導線長度計算導線精度,看其是否滿足其導線要求的精度。如果滿足精度要求,說明導線測量準確,同時整理出導線點成果表。

4.3主要曲線線形

4.3.1圓曲線測設

圓曲線測設是遵循“先控制后碎部”原則進行:先定出曲線上起控制作用的曲線主點,然后在主點的基礎上進行詳細測設,加密曲線上的細部點,完整地標出曲線的平面位置。主點測設:從交點沿后視方向量取切線長T,可得曲線起點ZY,沿前視方向量取切線長T,可得曲線終點YZ,最后沿分角線方向量取外距E,即得曲線中點QZ,主點上控制樁在測設時,應進行校核,并保證一定的精度。 詳細測設:

①切線支距法:是以曲線起點ZY或終點YZ為坐標原點,以切線為x軸,以過原點的半徑為y軸,根據曲線上各點的坐標(x,y)進行測設。 在測設時,可量所定各點弦長進行校核。

②偏角法:以曲線起點ZY或終點YZ至曲線任一點Pi的弦線與切線之間的弦切角△i和弦長Ci來確定Pi點的位置。

4.3.2緩和曲線測設

緩和曲線測設的方法類似與圓曲線的測設方法。

5結 語

在不斷的更新測量器械的情況下,新的技術將逐步應用在測量中,測量的準確性不斷提高。

參考文獻

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