淺析道路工程中線測量放樣技術(shù)

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(yōu)缺點,并結(jié)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(guān)鍵詞:儀器選擇;放樣方法;存在問題

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

由于國家拉動內(nèi)需加快了公路建設(shè)的飛速發(fā)展,工程質(zhì)量要求高,工程建設(shè)中通過現(xiàn)場的測量放樣來將設(shè)計中的理想線位進行準(zhǔn)確定位,無疑是一項最為至關(guān)重要的工作。路線測量貫穿于路線工程從規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工到營運管理的各階段,是與工程建設(shè)緊密結(jié)合的專業(yè)測量技術(shù)。根據(jù)設(shè)計的圖紙及有關(guān)數(shù)據(jù)放樣公路的邊樁、邊路面及其他的有關(guān)點位,保證交通路線工程建設(shè)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(jīng)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(huán)路,全長98 km,規(guī)劃一級公路標(biāo)準(zhǔn),編號為S250。該公司所監(jiān)理的標(biāo)段是A1～A3標(biāo),全長19.3 km。

1.1平面線形設(shè)計

根據(jù)初步設(shè)計審查會議紀要,設(shè)計速度為100km/h,平面線形布設(shè)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(biāo),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(shè)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(diào)整,采用左幅單側(cè)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(fā)展階段

2.1傳統(tǒng)階段

在傳統(tǒng)的工程放樣方法中,必須求出設(shè)計圖中的放樣點或線相對于控制網(wǎng)或原有建筑的相互關(guān)系,即求出其間的角度及間距和高程,這些數(shù)據(jù)稱為放樣數(shù)據(jù)。然后按照放樣數(shù)據(jù)利用傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀、皮尺、鋼尺、水準(zhǔn)儀等工具測設(shè)出點位和高程。通常,測設(shè)點和高程是分開進行的。測設(shè)點位的常用方法有:直角坐標(biāo)法,極坐標(biāo)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(zhǔn)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(biāo)放樣階段

隨著光電測距儀的發(fā)展,出現(xiàn)了一種測濾頭,可以直接安置到傳統(tǒng)經(jīng)緯儀的上面,這樣裝置曾戲稱“半站儀”。從而實現(xiàn)了同時測角和量距的任務(wù),再結(jié)合計算器就可即時計算出所測設(shè)點的坐標(biāo),出現(xiàn)了坐標(biāo)放樣法。坐標(biāo)放樣法克服了傳統(tǒng)方法中的求取放樣數(shù)據(jù)的麻煩工序,直接獲取放樣點的坐標(biāo)就可以放樣出設(shè)計點。

3放樣方法

3.1直角坐標(biāo)法(切線支距法)

直角坐標(biāo)法放樣是利用點位之間的坐標(biāo)增量及其直角關(guān)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(biāo)原點,以切線為x軸,以過原點的半徑為y軸,根據(jù)曲線上各點的坐標(biāo)(x,y)進行測設(shè)。 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(shè)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(fā)現(xiàn)中間點的測量誤差,因此僅適用于平坦、開闊地區(qū),適用于短距離、小轉(zhuǎn)交的線型。

3.2極坐標(biāo)法(偏角法)

極坐標(biāo)法放樣是利用點位之間的邊長和角度關(guān)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(shè)時要注意經(jīng)常校核,因此使用于山區(qū)。

3.3全站坐標(biāo)法

全站坐標(biāo)法放樣是利用點位設(shè)計坐標(biāo)以全站測量技術(shù)進行點位放樣的方法。全站坐標(biāo)法的放樣技術(shù)要點,即利用全站測量技術(shù),測量初估點位,把直接得到的點位坐標(biāo)與設(shè)計點位坐標(biāo)比較,二者相等則定初估點位為測設(shè)的點位。一般全站儀或GPS接收機都有全站坐標(biāo)法測設(shè)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(guān)系進行點位放樣的方法。此計算方法簡便、快速,交會測設(shè)點位時靈活方便,測設(shè)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(jīng)緯儀,但是因工程建設(shè)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(guān)系進行點位放樣的方法。距離交會法的放樣數(shù)據(jù)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(biāo)值和放樣點的設(shè)計坐標(biāo)值反算求得。這種方法計算比較復(fù)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(zhì)、等級、建筑材料、運行條件、使用年限、施工方法和程序有關(guān)。一般是金屬結(jié)構(gòu)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(zhì)和地形條件有關(guān),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(wǎng)的精度還應(yīng)該提高,因為輔助軸線是直接放樣建筑物細部的依據(jù)。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(biāo)系統(tǒng)的控制網(wǎng)。

4.2導(dǎo)線點坐標(biāo)復(fù)測

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

4.3主要曲線線形

4.3.1圓曲線測設(shè)

圓曲線測設(shè)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(chǔ)上進行詳細測設(shè),加密曲線上的細部點,完整地標(biāo)出曲線的平面位置。主點測設(shè):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(shè)時,應(yīng)進行校核,并保證一定的精度。 詳細測設(shè):

①切線支距法:是以曲線起點ZY或終點YZ為坐標(biāo)原點,以切線為x軸,以過原點的半徑為y軸,根據(jù)曲線上各點的坐標(biāo)(x,y)進行測設(shè)。 在測設(shè)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(shè)

緩和曲線測設(shè)的方法類似與圓曲線的測設(shè)方法。

5結(jié) 語

在不斷的更新測量器械的情況下,新的技術(shù)將逐步應(yīng)用在測量中,測量的準(zhǔn)確性不斷提高。

參考文獻

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