道路工程測量

1、道路工程測量一、概述：道路工程在勘測設(shè)計(jì)、施工建造和運(yùn)營管理各階段中所進(jìn)行的測 量工作總稱為路線測量。道路工程測量的主要任務(wù)包括以下幾方面：(1)控制測量：根據(jù)道路工程的需要，進(jìn)行平面控制測量和高 程控制測量。(2)地形圖測繪：根據(jù)設(shè)計(jì)需要，實(shí)地測量道路附近的帶狀地 形圖。 (3)中線測量：按照設(shè)計(jì)要求將道路位置測設(shè)與實(shí)地。(4)縱、橫斷面圖測繪：測定道路中心線方向和垂直于中心線 方向的地面高低起伏情況，并繪制縱、橫斷面圖。(5)施工測量：按照設(shè)計(jì)要求和施工進(jìn)度及時(shí)放樣各種樁點(diǎn)作 為施工依據(jù)。此外，有些道路工程還需要進(jìn)行竣工測量、變形檢測等。:、初測階段的測量工作：道路初測中的測量工作主要包括

2、：選點(diǎn)插旗、導(dǎo)線控制測量、高 程控制測量、帶狀地形圖測繪1、插旗選點(diǎn)：根據(jù)方案研究階段在已有地形圖上規(guī)劃的道路位置，結(jié)合實(shí)地情況，選擇交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置并插旗，標(biāo)出道路走向的大概位置，為導(dǎo) 線測量和各專業(yè)調(diào)查指出行進(jìn)方向。2、導(dǎo)線控制測量：導(dǎo)線控制測量是測繪道路帶狀地形圖和定線、 放線的基礎(chǔ)，導(dǎo)線 應(yīng)全線貫通。采用全站儀或光電測距儀觀測導(dǎo)線邊長時(shí)， 導(dǎo)線點(diǎn)間距 一般為1km,但應(yīng)在不長于500m處設(shè)置加點(diǎn)。采用光電測距儀傳遞 高程時(shí)，導(dǎo)線邊長宜在200600m之間。由于導(dǎo)線延伸很長，為了檢核導(dǎo)線的精度并統(tǒng)一坐標(biāo)，必須設(shè)法 與國家平面控制點(diǎn)或GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。隨著測量儀器設(shè)備的發(fā)展，導(dǎo)線測量越來越

3、多的使用 GPS和全 站儀配合施測。從起點(diǎn)開始沿道路方向直至終點(diǎn)，每隔 5km左右布 設(shè)GPS對點(diǎn)（每對GPS點(diǎn)間距300400m）,在GPS對點(diǎn)之間按規(guī)范 要求加密導(dǎo)線點(diǎn)。用全站儀測量相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的變長和角度， 之后使 用專業(yè)測量軟件進(jìn)行導(dǎo)線精度校核及成果計(jì)算， 最終獲得各導(dǎo)線點(diǎn)的 坐標(biāo)。導(dǎo)線的觀測導(dǎo)線的觀測包括轉(zhuǎn)折角的觀測和導(dǎo)線邊的觀測及導(dǎo)線點(diǎn)高程測 量。轉(zhuǎn)折角的觀測轉(zhuǎn)折角的觀測一般采用測回法進(jìn)行。在進(jìn)行國家等級(jí)轉(zhuǎn)折角觀測 時(shí)，應(yīng)以奇數(shù)測回和偶數(shù)測回分別觀測導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角和右角；在進(jìn)行一、二級(jí)和三級(jí)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角觀測時(shí)，一般應(yīng)觀測前進(jìn)方向 的左角。對于閉合導(dǎo)線，若按逆時(shí)針方向進(jìn)行觀測，則觀

4、測的導(dǎo)線角 既是閉合多邊形的內(nèi)角，又是導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角。對于支導(dǎo)線，應(yīng) 按導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角和右角，以增加檢核條件。導(dǎo)線邊長觀測導(dǎo)線邊長可以采用電磁波測距儀測量， 也可以采用全站儀在測取 導(dǎo)線角的同時(shí)測取導(dǎo)線邊的邊長。 導(dǎo)線邊長應(yīng)采用對向觀測，以增加 檢核條件。導(dǎo)線點(diǎn)的高程測量導(dǎo)線點(diǎn)的高程測量可采用水準(zhǔn)測量或三角高程測量進(jìn)行。導(dǎo)線測量近似平差計(jì)算導(dǎo)線測量的目的是獲得各導(dǎo)線點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)。 計(jì)算的起算數(shù) 據(jù)是已知點(diǎn)坐標(biāo)、已知坐標(biāo)方位角，觀測數(shù)據(jù)為觀測角值和觀測邊長。 導(dǎo)線平差的基本思路是將角度誤差和邊長誤差分別進(jìn)行平差處理，先進(jìn)行角度閉合差的分配，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行坐標(biāo)閉合差的分配， 通過 調(diào)

5、整坐標(biāo)閉合差，已達(dá)到處理角度的剩余誤差和邊長誤差的目的。在進(jìn)行導(dǎo)線測量平差計(jì)算之前，首先要按照規(guī)范要求對外業(yè)觀測成果進(jìn)行檢查和驗(yàn)算，確保觀測成果無誤并符合限差要求， 然后對邊 長進(jìn)行加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正、氣象改正和傾斜改正，對角度值和 邊長進(jìn)行歸心改正(有偏心測量時(shí))，以消除系統(tǒng)誤差的影響(1)角度閉合差的計(jì)算及坐標(biāo)方位角的推算兩端與國家控制點(diǎn)聯(lián)測，其方位角閉合差為：fa -CD - ： CD = ： AB n 180 一三一 cd. 一 ' . 一、 一 . 式中：二 CD 根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角推算出的導(dǎo)線終止邊坐標(biāo)方位角；aAB , "CD導(dǎo)線起始邊和終止邊的坐標(biāo)方位角；P

6、導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角(右角)；n導(dǎo)線觀測角的個(gè)數(shù)；由于各轉(zhuǎn)折角都是按等精度觀測的，說以坐標(biāo)方位角閉合差fa可平均分配到每個(gè)角度上，即每個(gè)角加上相應(yīng)的改正數(shù) 不白，其改正數(shù)為：各導(dǎo)線的坐標(biāo)方位角計(jì)算公式如下:a = an n-1(2)坐標(biāo)增量的計(jì)算根據(jù)坐標(biāo)正算公式：為=Dj -cos: j%=Dj sin ：(3)坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算符合導(dǎo)線的縱、橫坐標(biāo)增量的代數(shù)和，在理論上應(yīng)等于終點(diǎn)與始點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)差值，即：' x=x-x' y=y-y附和導(dǎo)線縱、橫坐標(biāo)閉合差：fx ="x-'x="x-(x -x)jFfy 二 工- y一工 ,y =，y-(y -y)縱、橫

7、坐標(biāo)增量：ixj vxj.* 二 ./v 書縱、橫坐標(biāo)增量改正值：vE = _ ¥ fxD D ijfy rv & ij 一 一 y D_ D ijID3、高程控制測量高程控制測量的任務(wù)：一是沿道路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成道路的高程控 制網(wǎng)；二是測定導(dǎo)線點(diǎn)和加樁的高程，為地形測繪和專業(yè)調(diào)查使用。 高程控制測量通常采用水準(zhǔn)測量或光電測距三角高程測量方法進(jìn)行。 水準(zhǔn)測量(1)水準(zhǔn)路線的布設(shè)水準(zhǔn)測量路線的布設(shè)分為單一水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)網(wǎng)。單一水準(zhǔn)路線的 形式有三種，即附合水準(zhǔn)路線、閉合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線。水準(zhǔn)網(wǎng) 有若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成。單一水準(zhǔn)路線互相連接的交點(diǎn) 稱為結(jié)點(diǎn)。在水準(zhǔn)網(wǎng)中

8、，如果只有一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，則稱為獨(dú) 立水準(zhǔn)網(wǎng)；如果已知高程點(diǎn)的數(shù)目多于一個(gè)，則稱為附合水準(zhǔn)網(wǎng)。(2)水準(zhǔn)測量的觀測一、二等水準(zhǔn)測量采用精密水準(zhǔn)儀和錮瓦水準(zhǔn)尺，用光學(xué)測微法 讀數(shù)進(jìn)行往返觀測。三等水準(zhǔn)測量用中絲讀數(shù)法進(jìn)行往返觀測。 當(dāng)用 光學(xué)測微法觀測時(shí)，也可以采用單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)法觀測。四等水準(zhǔn)測量采 用中絲法讀數(shù)，當(dāng)水準(zhǔn)路線為符合路線或閉合路線時(shí)， 可只進(jìn)行單程 觀測。(3)水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)處理水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)處理的目的是為了檢查外業(yè)觀測成果的質(zhì)量，消除觀測數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)誤差，對偶然誤差進(jìn)行平差處理，以及對觀測結(jié)果和平差結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)定。通常按下列步驟進(jìn)行：按照規(guī)范要求對外業(yè)觀測成果進(jìn)行檢查和核算，確

9、保無誤并 符合限差要求。(1)經(jīng)過各項(xiàng)改正計(jì)算，消除觀測數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)誤差。(2)觀測精度的評(píng)定，其中包括計(jì)算符合路線閉合差、 往返 測不符值，進(jìn)而計(jì)算每公里高差中數(shù)的偶然中誤差 M和全中誤差 M通。(3)以消除系統(tǒng)誤差后的觀測高差為觀測數(shù)據(jù)， 對水準(zhǔn)路線 或水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，求出高差的平差值和各待定點(diǎn)平差后的 高程值。(4)對平差后的高差和高程進(jìn)行精度評(píng)定，計(jì)算出高差和高程的中誤差。水準(zhǔn)網(wǎng)評(píng)查的基本方法有以最小二乘法為基礎(chǔ)的條件平差法、間接平差法和單一水準(zhǔn)路線平差法、單結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)平差法、等 權(quán)代替水準(zhǔn)網(wǎng)平差法等時(shí)宜手工計(jì)算的平差方法。三角高程測量用水準(zhǔn)測量的方法測定點(diǎn)與點(diǎn)之間的高差， 其精度

10、較高，對于地 面高低起伏較大的地區(qū)，用這種方法進(jìn)度緩慢甚至非常困難，這時(shí)， 采用三角高程的測量方法傳遞高程。三角高程測量的基本思路是根據(jù) 由測站向照準(zhǔn)點(diǎn)所觀測的豎直角(或天頂距)和他們之間的水平距離， 計(jì)算測站點(diǎn)與照準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差。(1)三角高程測量的基本原理H B = H A hAB = H A S tan i 一 v式中：Hb 待測點(diǎn)高程；H A側(cè)站點(diǎn)局程；S A B兩點(diǎn)間水平距離；：傾斜視線與水平視線之間的豎直角；i 儀器高；v目標(biāo)圖；具體應(yīng)用上式時(shí)要注意豎直角的符號(hào)，當(dāng) 口為仰角時(shí)取正號(hào)，當(dāng)為俯角時(shí)取負(fù)號(hào)。若測得兩點(diǎn)之間斜距D與豎直角豆，則A、B兩點(diǎn)高差可按下式 計(jì)算:hAB = D

11、, sin i - v凡儀器設(shè)置在已知高程點(diǎn)，觀測該點(diǎn)與已知點(diǎn)之間的高差稱為直 覘；反之，儀器設(shè)置在未知高程點(diǎn)，測定該點(diǎn)與已知高程點(diǎn)之間的高 差稱為反覘。(2)三角高程測量的誤差來源三角高程測量的精度受豎直角觀測誤差、邊長誤差、大氣折光誤差、儀器高和目標(biāo)高的量測誤差等諸多因素的影響。豎直角觀測誤差中有照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差及豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡 居中誤差等。就現(xiàn)代儀器而言，主要是照準(zhǔn)誤差的影響。目標(biāo)的形狀、 顏色亮度、空氣對流、空氣能見度等都會(huì)影像照準(zhǔn)精度，給豎直角測 定帶來誤差。豎直角觀測誤差對高差測定的影響于推算高差的邊長成 正比。大氣折光的影響與觀測條件密切相關(guān)，大氣折光系數(shù)K隨條件不 同而變

12、化，要精確測定它的數(shù)值，目前尚不可能。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K值在一天內(nèi)的變化，大致在中午前后數(shù)值最小，也較穩(wěn)定，日出日落 時(shí)值最大，變化也最快。因而豎直角的觀測時(shí)間最好在地方時(shí)10時(shí)至16時(shí)之間，此時(shí)K值約在0.080.14之間。在三角高程測量中折光影響與距離平方成正比，因此，根基分析論證，根據(jù)短邊三角高程測量在 400m以內(nèi)的短邊距離傳遞高程，大 氣折光影響不是主要的。只要在最佳時(shí)刻測距和觀測豎直角，達(dá)到毫米級(jí)的精度是可能的 4、帶狀地形圖的測繪帶狀地形圖線路狹長地帶的地形圖。帶狀地形圖的測繪內(nèi)容與一 般地形圖的測繪內(nèi)容基本相同，按照選定的比例尺測繪出帶狀范圍內(nèi) 的建筑物、構(gòu)筑物、水系、地形、地貌等。(1)各種結(jié)構(gòu)物的測繪各種建筑物、結(jié)構(gòu)物及其主要附屬設(shè)施應(yīng)按工程測量規(guī)范 的規(guī)定測