道路勘測設(shè)計(jì)與施工放樣畢業(yè)設(shè)計(jì)課件

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)湯鶴高速通道的設(shè)計(jì)與施工放樣

——107國道在湯陰縣境內(nèi)的改道工程

專業(yè)：測繪工程學(xué)號：XXX姓名：XXX指導(dǎo)老師：YYY

華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)華北水利水電學(xué)院

本次選題，是依據(jù)大學(xué)專業(yè)課程道路勘測設(shè)計(jì)、工程測量、大地測量等內(nèi)容而定的具有代表性，全面檢測所學(xué)知識(shí)的結(jié)業(yè)性選題。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)旨在河南省湯陰縣與鶴壁市之間設(shè)計(jì)一條快速通道，從而改善兩市各地區(qū)之間投資環(huán)境，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，滿足地區(qū)之間迅速增長的交通之間的要求，同時(shí)達(dá)到與其他高速路統(tǒng)籌規(guī)劃的目的。湯陰縣與鶴壁市均地處平原，測區(qū)周圍多為農(nóng)田村莊，沒有什么較為復(fù)雜的地形，也不存在高填陡坡及橋涵等。兩市間東西長17公里，沿G107國道、京廣鐵路、石武高鐵，交通便利，視野開闊。選題依據(jù)本次選題，是依據(jù)大學(xué)專業(yè)課程道路勘測設(shè)計(jì)、工程測1)道路等級確定：如何通過交通量確定一條道路的等級2)道路選線：原107國道線形的弊端、新107國道的選線3)平曲線設(shè)計(jì)：直線、圓曲線、緩和曲線的設(shè)計(jì)和組合、相關(guān)要素的計(jì)算和檢核、平面圖的繪制等；4)縱斷面設(shè)計(jì)：豎曲線的設(shè)計(jì)、縱斷面圖的繪制等；5)橫斷面設(shè)計(jì)：橫斷面的設(shè)計(jì)、橫斷面圖的繪制；6)平曲線放樣方法：放樣方法介紹、精度比較、放樣方法的選擇7)高程放樣方法：方法簡介、精度分析本課題研究內(nèi)容1)道路等級確定：如何通過交通量確定一條道路的等級本課題研1.3道路等級的確定107路段初始年交通量（輛/日，交通量年平均增長率4.5%）

交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》有初始年交通量：N=1200+1300+160*1.5+2100+600*1.5+140*1.5+200*2+40*3=6470假設(shè)該公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為20年，則遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限交通量N:N=6470×(1+4.5%)20-1=14092輛/日

由規(guī)范知一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量5000~15000輛，所以由遠(yuǎn)景交通量可知本次設(shè)計(jì)道路等級為二級公路。1.3道路等級的確定交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，根據(jù)《2.4原107線路在湯陰縣境內(nèi)的弊端①原107國道路經(jīng)城鎮(zhèn)居民集中地較多，尤其在湯陰縣西部穿越大光寺大云村部分與其他道路交錯(cuò)，路線復(fù)雜，若通行大量大型貨車，勢必影響當(dāng)?shù)鼐用裾＝煌?；②?07國道在湯陰縣城東南部路段對整個(gè)城區(qū)形成包圍之勢，與設(shè)計(jì)規(guī)劃的湯陰縣城南環(huán)路相重合，容易形成交通擁擠，使得外環(huán)快速通行的目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)；③原107國道路線拐彎較多，線性不夠平滑，影響重型貨車的行車速度。2.4原107線路在湯陰縣境內(nèi)的弊端2.5新107道路的選線成果本次設(shè)計(jì)K6到K17范圍內(nèi)沿著石武客運(yùn)專線，線型較為平滑簡單，本次我們重點(diǎn)研究K0至K6范圍內(nèi)的路線設(shè)計(jì)。我們共設(shè)計(jì)了兩條路線，推薦線（藍(lán)色）與比較線（紅色）。比較線途經(jīng)陳孔村等5個(gè)村莊，路線很少覆蓋舊有路線，占用了大面積的高產(chǎn)農(nóng)田，且路線有兩個(gè)平曲線半徑較小，容易出現(xiàn)交通事故，造成不安全因素。3.推薦線途經(jīng)蘇孔村等8個(gè)村莊，且很好的應(yīng)用了原有的村路，比比較線占用的農(nóng)田要少，帶動(dòng)了這些地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其次它的路線較為平滑，平曲線的半徑均比較大，有利于交通的安全和司機(jī)的舒適感；第三，它更靠近沿著京港澳高速和石武客專，方便統(tǒng)籌管理2.5新107道路的選線成果道路勘測設(shè)計(jì)與施工放樣畢業(yè)設(shè)計(jì)ppt課件3.4107國道新線路平面線形設(shè)計(jì)成果根據(jù)規(guī)范，所設(shè)計(jì)的路線屬于二級公路，速度V<80km/h，由于所設(shè)計(jì)線路地處視野開闊的平原，障礙物較少，所以可假設(shè)其速度為70km/h

直線最大長度不大于20V，即1400m

直線最小長度不小于6V，即420m

圓曲線最小半徑125m

圓曲線最大半徑以不超過10000m

緩和曲線最小長度60m緩和曲線參數(shù)A=3.4107國道新線路平面線形設(shè)計(jì)成果曲線半徑、長度，緩和曲線要素選用表曲線半徑、長度，緩和曲線要素選用表3.7新路線的超高與加寬的設(shè)計(jì)成果1)根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的《圓曲線半徑與超高坡度值》，假設(shè)設(shè)計(jì)速度為70km/h，則設(shè)計(jì)超高坡度值為：2)根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，新建有中間帶的道路，較多采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，中央分隔帶保持水平．3)根據(jù)《公路超高漸變率表》規(guī)定，超高漸變率最大為1/3304)由于所設(shè)計(jì)的圓曲線半徑均大于250m，所以可以不設(shè)加寬3.7新路線的超高與加寬的設(shè)計(jì)成果2)根據(jù)《公路路線設(shè)4.3縱斷面線形設(shè)計(jì)從視覺觀點(diǎn)考慮，豎曲線半徑一般為最小值的1.5～4.0倍，即如下表所示：

4.3縱斷面線形設(shè)計(jì)從視覺觀點(diǎn)考慮，豎曲線半徑一般為最小值縱斷面線形設(shè)計(jì)成果縱斷面線形設(shè)計(jì)成果5.5新線路的橫斷面設(shè)計(jì)成果

所設(shè)計(jì)107國道為二級公路，根據(jù)規(guī)范它應(yīng)包括雙向4車、兩側(cè)土路肩、右側(cè)加固路肩等，如圖共計(jì)18m。5.5新線路的橫斷面設(shè)計(jì)成果6.1平曲線放樣方法曲線測設(shè)常用方法有偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法、RTK法6.1.1偏角法

偏角法是一種坐標(biāo)定點(diǎn)的方法，是利用偏角（弦切角）δi和弦長L來測設(shè)圓曲線的。1.主點(diǎn)測設(shè)

圓曲線主點(diǎn)測設(shè)時(shí)候，將經(jīng)緯儀安置在交點(diǎn)（JD）上，后視相鄰交點(diǎn)或轉(zhuǎn)點(diǎn)，沿視線方向量取切線長度，得曲線起點(diǎn)（ZY），并檢查ZY點(diǎn)至相鄰里程樁的距離，較差應(yīng)在限差之內(nèi)后并打樁。再將望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)前視方向的交點(diǎn)或轉(zhuǎn)點(diǎn)，沿此方向量切線長度，得曲線終點(diǎn)（YZ）。最后沿分角線方向量取外矢距E，得到曲線中點(diǎn)（QZ）點(diǎn)。6.1平曲線放樣方法6.1.1偏角法1.主點(diǎn)測設(shè)2.偏角法詳細(xì)測設(shè)圓曲線與緩和曲線

以曲線的起點(diǎn)（或終點(diǎn)）至任一待點(diǎn)的弦線與切線間的偏角，（即弦切角）和相鄰點(diǎn)間的弦長來測設(shè)點(diǎn)的位置。圓曲線段設(shè)i是圓曲線上任意一點(diǎn),則可得i點(diǎn)的偏角緩和曲線段以ZH為起點(diǎn),距起點(diǎn)為L的緩和曲線上一點(diǎn)i,則

2.偏角法詳細(xì)測設(shè)圓曲線與緩和曲線6.1.2切線支距法

切線支距法又稱直角坐標(biāo)法，是以曲線的起點(diǎn)ZY或終點(diǎn)YZ為坐標(biāo)原點(diǎn)，以切線為X軸，經(jīng)過原點(diǎn)的半徑為Y軸，按曲線上各點(diǎn)坐標(biāo)x、y設(shè)置曲線上各點(diǎn)的位置。1.圓曲線測設(shè)

如圖,設(shè)Pi為曲線上欲測設(shè)的點(diǎn)位,該點(diǎn)至ZY點(diǎn)或YZ點(diǎn)的弧長為li,φi為li所對的圓心角,R為圓曲線半徑，則Pi的坐標(biāo)可按下式計(jì)算：

xi=Rsinφiyi=R(1-cosφi)=xtan(φi/2)式中：φi=Li/R(rad)6.1.2切線支距法2.切線支距法測設(shè)帶有緩和曲線的平曲線

以ZH為坐標(biāo)原點(diǎn)，以切線為x軸。

在緩和曲線內(nèi),距ZH點(diǎn)為

Li的i點(diǎn)的坐標(biāo)為：

在圓曲線內(nèi),距ZH點(diǎn)為Li

的i點(diǎn)的坐標(biāo)為：2.切線支距法測設(shè)帶有緩和曲線的平曲線6.1.3任意設(shè)站極坐標(biāo)法

任意設(shè)站極坐標(biāo)法是選一個(gè)盡量能看到整個(gè)曲線上的點(diǎn)作為控制點(diǎn)，反算曲線上各點(diǎn)到該點(diǎn)的距離、方位，然后在實(shí)地進(jìn)行撥角、量距測定放樣點(diǎn)、該方法關(guān)鍵是求出曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值．在曲線放樣中先設(shè)計(jì)好曲線上的直圓點(diǎn)(ZY)、直緩點(diǎn)(ZH)、圓直點(diǎn)(YZ)和緩直點(diǎn)(HZ)的坐標(biāo)，然后依據(jù)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算出圓心坐標(biāo)，并根據(jù)半徑及角度的變化，求出曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。具體的計(jì)算公式詳見畢業(yè)設(shè)計(jì)正文，可通過計(jì)算機(jī)編程來計(jì)算，下面介紹一下此計(jì)算方法的基本流程。6.1.3任意設(shè)站極坐標(biāo)法道路勘測設(shè)計(jì)與施工放樣畢業(yè)設(shè)計(jì)ppt課件6.1.4RTK法

RTK技術(shù)是目前GPS領(lǐng)域最新技術(shù)之一,是一種將GPS與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合,實(shí)時(shí)解算進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,在短時(shí)間里得到高精度定位信息的技術(shù)。公路測量方面,在保證測量精度的情況下,它有效的提高了工作的效率。針對不同需要,RTK放線模式分為線放樣、曲線放樣和線路放樣三種模式，具體詳見畢業(yè)設(shè)計(jì)正文6.1.4RTK法6.2.1平曲線放樣方法的比較1)偏角法使用經(jīng)緯儀，適用于山區(qū)與丘陵地帶；常常因地形地貌障礙需要多次置鏡，這樣存在誤差積累，影響放樣點(diǎn)的精度。2)切線支距法適用于平原地區(qū)，計(jì)算比較復(fù)雜，使用麻煩，工作量大；而且測設(shè)曲線越長，支距越大，點(diǎn)為測設(shè)就越困難，精度就越低。3)極坐標(biāo)法測設(shè)克服了以上方法存在的置鏡點(diǎn)位置受限制的間題。可以根據(jù)需要在任意點(diǎn)置鏡測設(shè)完整個(gè)曲線，從而減少了誤差積累,提高了測量速度；由于可以在任意點(diǎn)置鏡,克服了傳統(tǒng)的偏角法測設(shè)中必須先測設(shè)五大控制樁方能順利測設(shè)曲線的限制；6.2.1平曲線放樣方法的比較極坐標(biāo)法測設(shè)可以從置鏡點(diǎn)沿角度方向直接丈量距離,這一點(diǎn)對于有全站儀的測量顯得更為重要,它可以充分發(fā)揮這種先進(jìn)儀器的測距功能,也克服了以弧長代替弦長的誤差。4)偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法采用的儀器均為經(jīng)緯儀或者全站儀，在測角側(cè)邊中也就存在儀器誤差、照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、外界影響引起的誤差等；而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù),其誤差由固定誤差和環(huán)境誤差構(gòu)成,固定誤差由儀器本身技術(shù)所約束,環(huán)境誤差主要是指電離層延遲、衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)等影響因素。極坐標(biāo)法測設(shè)可以從置鏡點(diǎn)沿角度方向直接丈量距離,這一點(diǎn)對于6.2.2平曲線放樣方法的選擇根據(jù)以上放樣方法的比較與分析，可選擇極坐標(biāo)法或者網(wǎng)絡(luò)RTK法進(jìn)行平曲線的放樣。 全站儀施工放樣技術(shù)具有測量精度高(一般情況下可選毫米級)，儀器的集成化．自動(dòng)化和智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是不通視、人為影響較大，往往會(huì)降低工作效率。 RTK放樣克服了傳統(tǒng)放樣法的缺點(diǎn)，具有時(shí)間短，精度高、無須通視、現(xiàn)場給出較精確坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，但其放樣精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如全站儀。RTK技術(shù)存在許多誤差，例：外界因素所造成的誤差我們耍特別注意，如多路徑效應(yīng)等。 因此在道路中線放樣中，由于線路長且對精度要求不是太嚴(yán)格，可采用RTK放樣；在主點(diǎn)樁放樣中，可應(yīng)用全站儀達(dá)到較高的精度。6.2.2平曲線放樣方法的選擇6.3高程放樣方法介紹及選擇

已知高程的放樣是根據(jù)施工現(xiàn)場已有的水準(zhǔn)點(diǎn)，用水準(zhǔn)測量或三角高程測量的方法，將設(shè)計(jì)的高程測設(shè)到地面上，即根據(jù)一個(gè)已知高程的點(diǎn)，來測設(shè)另一個(gè)點(diǎn)的高程，使其高差為所指定的數(shù)值。

高程一般選用水準(zhǔn)測量法，可以達(dá)到高程放樣的精度要求