公路施工测量放样方法.docx

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公路施工测量放样方法

前　言

在工程测量中当施工控制网建立以后,为了满足工程的需求,需要将已设计好的资料在实地标出，以便施工，这个过程我们称为放样.也就是说施工放样是把图纸上的设计方案“搬”到实际现场的过程.放样的结果是得到实地上的标桩,标桩定在哪里，庞大的施工队伍就在哪里进行挖土、浇捣混凝土、吊装构件等一系列工作。

如果放样出错且没有及时纠正，将会造成极大的损失。

当工地上有几个工作面同时开工时,正确的放样是保证它们衔接成整体的重要条件.由于施工时以放样出的标桩为依据，故放样的过程不允许有任何一点差错，否则会影响施工的进度和质量。

而且在实际放样的过程中，由于工程建筑物复杂多样,有时往往需要将几种方法综合应用，才能放出该建筑物的点﹑线.因此,放样方法的选取显得十分重要.放样方法的选择与工程建筑的类型，工程建筑物的施工部位,施工现场条件和施工方法以及放样精度要求和控制点的分布都有着密切的关系。

因此,放样人员必须根据实地情况,如精度要求﹑控制点分布﹑现有仪器﹑现场条件﹑计算工具等来选择测站点和放样点的测设方法的不同组合及不同的检核方法.

各类工程及同一工程的不同阶段,不同部位队放样点的精度要求不同,多以对测站点和放样点的精度要求也不相同。

作业时请严格执行《工程测量规范》,《水利水电工程施工测量规范》和《施工测量控制程序》。

如果设计上有特殊要求,按设计要求执行。

为了实现预期的目的，在进行放样之前，测量人员首先要熟悉工程的总体布局和细部结构设计图，找出工程主要设计轴线和主要点位的位置以及各部分之间的几何关系，结合现场条件和已有控制点的布设情况,分析具体放样方案，并作出最优化的处理,使放样精度达到最高。

通常情况下，平面放样的方法有极坐标法,直角坐标法，距离交会法，角度交会法，方向线交会法。

高程放样可采用全站仪三角高程和水准高程放样。

根据拥有设备的情况来确定放样实施方案。

本设计论文主要根据本人在海口绕城公路白莲立交至机场段工程中实习所学到的有关知识和所遇到的一些问题，经过查看相关文献和请教老师同学们,做了一个应用型的设计论文.本设计论文所主要讨论的问题有，放样的基本方法和工作,高等级公路路线中线的施工放样，公路中桩边桩统一坐标的计算方法，缓和曲线在公路施工中放样的应用，公路施工放样中特殊区域的放样方法和全站仪放样同GＰS—RTＫ放样方法的比较等等，以便我们在保证质量的情况下，更有效率的进行施工放样测量工作。

由于本人水平有限,再加上时间仓促,文中难免会有不妥之处。

望各位老师和同学们批评指正.

１绪论

1。

1工程概况

本工程对已经建成的海口绕城公路的部分进行改造设计,共分为两个部分；一是把海榆中线上跨海口绕城公路的分离立交改为简易互通立交,以满足海榆中线车辆上下海口绕城的需要.二是对海口绕城公路全线中央分隔带进行改造设计，由于海口海口绕城公路中央分隔段10.５m，采用浅碟形,较为平缓，建成通车后,社会车辆在中央分隔带调头的现象经常出现，由于海口绕城公路设计车速120公里/小时，行车速度很快，致使交通事故频发。

所以,需要对全线中央分隔带的分隔和防眩改造处理,来解决这一社会问题。

现有海榆中线与海口绕城公路为分离立交，互通设计充分利用现有工程减小互通规模。

结合周围地形情况，采用A型半苜蓿叶形立交方案,主线下穿，充分利用已经建成的海榆中线跨线桥布设。

本互通设计无桥梁工程,如图1。

1是本工程的简图.

图１．1海口绕城公路白莲立交至机场段总平面简图

Figｕre１.1HaikouRiｎgRoaｄ　ｏvｅｒpａsｓto　thｅairpoｒtｔoｔａｌplane　sｙsteｍｄｉａgｒａm

１.2公路工程施工放样的任务

公路工程施工放样的主要任务是利用测量技术将设计图纸上的工程构造物的平面位置和高程在实地标定出来，作为施工的依据。

在施工过程中，检测工程构造物的几何尺寸,以实现从设计图纸到工程实物的质和量的转变。

在交通土木工程中，工程构造物主要指路基、路面、桥涵、隧道及其附属构造物和排水构造物.在路基施工前，通过测量放样确定路线中线桩、公路用地界桩、路堑坡顶、路堤坡脚、边沟等构造物的施工位置；在桥涵施工前,通过测量放样确定基坑开挖、墩台建造的施工位置;在隧道施工前，利用控制测量结果对隧道定向定位等都是通过测量放样实现的。

在施工过程中，通过测量放样对工程构造物外形几何尺寸进行控制和检测,及时修正偏差，以准确体现设计意图;在工程竣工后，通过测量对工程进行质量检查和验收.实践证明，精确地测量放样能准确控制施工质量和节约工程成本。

因此，施工放样是工程施工过程中的重要一环,它贯穿工程施工全过程。

１.３公路施工放样的依据

公路工程施工放样的依据是《公路工程技术标准》，各种构造物的施工技术规范、规程、测量规范等以及工程设计图纸。

测量放样工作应遵循从整体到局部的原则，先进行控制测量，再进行细部放样测量。

通过控制测量，建立起平面控制点和高程控制点与工程构造物特征点之间的平面位置和高程的几何联系。

以平面控制点的坐标和高程控制点的高程为依据,利用传统测量仪器进行距离、高程和角度的测量放样或者利用全站仪和ＧＰS进行三维坐标放样来确定工程构造物特征点在实地上的空间位置.在放样过程中,工程设计图纸是图解控制点和工程构造物特征点之间几何关系的依据；现行的施工技术规范、规程，以及测量规范是核查放样结果精度的依据。

只有利用精度符合标准的几何数据,才能精确地测定工程构造物特征点的准确位置,以指导施工。

1.4施工放样的基本原则

施工放样测量工作必须遵循测量工作的基本原则,即“等级、整体、控制、检验”四项基本原则。

ﻫ　等级原则是指实施测量时根据公路等级要求应满足的平面控制测量和高程控制测量精度。

等级的规定是施工控制测量技术工作成果质量的标准。

若不满足精度要求,就会出现放样点的实地点位与没计点位的出入。

ﻫ　整体原则是指兼顾工程的全局性和技术要求的完整性。

施工控制测量作为施工放样测量的工作基础，必须从整体原则出发,尽量实现多用性和有效性。

多用性即施工控制测量应满足工程设计及其施工放样测量所确定的要求，尽量避免重复控制测量。

有效性即施上控制测量所建立的控制点点位应明显、无损、可靠,便于应用，点位参数准确，符合应用要求。

　　随着我国基本建设规模不断扩大，要求工程具有高速度、高精度、高质量，做好施上控制测量这一工程前期工作，是高速度、高精度、高质量的重要保证之一。

1。

5施工放样测量工作的基本要求

（1）紧密结合施工

为紧密结合施工的需要，测量技术人员应做好下列工作：

①熟悉设计图纸，理解有关图纸的设计思路.

②检查图纸，核实图纸的有关数据，做好施上测量的数据准备。

③了解施工丁作计划和安排，协调测量和施上进度的关系，落实施工测量工艺。

（２）熟悉施工现场ﻫ　施工测量技术人员熟悉现场是搞好放样工作的摹本条件.

①核查并检测有关的控制点在实地的位置,并和设计资料中的点之记相对照,确认点位准确可靠。

若原控制点点位丢失，应按照原控制等级进行恢复，并满足精度要求。

　　②了解施上现场的地貌形态和地物分布情况。

③做好控制点的复测上作.ﻫ

2施工放样的基本方法

2.1放样已知水平距离

2.１．1用钢尺放样已知水平距离

距离放样即在地面上测设某已知水平距离,就是在实地上从一点开始，按给定的方向，量测出设计所需的距离定出终点。

在地面上丈量已有两点间的直线距离时，应先用尺子量出两点间的距离,再考虑必要的改正数，以求得正确的水平距离。

而在地面上定出已给长度的直线时，其程序恰恰相反。

先要根据已知的水平距离，结合地面的高低、钢尺的实际长度、丈量时的温度等，算出地面上应量的距离，并按算出的距离进行丈量.如图2。

１所示。

其计算公式为:

　　　　　　　　　　　（2．1）

式中:

__＿__＿名义长度，实地要测设的长度；

____＿＿_实际长度，需要测设的水平距离；

_＿____尺长改正数,钢尺在标准拉力、标准温度条件下钢尺的实际长度

与钢尺的名义长度

的差，即

=

－

；

___＿__温度改正数,

为钢尺的线膨胀系数，一般用１．2５×10－5/℃,t为测设时的温度，

为钢尺的标准温度（一般为2０℃）;

＿__＿__倾斜改正数,

为两端点的高差;

为了计算以上各改正数,应已知所用钢尺的尺长改正数，测出两端点的高差

并测量测设时的温度

.

图　2．1　用钢尺放样已知水平距离

Ｆｉg　2。

1ｒuｌerloｆtiｎｇknown　ｈorizｏnｔaldｉｓtanｃｅ

2.１。

２用光电测距仪放样已知水平距离

在测量技术飞速发展的今天，测距仪或全站仪的使用越来越普遍。

而且用测距仪或全站仪测距是目前施工测量中较为简捷和精确的一种方法。

采用具有自动跟踪功能的测距仪测设水平距离时，仪器自动进行气象改正并将倾斜距离改算成水平距离直接显示。

具体方法如下:

测设时，将仪器安置在A点,测出气温及气压，并输入仪器,此时按测量水平距离功能键和自动跟踪功能键,一人手持反光镜杆立在终点附近，只要观测者指挥手持反光镜者沿已知方向线前后移动棱镜，观测者即能在测距仪显示屏上测得顺时的水平距离。

当显示值等于待测设的已知水平距离Ｄ时，即可定出终点。

如图２。

2所示。

图２。

2光电测距仪放样水平距离

Fig　2.1photoeｌectｒicrａngefindｅr　lofｔing　horｉｚontal　distance

2．2放样已知水平角

2.2。

1一般方法

如图2.3所示，已知地面上ＯA方向，从ＯA向右放样已知水平角β，定出ＯB方向，步聚如下：

图2。

3 　已知水平角一般方法放样

Fig2。

３knｏｗnhｏrｉzontａｌangｌe　ｍethｏｄoｆloｆtｉng

①在O点安置经纬仪，盘左位置瞄准Ａ点，并使水平度盘读数为0°00′00″.

②松开水平制动螺旋，旋转照准部，使水平度盘读数为β值,在此方向线上定出B′点.

③在盘右位置同法定出B″点，取B′、B″的中心点B，则∠AOＢ就是要放样的已知水平角β。

2。

２.2精确方法

当对放样精度要求较高时，可按下述步骤进行：

图２.4 已知水平角精确放样

Fig2。

4　knowｎ　hoｒiｚoｎtａlangleｐreciｓeloｆtiｎｇ

①如图2.4所示，先按一般方法放样定出B点。

②反复观测水平角∠AOＢ1，若干个测回，准确求其平均值β,并计算出它与已知水平角的差值Δβ=β-β1　。

③计算改正距离：

式中：

OB1—测站点Ｏ至放样点B１的距离；ρ—２06265”。

④从B1点沿OB1的垂直方向量出ＢB1，定出B点，则∠AOB就是要放样的已知水平角.

注意:

如Δβ为正，则沿OＢ１的垂直方向向外量取;反之向内量取。

当前,随着科学技术的日新月异，全站仪的智能化水平越来越高，能同时放样已知水平角和水平距离。

若用全站仪放样,可自动显示需要修正的距离和移动的方向。

2。

3放样已知高程

图２.5高程放样

Fig2。

５ｅlevatioｎlofting

如图2。

5所示,在某设计图纸上已确定建筑物的室内地坪高程为21。

500m，附近有一水准点A,其高程为HA=２0。

950m。

现在要把该建筑物的室内地坪高程放样到木桩Ｂ上，作为施工时控制高程的依据。

其方法如下：

①安置水准仪于A、Ｂ之间，在A点竖立水准尺,测得后视读数为a=1.6７５m。

②在Ｂ点处设置木桩,在B点地面上竖立水准尺，测得前视读数为ｂ=1.3３２ｍ.

③计算：

视线高  Hi=HA+a=２０.950+1。

６75＝２2。

625m

放样点的高程位置 C＝２1．500—（22．62５—1．332）=0.２０7m

④与水准尺0.２07m处对齐,在木桩上划一道红线,此线位置就是室内地坪的位置.

在深基坑内或在较高的楼层面上放样高程时，水准尺的长度不够,这时，可在坑底或楼层面上先设置临时水准点，然后将地面高程点传递到临时水准点上,再放样所需高程。

图2.6 深基坑水准点高程放样

Fig　2.6dｅｅｐ　ｆoｕnｄａｔｉｏnpitlevelpointｅlevatｉoｎ　ｌofting

如图2．６所示，欲根据地面水准点A放样坑内水准点B的高程,可在坑边架设吊杆，杆顶吊一根零点向下的钢尺，尺的下端挂上重锤，在地面和坑内各安置一台水准仪。

则B点的标高为：

           　　　　（2。

２）

式中：

a1、b１、a2　、b2—标尺读数.

然后，改变钢尺悬挂位置,再次观测，以便检核。

2。

4点的平面位置放样

2。

4.1直角坐标法

当在施工现场有互相垂直的主轴线或方格网线时,可以用直角坐标法放样点的平面位置。

图2.7直角坐标法放样点的平面位置

Fig2.7Ｃartｅsian　coordinａtｅs　loftｉngpｏｉntｓ　ofplaｎepoｓitiｏn

如图2.7所示，１、2、３点为方格网点，Ａ、B、C、D为待测的建筑物角点,各点坐标分别为Ａ（２0，20），B（20，100），C（40,20），D（40，1００）。

在２点安置经纬仪,后视3点，得2—３方向线,沿此方向分别量距20m和１０0m得P、M两点，并作出标志。

再在Ｐ点安置经纬仪,后视2或3点中一个较远的点,正倒镜拨角9０°取其平均值，得Ｐ—C方向线，沿此方向分别量距２0ｍ和４０ｍ,得A、C两点,作出标志。

地面标志出B、Ｄ两点。

最后，按设计距离及角度要求检测Ａ、B、C、Ｄ四点.若不满足设计精度要求，则按前述方格网放样的方法进行调整,直至这四点满足设计要求,并加固标志点。

直角坐标法只量距离和直角，数据直观,计算简单,工作方便，因此，直角坐标法应用较广泛.

２。

4。

２极坐标法

极坐标法是根据水平角和距离来放样点的平面位置的一种方法.当已知点与放样点之间的距离较近,且便于量距时，常用极坐标法放样点的平面位置。

图2．8极坐标放样点的平面位置

Ｆig2．8　　polａｒcooｒdinａteｓeｔtiｎg-outpointｌocationｏftheｐlａnｅ

如图2.８所示，A、B是已知平面控制点,其坐标为:

ｘＡ＝1000。

０00m，yA=1000.000ｍ，　αAB=3０5°48′32″

P为放样点,其设计坐标为:

xP=1033。

６40ｍ，yP=1028.７6０m。

用极坐标法放样,首先计算放样数据DAＰ和β（图中为∠BAP）。

         　　　　　　　　（2。

３）

放样时，把经纬仪安置在A点，瞄准Ｂ点,按顺时针方向放样∠BAP，得到AP方向,沿此方向放样水平距离ＤAP，得到P点的平面位置。

2。

4。

3角度交会法

当放样地区受地形限制或量距困难时，常采用角度交会放样点位。

图2。

9角度交会放洒点的平面位置

Fig2．９ａnglｅ　intｅrsectionｐlaceｄspriｎｋleｆlatposition

如图2．9所示，根据控制点A、B、C和放样点P的坐标计算β1,β2,β3，β4角值。

将经纬仪安置在控制点A上，后视点B，根据已知水平角β１盘左盘右取平均值放样出AP方向线，在ＡP方向线上的P点附近打两个小木桩，桩顶钉小钉，如图2.9中1、２两点。

同法,分别在B、Ｃ两点安置经纬仪,放样出3、4和5、６四个点，分别表示BP和CP的方向线.将各方向的小钉用细线拉紧，在地面上拉出三条线，得三个交点。

由于有放样误差，由此而产生的这三个交点就构成了误差三角形.当这误差三角形的边长不超过4cm时，可取误差三角形的重心作为所求P点的位置.若误差三角形的边长超限，则应重新放样.

2。

4。

4距离交会法

当建筑场地平坦，量距方便，且控制点离放样点不超过一整尺长度时,可用距离交会法。

首先，根据P点的设计坐标和控制点A、B的坐标,先计算放样数据D1、D2.放样时,用钢尺分别以控制点Ａ、B为圆心，以D１、Ｄ２为半径,在地面上画弧，交出P点。

距离交会法的优点是不需要仪器,但精度较低,在施工中放样细部时,常用此法。

2.４。

５方向线交会法

方向线交会法是利用两条已知方向线交会来确定放样点位置的方法。

如图2．10所示，A1、A２、Ｂ1、Ｂ２为桥轴线样制点，Q及O′为施工初期测定的各墩台轴线方向控制桩，在桥梁墩台施工过程中，利用桥轴线和墩台轴线方向交会可随时定出墩台的中心位置。

方向线交会法放样时,两条方向线以正交最为有利，斜交时应注意控制交会角的范围以提高定位精度.

图2。

10  方向线交会法

Fig2。

１0tｈeｄiｒｅctionof　ｔheｌiｎeintｅrsectｉonmeｔhoｄ

2．4．6　全站仪坐标法放样

全站仪坐标放样法的本质是极坐标法,它能适合各类地形情况，而且精度高，操作简便，在生产实践中已被广泛采用。

放样前，将全站仪置于放样模式,向全站仪输入测站点坐标、后视点坐标（或方位角），再输入放样坐标，准备工作完成之后，用望远镜照准棱镜,按坐标放样功能键，则可立即显示当前棱镜位置与放样点位置的坐标差.根据坐标差值，移动棱镜位置,直至坐标差值为零，这时，棱镜所对应的位置就是放样点位置,然后，在地面作出标志。

3高等级公路路线中线的施工放样

３。

1路线中线放样的主要内容和实际意义

路线中线施工放样就是利用测量仪器和设备,按设计图纸中的各项元素（如公路平纵横元素）和控制点坐标（或路线控制桩），将公路的“中心线”准确无误地放到实地，指导施工作业，习惯上称为“中线放样”。

路线中线施工放样是保证施工质量的一个重要环节.这是一项严肃认真、精确细致的工作,稍有不慎，就有可能发生错误.一旦发生错误而又未能及时发现,就会影响下步工作，影响工作进度,甚至造成损失.因此,要严格按照有关规范、规程的要求,对测量数据认真复核检查，不合格的成果一定要返工重测，要一丝不苟,树立质量重于泰山的意识。

为确保施工测量质量,在施工前必须对导线控制点和路线控制桩进行复测，施工过程中要定期检查。

放样时应尽量使用精良的测量设备，采用先进的测设方法。

用导线控制点恢复公路中线,适用于高等级公路.实际应用中,二级以上的公路,均沿路线建有导线控制点,故可采用控制点放样，即用坐标法恢复公路中线.海口绕城公路白莲立交至机场段作为首级控制,所以应当用导线控制点恢复公路中线。

在恢复中线之前,首先要对导线控制点进行复测、补测和移位，以保证控制点的精度.

3。

2控制点复测

3。

２。

1导线控制点的复测

导线控制点的复测主要是检查它的坐标和高程是否正确。

检测方法如图3。

1所示：

图３.1导线控制点的复测

Fig３。

１　Ｗｉｒeｃonｔｒｏlpointｓurvey

第一步：

根据导线点1~n的坐标反算转角（左角）β2～βn-1和导线边长S１～Sn-1。

　　　　　　（３.1）　　　　

　　　　　　　（3.2）

　　　　　　　（3．３）

　　（3．4）

第二步:

实地观测各左角β′i+1及导线边长S´i.角度观测可取一个测回平均值,边长测量可取连续测量3~4次的平均值。

当观测值和计算值满足下式:

　　　　　　　　（3.5）

　　　　　　　　　（3．6）　　

时，则认为点的平面坐标和位置是正确的。

另外，还要对导线进行检查，检查时可将图３。

1中的1、2和n、n+1点作为已知点，α1，2、和αn，n＋1作为已知坐标方位角，按二级导线的方位角闭合差和导线全长闭合差的精度要求进行控制。

第三步,水准点高程的检查　　　　　　　　　　　　　　　　　　

在使用水准点之前应仔细校核，并与国家水准点闭合.水准点高程的检查和水准测量的方法一样。

高速公路和一级公路的水准点闭合差按四等水准（

）控制,二级以下公路水准点闭合差按五等水准（

）控制。

大桥附近的水准点闭合差应按《公路桥涵施工技术规范》（JＴJ04１—８9）的规定办理。

如满足精度要求,则认为点的高程是正确的。

　一般情况下，公路两旁布设导线点，其坐标和高程均在同一点上。

因此，在复测坐标同时可利用三角高程测量的方法检测高程.水准点间距不宜大于1ｋm。

在人工构造物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形复杂地段宜增设临时水准点.临时水准点必须符合精度要求，并与相邻路段水准点闭合。

值得注意的是，有的施工单位在复测导线点时,只检查本标段的点，而忽视了对前后相邻标段点的检查，这样就有可能在标段衔接处出现路中线错位或断高。

在实际工作中，应引起重视，防止有这种问题发生。

复测导线时，必须和相邻标段的导线闭合.

3.２。

２　导线控制点的补测与移位

由于人为或其它的原因,导线控制点丢失或遭到破坏.如果间断性的丢失，则可利用前方交会、支点等方法补测该点，或采用任意测站方法补测导线点。

补测的导线点原则上应在原导线点附近；如果连续丢失数点,则要用导线测量的方法补测。

若将路基范围内的导线点移至路基范围以外,可根据移点的多少分别采用交会法或导线测量的方法，并用“骑马桩”加以保护.导线点的高程用水准测量或三角高程测量测定。

应特别强调的是，在补点时应尽量将点位选在路线的一侧、地势较高处，以避免路基填土达到一定高度时影响导线点之间的通视.

施工期间应定期（一般半年）对导线控制点（特别是水准点）进行复测.季节冻融地区，在冻融以后也要进行复测。

发现导线控制点丢失后应及时补上，并做好对导线控制点（特别是原始点）的保护工作。

3。

3用导线控制点恢复中线

用导线控制点放样中线，放样精度能得到充分的保证.在测量技术飞速发展的今天,测距仪的使用越来越普遍.

现在，几乎所有的施工单位都有测距仪或全站仪,因而这种方法得到了广泛的应用，成为恢复中线的主要手段.《公路路基施工技术规范》（ＪTＪ０３3-９5）规定,对高速公路、一级公路，应用坐标法恢复路线主要控制桩。

实际应用中，二级以上的公路勘察设计,均沿路线建有导线控制点，海口绕城公路白莲立交至机场段作为首级控制，故可采用导线控制点放样中线。

用导线控制点恢复中线,实质上就是根据导线点坐标与公路中线坐标之间的关系，借以高精度的测距手段，将公路中线放到实地.因此，也可称之为“坐标法”。

在公路勘测设计时,根据公路等级的不同,设计文件提供的设计资料也是不一样的。

对于高等级公路如海口绕城公路白莲立交至机场段，设计文件中包括公路中线逐桩坐标表（如表1），可用坐标法恢复路线中桩。

表３.1　海口绕城公路白莲立交至机场段中线互通C匝道逐桩坐标表

Tａble1HaｉｋouRiｎgRｏａdintｅrchangeｔoＬotusAｉrpｏrtsｅgｍｅｎtiｎterchange　ramｐCpiｌe－tｏ-pｉlｅcooｒdｉnａtｅtaｂle

桩号

　　　　坐标

　　　Ｎ（X）

E（Y）

　EKO+000

　20６13０。

５98８

　１8９234。

92２９

　　　EＫO＋010

　2061２7.９69８

　18９244.5708

　EKＯ＋02０

206125.0797

1８9254。

1４３7

　　EＫO＋030

　２0612１.6786

　１8926３.5455

　　ＥKO＋0４0

　206117.529

　189272.63９8

EKO+050

２06１１2.424８

　1８９281．2３19

　ＥＫO+060

206１06.213