建筑工程测量：中线测量
《建筑工程测量》
中线测量
道路中线测量是道路测量的主要内容之一,在测量前应做好组织和准备工作。首先,应熟悉设计文件或领会工作内容,施工测量时要对设计文件进行复核,已知偏角及半径计算曲线要素、主点里程桩号、交点间距、直线长度、曲线组合类型等,进行复核,并针对不同的曲线类型及地形设计原则,选定半径等,做好测设前的准备工作。本任务要求学生掌握中线测量的方法。
一、测量内容
1.测量的工作内容
准备标定路线,即订设路线起终点桩、交点桩及转点桩,且用小钉标点。
观测路线右角并计算转角,同时填写测角记录本,订出曲线中点方向桩。
隔一定转角数观测磁方位角,并与计算方位角校核。
中线丈量,同时设置直线上各种加桩。
设置平曲线及各种加桩。
填写直线、曲线、转角一览表。
固定路线,并填写路线固定表。
2.路线中线敷设的方法和要求
路线中线敷设,可采用极坐标法、偏角法、支距法等方法进行。
二、交点和转点的测设
1.交点测设
(1) 穿线交点法。此方法适用于:纸上定线时进行的实地放样,地形不太复杂,且纸
上路线离开导线不远的地段;实地定线,施工测量时的恢复定线。
1) 量距(或量角)。在地形图上,量出导线和路线的关系。如图8-17所示,在导线上选择A'、B'、C'等点或导线点,再量取距离l1、l2、l3或角度β;同时,把距离按照地形图的比例换算成实际距离。量距时应量取垂直于导线的距离,便于确定方向,如1、2、3、4、5、8点,或量取斜距与角度,如6点;也可以选择导线与路线相交的点,如3、7点。为了提高放线的精度,一般一条直线上最少应选择3个临时点,这些点选择时应注意选在与导线较近、通视良好、便于测设量距的地方。最后,绘制放点示意图,标明点位和数据,作为放点的依据。
图8-17 量距的方法
2) 放点。放点时,首先应在现场找到导线点或导线上A'、B'、C'等点(A'、B'、C'等点在地形图上量取与导线点的距离,再在实地上量取得出)。如量取垂距在导线各点上,用方向架定出垂线方向,在此方向上量取l i得路线上的临时点位;如量取斜距,现在导线各点上用经纬仪测出斜距方向,在此方向上量取距离li得临时点;如为导线与路线交点,则从导线向另一导线点方向量取l i,可得临时点位置。
3) 穿线。由于在地形图上量距时产生的误差,或实地放支距时测量仪器的误差。或其他操作存在的误差,在地形图上同一直线的各点,放于地面后,其位置可能不在同一直线上,此时需要进过大多数点,穿出一系列直线。穿线法可用花杆或经纬仪进行,穿出线位后,在适当的地点标定转点(小钉标点),使中线位置准确标定在地面上。
4) 交点。当相邻两直线在地面标定后,分别延长两直线交会定出交点。如图8-18所示,已知ZD K、ZD K+1、ZD K+2、ZD K+3的位置,求出相邻直线的交点JD i。
图8-18 支点的确定
(2) 拔角放线法。此方法适用于纸上定线的实地放线时,导线与设计线距离太远或不太通视;施工测量时的恢复定线。通常,先由导线计算出路线起点的方向、位置,再通过坐标计算出设计路线的交点、主要桩点。
(3) 交会法。本方法适用于放线时地形复杂,导线控制点便于利用,施工测量时从栓桩点恢复交点。先计算或测出两导线点或栓桩点与交点的连线之间的夹角,再用两台经纬仪拔角交会,定出交点位置。
2.转点的测设
转点的主要作为传递方向,其测设方法有以下几种。
(1) 在两交点间设转点。已知JD i、JD i+1为两相邻交点互不通视,求在两交点间增设转点ZD。如图8-19所示,先用花杆穿出ZD的粗略位置ZD'，将经纬仪置于ZD'，用直线延伸法延长JD i,ZD' 到JD'i+1,,量取JD'i+1~JD i+1距离,并用视距观测,那么ZD~ZD'的距离为
·f(9-7)
d=l1
l1+l2
图9-19 两交点间设转点
移动ZD'，距离为d,置仪器重新测量f,直到f=0或在容许误差之内,置仪器点即为ZD位置,并用小钉标定。最后,检测ZD右角是否为180°或在容许误差之内。
(2) 在交点延长线上设转点。已知已知JD i、JD i+1为两相邻交点互不通视,求在两交点间的延长线上增设转点ZD。如图8-20所示,先在两交点的延长线上用花杆穿出转点的粗略位置ZD'，将经纬仪安置于ZD'，分别用盘左、盘右后视JD i,,在JD i+1量取JD'i+1~JD i+1的距离,并用视距观测,那么ZD~ZD'的距离为
d=
l1
l12·f(9-8)
横向移动ZD'距离为d,置仪器重新测量f,直到f=0或在容许误差之内,置仪器点即为ZD位置,并用小钉标定。最后,检测ZD与两交点的夹角是否为0°或在容许误差之内。
图8-20 两交点延长线上设转点
三、转角的测定
1.标定直线与修正点位
对于相互通视的交点,如定点测量无误,根本不存在点位修正问题,通常可以直接引用。
对于中间有障碍、互不通视的交点,虽然交点定线时已设立了控制直线方向的转点桩。但由于选线大多采用花杆目测穿直线,实际上未必严格在一条直线上,因此就存在用经纬仪检查与标定直线或修正交点桩位问题。在一般情况下,常将后视
交点和中间转点作为固定点,安置仪器于转点处,采用正倒镜分中法进行检查。
图9-21 路线的右角和左角
2.路线右角的测定与转角的计算
(1) 路线右角的观测。按路线的前进方向,以路线中心线为界,在路线右侧的水平角称为右角,通常以β表示,如图8-21所示的β4、β5。在中线测量中,一般是采用测回法测定。
(2) 转角的计算。转角是指路线由一个方向偏转为另一个方向时,偏转后的方向与原方向的夹角,通常以α表示。如图8-21所示,转角有左转、右转之分,按路线前进方向,偏转后的方向在原方向的左侧称为左转角,通常以α左(或αZ)表示;反之,为右转角,通常以α右(或αY)表示。转角是路线转向处设置平曲线的必要条件,通常是通过观测路线前进方向的右角β后,经计算得到。
当右角β测定以后,根据β值计算路线交点处的转角α。当β<180°时为右转角(路线向右转);当β>180°时为左转角(路线向左转)。左转角和右转角按下式计算。
若β>180°
则α左=β-180°(8-9)
若β<180°
则α右=180°-β(8-10)
3.曲中点方向桩的钉设
为便于中桩组敷设平曲线中点桩,测角组在测角的同时,应将曲中点方向桩钉
设出来,如图8-22所示。分角线方向桩离交点距离尽量大于曲线外距,以利于定向插点。一般转角越大,外距也越大。
图8-22 标定分角线方向
用经纬仪定分角线方向,首先,就要计算出分角线方向的水平度盘读数,通常
这项工作是紧跟测角后,在测角读数的基础上进行的。根据测得的右角的前后视读数,可计算出分角线方向的读数,即
(前视读数+后视读数) (8-11) 右转角:分角线方向的水平度盘读数=1
2
(前视读数+后视读数)+180°(8-12) 左转角:分角线方向的水平度盘读数=1
2
4.视距测量
视距测量的方法有两种:一种是利用测距仪或全站仪测,此方法是分别于交点
和相邻交点(或转点)上安置棱镜和仪器,采用仪器的距离测量功能,从读数屏可直
接读出两点间平距;另一种是利用经纬仪或标尺测,它分别于交点和相邻交点(或
转点)上安置经纬仪或标尺(水准尺或塔尺),采用视距测量的方法计算两点间平距。这里应指出的是,用测距仪或全站仪测得的平距可用来计算交点桩号,而用经纬仪
测得的平距,只能作参考来校核中线测设中有无丢链现象。
当交点间距离较远时,为了达到测量精度,可在中间加点,采取分段测距方法。
5.磁方位角观测与计算方位角校核
观测磁方位角的目的,是为了校核测角组测角的精度和展绘平面导线图时检
查展线的精度。路线测量规定,每天开始与结束必须观测磁方位角,至少一次,以便于推算方位角进行校核,其误差不得超过2°;若超过规定,必须查明发生误差的原因并及时纠正。若符合要求,可继续观测。
6.路线控制桩位固定
为便于以后施工时恢复路线及放样,对于中线控制桩,如路线起点桩、终点桩、交点桩、转点桩、大中桥位桩以及隧道起终点桩等重要桩志,必须妥善固定和保护,防止丢失和破坏。
桩志固定方法,因地制宜地采取方法固定。
为控制桩位,还应设护桩(亦称“检桩”)。护桩方法有距离交会法、方向交会法、导线延长法等,具体采用何种方法,应根据实际情况灵活掌握。道路工程测量,通常多采用距离交会法定位。护桩一般设3个,护桩间夹角不宜小于60°,以减小交会误差,如图8-23所示。
图8-23 距离交会法护桩