公路施工技术

公路施工技术 武汉交通职业学院周黎

情景一：路线定位 公路施工主要包括施工技术和施工组织管理两大方面的内容。施工前必须按设计进行施工测量放样，主要工作有以下几个方面： 1．熟悉图纸和施工现场 2．公路中线施工放样 3．路基横断面的放样 4．路面的放样 5．涵洞、桥隧等构造物的放样

项目1：已知距离的放样 • 结合现场情况，先进行钢尺的各项改正，反算出放样的尺面长度，然后按这一长度从起点开始沿已知方向定出终点位置。知识点一：施工放样的基本方法其计算公式为：式中： D′—钢尺名义长度； D—钢尺实际长度； ΔL0—尺长改正数； ΔLt—温度改正数； ΔLh—倾斜改正数。

1.垂线改正法 如下图所示，先按盘左盘右分中法初步放样，定出，再用经纬仪观测数个测回，求出各测回的平均角值β1，当β与β′的差值超出限差Δβ时，则需改正C的位置。改正时可根据AC的长度和计算其垂直距离然后过C点作AC的垂线，在垂线方向上量出CC1的长度，定出C1点，则即为放样的水平角。若为正，则按顺时针方向改正C1点；若为负，则按逆时针方向改正C1点。为检查测设是否正确，还需进行检查测量。

项目2、已知水平角的放样 2.盘左盘右分中法设OA为已知方向，要在O点以OA为起始方向，顺时针方向测设出给定的水平角。具体的测设方法是：在O点安置经纬仪，盘左位置照准目标A点，并将水平度盘配置在 0°。松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部，使水平度盘读数为β，沿视线方向在地面上定出B′点。为了检核和提高测设精度，倒转望远镜成盘右位置，重复上述操作，并沿视线方向定出B″点，取B′和 B″的中点B，则即为设计的角值。这种方法又称为正倒镜分中法。路基的断面形式通常可分为三种类型：

项目3：已知高程的放样 已知高程的放样是根据施工现场已有的水准点，用水准测量或三角高程测量的方法，将设计的高程测设到地面上，即根据一个已知高程的点，来测设另一个点的高程，使其高差为所指定的数值。 • 水准测量法 • A为已知水准点，其高程为HA，B为待测设高程点，其设计高程为 • HB。将水准仪安置在A和B之间，后视A点水准尺的读数为a，则B点的 • 前视读数b应为视线高减去设计高程，即： • 2.三角高程法 • 3.垂吊钢尺法若待测设高程点的设计高程与已知高程点的高程相差较大,可采用此法。

项目4：已知点的放样 1）极坐标法：极坐标法是指在建立的极坐标系中，通过待测点的极径和极角，也就是根据水平角和水平距离测设点的平面位置的方法。此方法适用于经纬仪配合测距仪或全站仪测设。如图所示，A、B为地面上已有的控制点，其坐标分别为xA,yA和, xB,yB；欲测设P点，其设计坐标为xP,yP。则：

2）直角坐标法 直角坐标法是根据直角坐标原理测设地面点的平面位置。当施工现场已建立互相垂直的基线或方格网时,可采用此法。 3）距离交会法 4）角度交会法 5）全站仪法采用全站仪测设时，将全站仪置于测设模式，向全站仪输入测设站点坐标、后视点坐标(或方位角)，再输入待测设点的坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按相应的功能键，即可立即显示当前棱镜位置与待测设点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜的位置，直至坐标差为零，这时所对应的位置就是待测设点的位置。

知识点二：公路中线的施工放样 本章学习要点：导线控制点和路线控制桩的复测；对高等级公路，用导线控制点恢复公路中线的方法；对低等级公路，用路线控制桩恢复公路中线的方法；纵断面的施工放样等内容。一、概述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”。一般有两种方法：①用沿线导线控制点放样；②用路线控制桩(交点、直圆、圆直等点)放样。《公路路基施工技术规范》(JTJ 033-95)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，作为首级控制，故可采用导线控制点放样中线。

项目1：控制点复测 • 控制点复测是施工测量前必不可少的准备工作，它包括导线控制点和路线控制桩的复测。 1.导线控制点的复测、补测和移位 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。检测方法如图所示：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.

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：

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。 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。 2.路线控制桩的恢复与固定对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。

项目2：用导线控制点恢复中线 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。对于高等级公路如高速公路、一级公路和部分二级公路，设计文件中包括公路中线逐桩坐标表，可用坐标法恢复路线中桩。如图所示，Pi为公路中线点，坐标为（Xp、Yp）；A、B为公路中线附近的导线点，坐标分别为（XA、YA）、（XB、YB），P点与A点的极坐标关系用A点到P点的距离SAP、坐标方向αAP表示，即：上式就是两点间距离和坐标方位角的计算公式。式中，导线点A的坐标通过控制测量求得，Pi点的坐标可由放线人员自己计算（或查设计文件中的逐桩坐标表），可分以下几种情况：

1.Pi点在直线段上 如图所示，JDn的坐标为（Xn,Yn）, JDn～JDn+1的坐标方位角为αn～n+1， P点在JDn与JDn+1的直线段上，则P点的坐标按下式求得： 2.Pi点在平曲线段上单圆曲线中桩坐标的计算比较简单，而带有缓和曲线的平曲线其坐标计算则比较麻烦，如P点在带有缓和曲线的平曲线段上，已知JDn-1、JDn、JDn+1的坐标分别为（Xn-1,Yn-1）、（Xn,Yn）、（Xn+1,Yn+1），JDn-1～JDn、JDn～JDn+1的坐标方位角分别为αn-1，n、αn，n+1。如图所示。

1）坐标方位角的计算 则转角： ,负为左传，正为右转。 2）中桩坐标的计算（1）主点坐标的计算（2）计算P点在坐标系X′O Y′中的坐标（X′，Y′）

①当P点在缓和曲线段内 ②当P点在圆曲线段内（3）坐标转换 ①前半个曲线： ②后半个曲线：

②后半个曲线： 式中：X′的符号始终为正值，Y′的符号有正有负，当起点为ZH点，曲线为左偏时，Y′取负值；当起点为HZ点，曲线为右偏时，Y′取负值；反之取正值。（3）P点的放样根据求得的P点坐标，代入式2-3-1、2-3-2中，计算出P点与导线点A的距离SAP 和坐标方位角αAP，并按以下放样步骤进行放样： 1）在控制点A架设全站仪或经纬仪，对中、整平（参见图2-3-1）； 2）将导线点坐标、路线有关数据输入计算机，运行计算机程序； 3）后视已知导线点B，配置水平度盘读数至后视导线点坐标方位角αAB； 4）根据待放点P的桩号Li,计算机自动判断并计算该点的放样资料SAP、αAP； 5）转动照准部，拨方位角αAP、量距离SAP，精确定出待放点P； 6）检查该点P的桩号、方位角、距离是否正确；重复第四～六步，放样其它路线中桩。

项目2：用路线控制桩恢复中线 1、路线控制桩的恢复与固定对于低等级公路或沿线没有布设导线控制点的公路，只能采用路线控制桩来恢复公路中线（路线控制桩主要是交点桩、转点桩和路线的起讫桩）。因此，首先要对路线控制桩进行恢复与固定。 1）路线控制桩的恢复与复测 2）路线控制桩的固定在施工过程中，随着路基施工高度的不断变化，有些交点桩或转点桩会被掩埋或挖掉，因此，需要对其进行固定，以便在施工时能随时利用他们来恢复或检查公路中线。固定后，做好记录、绘制草图，以供随时恢复查寻。固定方法如下：（1）交点桩的固定在JD1的前后两条导线的延长线上，分别设置A1、A2和B1、B2等四个栓桩，将全站仪置于JD1上，测定这四个栓桩相互之间的距离L1、L2、L3、L4。

（2）转点桩的固定 2、用路线控制桩恢复中线对于低等级公路或施工单位没有测距仪时，可用路线控制桩恢复中线，中线恢复时所用公路平面设计资料主要有路线平面图、路线固定表、直线——曲线转角一览表等。施工前，当路线控制桩（交点桩、转点桩及路线起讫桩）恢复完成后，首先恢复公路中线直线段的施工控制桩，再恢复公路中线曲线段的施工控制桩。曲线段公路中线的恢复是先恢复主点桩，再按施工要求设置加桩。 1）单圆曲线施工控制桩的放样

2）对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样2）对称式带有缓和曲线的平曲线施工控制桩放样（1）主点桩的放样： ①曲线起、终点（ZH、HZ）的放样 ②曲中点的放样（QZ） ③HY、YH点的放样（2）加桩的放样：以曲线的起点ZH或终点HZ为坐标原点，以切线为X轴，过原点的曲率半径方向为Y轴，建立坐标系，计算曲线上任意一点在该坐标系中的坐标，然后进行放样。 ①当待放点P在缓和曲线上时，其坐标可按下式计算：

②当待放点P在圆曲线上时，其坐标可按下式计算：②当待放点P在圆曲线上时，其坐标可按下式计算：式中：Li——为待放点P至ZH点的弧长，其值等于待放点P桩号与ZH点桩号之差；其余符号同前。

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