全站仪在公路工程测量中的理论和方法测量论文

全站仪在公路工程测量中的理论和方法测量论文内容摘要：

师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 12 maHH Ai 0 2 0 2 0  （ 3）、计算前视读数 b 要使 B点桩顶的高程为 ，则竖立于 B 点水准尺的读数应为： mHHb Bi  （ 4） 、放样高程点位 逐渐把 B点木桩打入土中，使桩顶水准尺的读数逐渐增加至 ，这时 B 点高程即为设计高程。 2）三角高程法 用三角高程测量的方法放样已知高程的操作步骤基本和水准测量的方法相同，具体操作如下： （ 1）将仪器（经纬仪和测距仪或全站仪）安置于已知高程点 A上，量取仪器高 i ； （ 2）在待测高程点 B 上立棱镜，量取觇标高  ； （ 3）测出 A 点与 B 点间的水平距离 D 和仪器视线的倾角  ，按公式fiDH B  ta n 为地球和大气的改正数），并于已知高程 BH 比较； （ 4）改变觇标高，重复第（ 3）部，直至 BB HH  ，即放样完成。 已知点的放样 测设点的平面位置常用的方法有极坐标法、直角坐标法、角度交会法和全站仪法。 放样时，应根据控制网的形式、控制点的分布情况、地形条件以及放样精度，合理选用适当的测 设方法。 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。 在施工现场通常是以导线边、施工基线或建筑物的主轴线为极轴；以某徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 13 一个已在现场标定出来的点位极点。 放样时先根据待测点的坐标和已知点的坐标，反算待测点到极点的水平距离 D（极径）和极点到待测点方向的坐标方位角，再根据方位角求算出水平角  （极角），然后由 D 和  进行点的放样，在这里 D和  称为放样数据。 如图 225 所示， A、 B为地面上已有的控制点，其坐标分别为 Ax 、 Ay 和Bx 、 By ；欲测设 P点，其设计坐标为 Px 、 Py。 则： 22 )()(c o ss in APAPAPAPAPAP yyxxxxyyD   ABAP   其中： ABABABABAB xyxx yy  a r c t a na r c t a n APAPAPAPAP xyxx yy  a r c t a na r c t a n 图 225 测设时，在 A 点安置经纬仪，瞄准 B 点，先测设出  角，得 AP方向线。 在此方向线上测设水平距离 D，即得到 P点。 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。 如图 226 所示 ,OA、 OB 为两条互相垂直的基线 , 待测的轴线与基线平行。 这吋可根据设计图上给出 的 M 点和 Q 点的坐标 ,用直角坐标法将构造物的四 个角点测设于实地。 首先在 O点安置经纬仪 ,瞄准 A 点，由 O 点起沿 徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 14 视线方向测设距离 15m 定出 m 点，由 m 点继续向前 测设距离 35m 定出 n 点。 然后在 m 点安置经纬仪 ,瞄准 图 226 向左测设 90176。 角， 沿此方向从 m 点起测设距离 25m 定出 M点，再向前测设距离 20m 定出 P 点。 将经纬仪安置于 n 点同法测设出N 点和 Q 点。 最后应检查构造物的四角是否等于 90176。 ，各边长度是否等于设计长度 ,误差在允许范围内即可。 上述方法计算简单、施测方便，测设点位的精度较高，应用较为广泛。 3）角度交会法 角度交会法又称方向线交会法。 它适用于待测设点离控制点较远或量距较为困难的地方。 如图 247所示 ， A、 B、 C 为控制点， P 为 待测设点。 测设时，先根据P 点的设计坐标及控制点 A、 B、 C 三点的坐标反算出交会角β γ β γ 2。 在 A、 B、 C 三个控制点上安置经纬仪测设β γ β γ 2 各角。 并且分别沿方向线 AP、 BP、 CP ，在 P 点附近各插两根测钎，并分别用细线相连，其交点即为 P 点的位置。 由于测设误差的存在，若三条方向线不交于一点时，会出现一个很小的三角形，称为示误三角形。 对于示误三角形的边长在允许范围内时，可取其重心作为 P 点的点位。 如超限，则应重新交会。 图 227 图 228 徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 15 4）距离交会法 距离 交会 法是 根 据两 段已 知 的距 离交 会出 地 面点 的平 面 位置。 此法适用于待测设点至控制点的距离不超过一整尺的长度，且便于量距的地方。 在施工中细部的测设常用此法。 如图 249 所示， 先根据控制点 A、 B 的坐标及 P 点的设计坐标，计算出测设距离 D1和 D2。 测设时，用钢尺分别从控制点 A、 B 量取距离 D D2后，其交点即为 P点的平面位置。 5）全站仪法 目前由于全站仪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。 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。 徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 16 第三章 路线中线的施工放样 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(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。 路线中线施工放样又 称为恢复中线。 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。 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》 (JTJ 03395)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。 用路线控制桩来恢复中线有两种情况：一是公路两旁没有布设导线控制点，公路中线都是用交点桩号、曲线元素 (转角、半径、缓和曲线长 )标定，施工单位只有根据路线控制桩来恢复中线，这种情况在修建低等级公路时是常见的；另外一种情况就是由于施工单位没有测距仪，无法利用控制点，也徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 17 只好利用路线控制桩恢复中线，但这种方法，常用于低等级公路。 施工放样测量的精度取决于公路等级和设计要求以及施工控制测量的精度。 测量时应从工程的设计和施工的精度需要出发，确定与之相匹配的测量技术相应的精度等级，确 定满足精度要求的测量方案，使放样测量的结果满足施工的需要。 1）熟悉设计图纸和施工现场 设计图纸主要有路线平面图、纵、横断面图、桥涵、构造物图及附属工程图等。 要求熟悉设计图纸，充分领会设计图纸的设计思路和意图。 核对图纸主要尺寸、位置、标高有无错误。 在明了设计意图及在对测量精度要求的范围内，应勘察施工现场，找出各交点桩、转点桩、里程桩和水准点的位置，并应实测校核，为施工测量做好充分准 备。 了解工程施工组织计划，协调测量与施工进度的关系，合理安排施工放样测量工作。 2）加 强测量标志的管理与保护，注意受损测量标志的恢复 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。 路线勘测设计完成以后，往往要经过一段时间才能施工。 在这段时间内，导线控制点或路线控制桩是否移位 ?精度如何 ?需对其进行复测。 另外，由于人为或其它原因，导线控制点或路线控制桩丢失、或遭到破坏，要对其进行补测；有的导线点在路基范围以内，需将其移至路基范围以外。 只有当这一切都完成无误，方能进行施工放样工作。 、补测和移位 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，二级以徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 18 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。 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。 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321所示： 图 321 第一步：根据导线点 1～ n的坐标反算转角（左角）β 2～β n1和导线边长S1～ Sn1. 1ii1iii1i XX YYa r c ta n ， （ 321） 1iX2iX 1iY2iYa r c t a n2i1i   ， （ 322） i,1i2i1,i1i   （ 323）    2iY1iY2iX1iXiS  （ 324） 第二步：实地观测各左角β ′ i+1及导线边长 S180。 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徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 19 式： 39。 39。 162m1i39。 1i   （ 325） 15 00 01iS i39。 SiS  （ 326） 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 31中的 2和 n、 n+1点作为已知点，α 1， 和α n， 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（ L20 ）控制，二级以下公路水准点闭合差按五等水准（ L30 ）控制。 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。 2）导线控制点的补测与移位 徐州师范大学本科毕业设计论文 全站仪在公路施工测量中的应用 20 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。