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公路施工放样

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第1章 绪 论

本章学习重点：公路工程施工放样的任务和依据；公路工程施工中使用的坐标系统和高程系统；公路工程中距离、角度、高程和点位的放样方法。

1．1概述

1．1．1 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，以准确表达设计意图；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本钱。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。

1．1．2 公路工程施工放样的依据

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标准、规程、测量标准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那么，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；现行的施工技术标准、规程，以及测量标准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。

1．2 平面直角坐标的换算

工程构造物特征点的平面位置是用坐标表示的。在施工放样以前必须了解设计数据所提供的点的坐标是用那一种坐标系。只有在坐标系统一的条件下，才能进行行坐标、距离、角度的计算和改正。在公路工程测量中有五种坐标系可供选用。

1．2．1 国家3°带高斯正投影平面直角坐标系

工程建设是在地球曲面上进行的，工程设计计算是在平面上进行的，这样就会有曲面上的数据向平面归算的问题，高斯平面直角坐标系就是在此根底上建立起来的。利用它可以解决曲面数据与平面数据的转换问题。在离中央子午线较近，地面平均高程较低的地区，不必考虑投影变形的影响，可直接采用国家统一的3°带高斯正投影平面直角坐标系。

1〕高斯投影的几何意义

高斯投影是高斯平面直角坐标系建立的根底，其几何意又如图1-2-1所示。

为了便于说明高斯投影的概念，将地球椭球体作为圆球看待。在圆球外表上选定一个子午圈，将投影面卷成一个圆柱，套在圆球上并使其与选定的子午圈相切，这条切线NBS称为轴子午线(中央子午线)。NAS和NCS是两条和NBS经差为3°或°并关于NBS对称的子午线。这样，球面上的轴子午线就毫无变形地转移到圆柱面上。此外，将赤道面扩大使之与圆柱体相交，其交线GH即与轴子午线垂直。当将圆柱体从两极沿着圆柱轴线切开，并展开成平面时，圆柱体上的这两条正交的直线，就是高斯平面直角坐标系统的坐标轴。其中由轴子午线投影的直线NBS是高斯平面直角坐标系的纵轴，称为X轴；而由赤道投影的直线GH是高斯平面直角坐标系的横轴，称为Y轴；B为坐标原点。由子午线NAS、NCS所包围而构成的带状称为投影带，假设子午线NAS和NCS经差为6°，称为6°投影带，假设经差为3°，称为3°投影带。

图1-2-1

如上所述，每一个高斯投影的6°带和3°带都有其自己的坐标轴和坐标原点。横坐标的计算是以轴子午线以东为正，以西为负。纵坐标的计算是以赤道以北为正，以南为负。为了使横坐标均为正值，我国轴子午线的横坐标值加上500km，即将坐标原点向西平移500km。如图〔1-2-1b〕所示。

高斯平面的特点：

(1) 投影后的中央子午线NBS是直线，长度不变。

(2) 投影后的赤道ABC是直线，保持ABC垂直NBS。

(3) 离开中央子午线的子午线投影是以两级为终点的弧线，离中央子午线越远，弧线的曲率越大，说明离中央子午线越远投影变形越大。

2〕高斯平面直角坐标系的建立

根据高斯平面投影带的特点，高斯平面直角坐标系按

下述四个规那么建立：

〔1〕X轴是中央子午线NBS的投影，北方为正方向；

〔2〕Y轴是赤道ABC的投影，东方为正方向； 〔3〕原点，即中央子午线与赤道交点，用O表示；

〔4〕四个象限按顺针顺序I、II、III、IV排列，如图1-2-2所示。 图1-2-2

3〕投影带的中央子午线与编号

投影带的宽度以投影带边缘子午线之间的经度差L表示。为防止高斯投影带的变形太大，投影带的宽度L，不能太宽，一般L宽度取6°或者3°。高斯投影根据经差L逐带连续进行，即将地球曲面展开成平面。经差L为6°的6°带高斯投影平面，将全球分为60个6°的投影带，各带的中央子午线的经度oL与投影带的带号N有如下对应关系：

36NLo

(1-2-1)

经差L为3°的3°带高斯投影平面，将全球分为120个3°的投影带，各带的中央子午线的经度oL与投影带的带号有如下对应关系：

NLo3

(1-2-2)

根据我国在大地坐标系统中的经度位置(74°～ 135°)，从上述公式可见，我国用到的6°带的带号N在13~23之间，用到的3°带的带号在25~45之间。

4〕高斯平面直角坐标表示的地面的位置

我国国家测量大地控制点均按高斯投影计算其高斯平面直角坐标。在图1-2-1a)中，球面点P，大地坐标为PL，PB。在图1-2-1b)中的P点是P的高斯投影点，其高斯平面直角坐标是Xp，Yp。

它们的意义是：①xp表示P 点在高斯平面上到赤道的距离；②yp包括有投影带的带号、附加值500km和实际坐标Y三个参数，即

yp=带号N + 500Km + Yp (1-2-3)

例如，某地面点坐标x =m， y =38 51436。其中x表示该点在高斯平面上到赤道的距离为 。根据式(1-2-3)，该地面点所在的投影带带号N=38，是3°带，地面点Yp坐标的实际值Yp=m〔即去掉原坐标轴中代号38，并减去附加值500km〕，表示该地面点在中央子午线以东；假设y坐标实际值Y带负号，那么表示该地面点在中央子午线以西。根据yp坐标的投影带带号，可以按式(1-2-2)推算投影带中央子午线的经度为oL=114°。

1．2．2 补偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系

这种坐标系仍采用国家3°带高斯正形投影，但是投影的高程面不用参考椭球面，而另选用一个高程参考面，借以补偿因高斯投影带来的长度变形。在这个高程参考面上，投影长度变形为零。

1．2．3 任意带高斯正形投影平面直角坐标系 任意高斯正形投影平面直角坐标系仍将地面观测结果归算到参考椭球面上，但不采用国家3°带统一的分带方法，而选择过测区边缘或测区中央或测区内某一点的子午线作为中央子午线，借以补偿因实测结果归算至参考椭球面带来的长度变形。

1．2．4 高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系

这种坐标系通常是把投影的中央子午线选在测区的中央，地面观测值归算至测区的平均高程面上，按高斯正形投影计算平面直角坐标。这是综合补偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系和任意带高斯正形投影平面直角坐标系这两种坐标系优点的一种任意高斯平面直角坐标系，是工程中常用的测量坐标系统。

1．2．5 工程独立平面直角坐标系

这是一种对测区面积较小时，可以把该测区的球面当成平面看待，即可不进行方向和距离改正，将地面点直接沿铅垂线投影到水平面上，把局部地球外表作为平面而建立的独立平面直角坐标系。这种坐标系统可与国家控制网联系，获取起算坐标及起始方位角；亦可采用假定坐标，?公路勘测标准?(JTJ061-99)规定，二级(含二级)以下公路、独立桥梁、隧道及其它构造物等小测区方可采用。

在计算平面点位放样数据时，如果点的坐标处于不同的坐标系，要首先进行坐标换算(换算成统一的坐标系)，再计算放样数据。

1．2．6 平面直角坐标的换算

1〕平面直角坐标换算的一般方法

如图1-2-3所示，设PX、PY为P点在国家

控制网坐标系中的坐标；Px、Py为P点在工

程独立控制网坐标系中的坐标；OX、OY为工

程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标；

为两坐标系纵坐标轴的夹角。如果一条边

PM在国家坐标系中的坐标方位角为A，而在

工程独立坐标系中的坐标方位角为，那么 图1-2-3

可按下式计算：

A

(1-2-4)

当由工程独立坐标系中的坐标〔Px ，Py〕换算到国家坐标系中的坐标(PX，PY)时，其换算公式为

OPPPOPPPYyxYXyxXcossinsincos

〔1-2-5〕 当国家坐标系换算到工程独立坐标系时也可以使用上式。换算时应将式中的PX，PY与Px ，Py互换，并且A。

例题：A、B两点在国家坐标系中的坐标为：mXA608.92562，mYA157.72049；

mXA371.92529， mYA555.72174。在工程独立坐标系中的坐标为mxA382.1073，myA447.1199，mxB841.1036，myB922.1323。试求出两坐标系的换算公式。

解：〔1〕工程独立坐标系中的坐标换算到国家坐标系中的坐标的实用公式：

2405104608.92562371.92529157.72049555.72174arctanarctanABABABXXYYA

7312106382.1073841.1036447.1199922.1323arctanarctanABABABxxyy

由式〔1-4〕得：

5503173121062405104ABABA

将A点在两坐标系中的坐标AAYX,和AAyx,以及之值代入式〔1-2-5〕，计算工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标，得：

5134.708788838.91457)()(AOAOYX

将B点在两坐标系中的坐标BBYX,和BByx,以及之值代入式〔1-2-5〕，计算工程独立坐标系原点O在国家坐标系中的坐标，得：

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浅谈公路工程施工放样

浅谈公路工程施工放样

第 1 页 共 3 页 浅谈公路工程施工放样

公路与建筑学院 1121223

一、概述

公路施工放样是整个公路建设质量控制的关键，随着公路建设水平的提高，高速公路控制点和施工放样的技术要求也有很大提高。针对道路工程施工测量的重要性，阐述了施工测量的准备工作，深入探讨了道路施工阶段控制点放样、细部点的坐标计算和点位测设方法，就实际工作中遇到的问题，提出一些看法和见解。

在全站仪比较普及的今天，采用全坐标放样法可有效提高作业效率和放样精度，其基本思想是：根据设计提供的直线、曲线及转角表或逐桩坐标表，同时结合放样对象的平面几何尺寸 ，计算出所有工程部位特征点的坐标，然后用全站仪在控制点上 直接将这些点位放出。这种放样方法有以下几个优点：

(1).放出的所有点位精度一致，不存在误差积累的问题；

(2).可直接将结构物的轮廓放出来，省掉了经纬仪定向，钢尺拉距等步骤，方便了下道工序的施工；

(3).由于全坐标放样法是利用全站仪进行施测，通常在一个控制点上 即可将某个放样对象的所有点位一次放出，因而放样精度高、速度快，极大地提高了作业效率；

(4).一般情况下，控制点离施工作业面要保持50m～200m左右的距离，因而在控制点上安置仪器进行放样作业时，很少受施工现场的干扰。

由此可见，全坐标放样法是一种值得推广的放样方法，其实施的关键是准确计算放样对象特征点的坐标，下面简要介绍其计算方法和步骤。 二、放样点坐标的计算

在计算放样对象特征点的坐标之前，通常先要解决下面两个问题：一是计算线路中心线某桩号所对应的坐标，另一个是计算该桩号处切线或法线的方位角，有了这两个要素，方可较方便地计算出放样对象特征点的坐标，下面分别予以介绍：

1.线路中心线某桩号对应坐标的计算

我们知道，公路的平面线型是由直线、圆曲线和缓和曲线等线型组合而成的，在计算某桩号对应的坐标时，首先要确定该桩号所在的线型是何种形式，然后再第 2 页 共 3 页 根据这种线型的有关参数 和已知点坐标计算这个桩号所对应的坐标，直线和圆曲线的计算比较简单，缓和曲线(包括 卵形曲线)的计算要相对复杂一些，其计算的基本原理就是根据某基点A(可以是交点或曲线 上的主点)的坐标XA、YA以及基点到所求点P的距离S和方位角αAP，求出待定点P 的坐标XP、YP，参见图1，计算公式见(1)式：

施工放样在公路工程施工中的重要作用

施工放样在公路工程施工中的重要作用

施工放样在公路工程施工中的重要作用

摘 要：施工放样是整个公路建设质量控制的关键，随着公路建设水平的提高，高速公路控制点和施工放样的技术要求也有很大提高并日益规范化、标准化。本文对施工放样在公路工程施工中的重要作用及应注意的问题谈一些看法。

关键词：公路工程 施工放样 作用 问题

公路建设涉及到路线、路基、路面的位置和布置，道路与桥梁、道路与隧洞的连接，线路与铁路、乡村道路、河川、管线等沿线设施的交叉。施工放样是整个公路建设质量控制的关键，随着公路建设水平的提高，高速公路控制点和施工放样的技术要求也有很大提高并日益规范化、标准化。本文对施工放样在公路工程施工中的重要作用及应注意的问题谈一些看法。

一、公路施工放样在公路施工中的重要性

1、施工放样的定义

施工放样把设计图纸上工程建筑物的平面位置和高程，用一定的测量仪器和方法测设到实地上去的测量工作称为施工放样(也称施工放线)。测图工作是利用控制点测定地面上地形特征点，缩绘到图上。施工放样则与此相反，是根据建筑物的设计尺寸，找出建筑物各部分特征点与控制点之间位置的几何关系，算得距离、角度、高程等放样数据，然后利用控制点，在实地上定出建筑物的特征点，据以施工。

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汁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。在交通土木工程巾，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、墩台建造的施丁位置；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丁程成本。因此，施工放样是工程施工过程巾的重要一环，它贯穿工程施工全过程。

施工测量放样方案

施工测量放样方案

线路放样

路基标高验收、中线放样 施工测量放样方案

概述

本标段工程为周集至六安高速公路，起点里程K156+693.5,终点里程K175+022，线路全长18.8公里，线路等级为客运专线。

施工测量放样是工程建设的重要环节，是技术管理工作的重要组成部分。它既是工程建设施工阶段的重要技术基础工作，又为施工和运营安全提供必要的资料和技术依据。

一、编制依据

1、《新高速公路工程测量规范》

2、《高速公路工程测量暂行规定》

二、适用范围

本项目所有路面放样工程。

三、路面测量工作流程

加密点的建立、复测、计算成果

报监理工程师审核

自检、复核，测量路基顶高程

水稳下基层中线，顶面标高检查

检查验收，中线放样

路面中心放样，检查路面标高，路边线

路面中心线放样

路面位置、高程测量

路面尺寸、高程验收 水稳基层中线放样

检查验收，中线放样 可测设路基中线及边线控制点，便于水稳下基层铺设

根据中心线钢尺检查水稳下基层尺寸

可测设中线及边线控制点，便于水稳基层铺设

根据中心线钢尺检查水稳基层尺寸

根据中心线钢尺检查路边线

精选资料

可修改编辑 四、项目测量组人员组织及仪器配置情况

测量工作由总工程师总负责，由测量工程师具体负责，测量工程师组织和协调本段内的测量工作。本项目设立测量小组，负责全线范围内的控制测量和大型贯通测量，并将成果报请测量工程师复核，复核合格后报总工程师审核，最后本项目报测量监理工程师审批，日常施工放样工作则由测量技术人员和专业测量工程师负责。

4.1.1本项目测量组人员共有5人，组长1人，测量技术员1人，测量员2人，扶尺人员1人，人员台帐详见附表1。

4.1.2测量组组长负责组织和实施各项测量工作，及时处理测量过程中的问题，测量组组员是由有专业技能的人员担任精密测量工作，立棱镜、水准尺等配备两名专职立尺员，测量放样工作指定专人负责，测量组长担任复核放样测量的工作。

道路施工中缓和曲线的放样方法浅析

道路施工中缓和曲线的放样方法浅析

道路施工中缓和曲线的放样方法浅析

1 概述

在道路施工定线时，由于受地形因素的影响，线路在平面上不可避免地要变更方向。因此，定向测量所决定的线路一般都是由折线组成。为了满足行车方面的要求，在相邻两直线段之间就必须采用曲线加以连接。在公路线路上，当二级线路的半径在平原微丘区大于2500米，在山岭重丘区大于600米，三级线路的半径在平原微丘区大于1500米，在山岭重丘区大于350米时可以采用圆曲线。除上述情况外，均应在直线和圆曲线之间插入缓和曲线。由以上可知，缓和曲线和圆曲线在公路施工中是非常重要也是经常会遇到的。当施工中遇到这两种曲线时，采用那种放样方法能够更快更准的进行放样呢？目前大多数参考书及工具书上介绍的还是以前用经纬仪架站，采用偏角法或直角坐标法等传统的方法，工作量大而且计算繁琐，精度不高，容易出错。在全站仪和计算器越来越普及的情况下，如何找到一种更简单快捷准确的放样方法，将测量人员从繁重的工作中解放出来，成了广大测量人员的心愿。

2 缓和曲线特点

车辆在曲线上行驶时会产生离心力，使车身沿半径方向向外推。离心力的大小与车辆的质量以及车辆在曲线上的运动的速度的平方成正比，与曲线的半径成反比。为了保持车身的平稳，在铁路上是使外轨对内轨增加高度、在公路曲线上提高外侧路面，即设置超高的方法，使车身向内侧倾斜，由此产生的向内的水平分力与离心力相抵消。但在由直线进入圆曲线的时，外侧轨道不能突然增加超高。为了解决这个问题，就要在直线与圆曲线之间设置缓和曲线。

缓和曲线是一种曲率半径按一定规律变化（或从小到大，或从大到小）的曲线。缓和曲线多数由螺旋线构成，它的特点是曲线上任一点的曲率半径R与该点至起点的曲率长L成正比。缓和曲线的要素有：T-切线长；L0-缓和曲线长；B0-缓和曲线的倾角；P-缓和曲线的内移值；M-切线的外延量。

3 缓和曲线在道路施工放样中的应用

在实际施工中，现场的情况千变万化，我们预先计算的点不一定都能够在现场放上，而且有时有些部位需要加密，在地形变化大的地方需要补点。这就需要我们找出一种方法能够在任何一个部位都能放出中线点或边桩点。在缓和曲线段，由于每一个点的半径和方位角都是变化的，因此要放出路基的边桩点就需要求出过中桩点和缓和曲线相垂直的直线的方位角，再根据中线点的坐标和现场所测点的坐标，计算出方位角和距离。通过所测点到中线点的方位角与过中线点垂直线的方位角的夹角及所测点到中线点的距离，就可以算出所测点到设计值的距离。