浅论公路定线方法和应用
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公路定线公路定线的任务:按照已定的技术标准,在选线布局阶段选定的路线带范围内,结合细部地形、地质条件,综合考虑平、纵、横三方面的合理安排,确定定出公路中线的确切位置。
公路定线的方法:纸上定线(技术等级高,地形、地质、地物等条件复杂的路线)实地定线(公路等级较低和地形条件简单的路线)航测定线(利用航摄像片、影像地图等资料,借助于航测仪器建立与实地完全相似的光学模型,在模型上直接定线)第一节纸上定线纸上定线是在大比例尺(一般以1:1000为宜)地形图上确定道路中线的位置。
对定线来讲,不同的地形有不同的矛盾,譬如平原、微丘陵地区,地形干易,路线一般不受高程限制,定线主要是正确绕避平面上的障碍,力争控制点间路线顺直短捷。
山岭、重丘陵地区,地形复杂,横坡陡峻,定线时利用有利地形,避让艰巨工程、不良地质地段或地物,都涉及调整纵坡问题,而山岭区纵坡的限制又是较严的,因此在山区和重丘陵区安排好纵坡就成为首要问题了。
这些因地形而异的指导原则,并不因采用的定线方法不同而改变。
但定线条件下一样,工作重点会有些不同。
现就路线平、纵、横面均受较严限制的越岭线纸上定线的工作步骤阐述如下:(一)定导向线1.确定路线方案。
在大比例尺地形图上,仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况,选择有利地形如平缓、顺直的山坡,开阔的侧沟,利于回头的地点等,拟定路线各种可能的走法。
2.绘均坡线。
根据等高线间距h及选用的平均坡度i均(5.0%~5.5%,视地形曲折程度而定),按a=h/i均计算出等高线间平距a,使两角规的开度等于a(比例尺与地形图同),从某一固定点如图7-1a)的A开始,沿各拟定走法在等高线上依次截取a,b,c,…等点,如最后一点的位置和标高均接近另一固定点D时,说明这个方案能够成立,否则,修改走法或调整i均,重新试验至方案成立为止。
3.定导向线。
分析这条均坡线对地形、地物及艰苦工程和不良地质的避让情况。
如有不合理之处,应选择出需避让或利用的中间控制点,调整平均纵坡,重新试坡。
道路定线的方法及注意事项作者:陈铁柱来源:《建筑建材装饰》2017年第06期摘要:路线是道路的骨架,其优劣关系着道路功能的有效发挥,所以道路定线是一项重要的工作。
影响道路定线的因素是多方面的,综合考虑各方面的因素才能选定最优的道路路线。
关键词:道路定线;道路功能;注意事项中图分类号:U412.2 文献标识码:A 文章编号:1674—3024(2017)06—0136—011道路定线的过程道路定线就是结合实际地形、地质、规划布局等多方面因素,综合考虑平面、纵断面、横断面的合理性,确定道路的平纵线形及其主要技术经济指标,并绘出平面、纵、横断面图。
道路定线总体分现场踏勘、纸上定线、实地定线等三个阶段:1.1现场踏勘。
踏勘是道路定线工作的第一步,技术人员利用各种技术手段对拟建项目所在区域进行地形勘测,其目的是获得大量详实可靠的地形、地质数据作为道路选线的参考依据。
在此过程中必须重视一些选线的决定性因素:如山岭的隘口、合适的跨河处以及陡崖、池沼、农田、人口居住密集区及其它有重要影响的大型建筑物等,在这些有重要影响的区域,踏勘工作更应该细致入微。
目前常用的实地测量技术手段包括:水准测量、经纬测量、全站仪测量、GPS测量以及逐渐兴起的摄影测量和遥感测量技术。
踏勘过程中,技术人员利用上述精密的技术手段对实地进行精确测量,并将测量数据根据一定比例(一般为1::500~1:2000)绘制成实际地形图,为道路定线工作取得了第一手详尽资料。
1.2纸上定线。
纸上定线是在踏勘后按比例绘制的实际地形图上选定道路平面位置、空间位置及结构形式等。
首先在地形图上进行道路的选线布局,选定若干条可能实现的路线带,然后综合考虑各方面因素具体定出路线中线的确切位置,主要是定出路线的交点、转点和平曲线半径、纵向坡点及设计坡度、横断面上的填挖尺寸及边坡坡率等。
具体包含以下内容:(1)根据最初既定的道路总体走向,从技术可行性、经济合理、美观实用的角度出发,在地形图上选定路线的起始点和中间控制点,初步拟定路线走法的多种可能方案,作好路线的整体规划布局。
浅谈高速公路测量恢复定线提要:针对高速公路施工伊始,测量恢复定线之放样过程及方法,测量过程中遇见问题及解决方法作简要介绍。
随着设计单位对高速公路设计控制点的日益规范化,标准化,如何进行施工前的中线放样和水准测量,本文仅作简单介绍。
一、中线放样1.导线点坐标复测目前高速公路的施工,设计单位仅提供给施工单位导线控制桩及其坐标。
施工单位进场后,由设计单位进行交桩,而后使用进经过有关部门检测合格的全站仪对导线进行复核联测。
测量过程严格按照一级导线测量方法进行。
测量前可以根据设计单位所给坐标先计算好转折角和边长,与实测结果相比较,当误差较大时,应查明原因,是导线点挪动或是仪器故障。
当导线点观测角和相邻导线点边长都已实测完毕,导线点复测的外业工作即宣告结束。
接下来进行导线点坐标复测的内业计算。
一般来说,以前两个导线点和最后两个导线点为已知边进行方位角闭合计算,以监理要求的允许闭合差衡量其是否闭合,根据坐标和导线长度计算导线精度,看其是否满足其导线要求的精度。
如果满足精度要求,说明导线测量准确,可以进行导线平差,同时整理出导线点成果表。
2.中桩放样中桩放样是以某相距最近的导线点为测站,后视相邻导线点,定出方向,在全站仪中输入所需放样点坐标,拨角测距放出该中桩。
在放样中桩时应注意:测站导线点到所放样点距离小于到后视点距离,这是可以减少误差的一种方法。
放样中桩数以能达到相邻两中桩能够通视为下限,最好视实际要求而定,在放互通等曲线半径较小的中桩时,最好放出曲线的控制点,如直圆、缓圆、直圆、曲中、圆缓、圆直等点,以便能够准确定出线形。
3.穿线根据导线点放出的中桩是否满足路线走向的各种技术参数呢?从理论上讲应该是的,但在实际情况中,由于测量仪器、测设数据及放点操作的误差等,不符合的情况还是存在,这就需要中桩穿线。
中桩穿线的过程与导线点复核测量相同,而衡量其是否合格则是路线的各种技术参数,即直线点是否在一条直线上,曲线是否在一条曲线上。
浅谈GIS在公路选线定线中的应用摘要:分析了传统公路选定线方法中的技术局限性及对公路选定线方法技术支持的广泛性介绍了一个成功应用事例。
关键词:公路选线定线软件介绍导言公路是一种带状的三维空间结构物,其设计工作包括平面、纵断面和横断面三个方面的设计。
公路设计中的选线、定线是在综合考虑这三方面基本要求的前提下,根据公路等级,合理运用地形,正确采用技术标准,将道路中心线位置具体落实到地面上。
具体方法有纸上定线、实地定线和航测定线等。
高等级公路通常采用在大比例尺地形图上纸上定线的方法。
路线方案设计是公路设计中最关键的一环,常要涉及人、车、路和环境几方面要求,其合理与否不但直接关系到工程投资和工程质量,运输效率,而且要影响到路线在公路网中是否起到应有的作用,即满足国家政治、经济,国防要求和长远利益。
选择路线基本走向时,应根据指定的路线总方向,考虑公路等级及其在公路网中的作用,并结合铁道、航道、管道等的布局和周围城镇、厂矿企业、资源状况、以及水文、气象、地质等自然条件进行方案比选,作到经济、安全可行。
同时在工程量增加不大的情况下,尽量采用各项高技术指标,以使行车安全,乘客舒适并注意使路线与周围的环境、自然景观相协调。
而所有这些影响因素往往是既相互联系又相互排斥,想做到全面兼顾,比较困难且工作量很大。
规划人员利用GIS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析,预测将来的道路等级。
工程技术人员利用把地质、水文和人文数据结合起来,进行路线和构造设计。
另外非常擅长分析新建道路对环境和经济文化的影响。
使用二次开发工具,能够快速建立适合于交通规划、设计和管理部门使用的各种应用软件,利用软件工具可进行数据录入、管理、显示和分析,解决所面临的各种实际问题。
近几年来,已在交通规划、综合运输、公共交通等方面有了广泛的应用,有些已经取得了显著的经济效益和社会效益。
2公路选定线中的技术支持GIS软件是建立、编辑、显示、查询和管理、图形数据库的强大工具,并且可对地理线性、网络进行空间分析,可以对公路线形设计起到以下辅助作用。
浅论公路定线方法和技术应用
摘要:公路勘测设计是公路基本建设的必要步骤,而选线是决定道路前进方向,在公路测设的整个过程中具有举足轻重作用的技术步骤。
公路定线灵活性强、受影响因素多,有较强的经验性。
设计人员一定要充分研究比选,使用最合适的定线方法和技术选择最优路线方案,除传统的纸上定线和实地定线方法外,设计人员要充分利用现代CAD技术和3S技术为公路定线提供技术支持和提高定线效率和精度。
关键词:公路定线CAD 3S技术
引言
公路勘测设计是公路基本建设的必要步骤,而选线是决定道路前进方向,在公路测设的整个过程中具有举足轻重作用的技术步骤。
一条公路的设计好坏,工程造价等与公路选线、定线有直接影响。
但公路选线是一件灵活性很大的工作,影响因素很多,具有较强的经验性。
道路定线除受地形、地质及地物等有形的因素制约外,还受技术标准、国家政策、社会影响、美学以及其他因素的制约,这就要求设计人员必须具有广博的知识和熟练的定线技巧。
最好的设计者也不可能一次试线就能选出最好的线位,复杂条件下的定线可能需要好几个设计方案供定线组全体人员研究比选。
因为每一个方案都将是众多相互制约因素的一种折衷方案,理想的路线只能通过比较的方法找出。
一、公路定线的方法及应用
公路选线的基本要求就是根据公路使用任务和性质,综舍考虑沿线区域国民经济发展情况与远景规划,深入调查,充分利用自然条件,合理远定路线,使建筑费用,运营费用与便用质量得到合理的统一。
公路定线根据所使用的方法通常分为纸上定线、实地定线和航测定线三种方法。
纸上定线通常应用于技术等级高、地形、地质、地物等条件复杂的路线;而实地定线则用于地形条件简单和等级较低的路线,就是设计人员直接在现场定线,定线的指导原则与纸上定线一样;航测定线则是利用航摄像片、影像地图等资料,借助于航测仪器建立与实地完全相似的光学模型,在模型上直接定线。
1.纸上定线应用
定导向线:首先在大比例尺地形图上,仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况,选择有利地形如平缓顺直的山坡,开阔的侧沟,利于回头的地点等,拟定路线可能方案,选定合适方案。
定前后直线间接推算交点坐标:当交点前后直线方向及位置受限值较严时,可先固定前后直线(即在直线上读取两个点的坐标),在用相邻直线相交的解析法计算交点坐标。
实地放线:将纸上定好的路线敷设到地面上,供详细测量和施工之用,实地放线的常用方法包括穿线交点法、拨角法、直接定交点法、坐标法等(1)、穿线交点法:根据平面图上路线与导线的关系,将纸上路线的各条边独立地放到实地,延长直线即可在实地放出交点。
(2)、拨角法:根据图上求得的坐标计算每条线的距离、方向、转角和各控制桩的里程,按此资料直接拨角量距定出交点。
其步骤包括内业计算和外业放线,通常内业计算工作较多,外业放线则根据内业计算资料直接定出转向角和距离。
(3)、直线定交点法:地形平坦、视线开阔、路线受限不严时,路线位置可直接根据地物明显目标确定。
(4)、坐标法:建立一个贯穿全线统一的坐标系,这个坐标系一般采用国家坐标系统。
根据路线地理位置和几何关系计算出道路中线上各桩点的统一坐标。
编制逐桩坐标表。
然后根据逐桩坐标实地放线。
本法的计算关键是坐标如何计算。
由于直线型定线法与曲线型定线法的定线过程和成果表达方式不同,坐标计算方法也有所区别[1]。
2.实地定线应用
据实地控制定线主导因素的不同,可采用以点定线和放坡定线两种方法。
以点定线:其特点主要是路线不受纵坡限制,以平面和横断面为主。
应用要点则是以点定线和以线交点。
以点定线是在全面布局和逐段安排确定的控制点间,结合各方面因素进一步确定影响公路中线位置的小控制点,大致穿出公路直线的方法。
以线交点则是在已定小控制点的基础上结合路线标准和前后路线条件,穿出直线,并延长交出交点
应用步骤:
a.控制点加密:在实地寻找控制和影响公路中线位置的具体点位。
b.穿线定点:根据技术标准和线形组合的要求,满足控制点和照顾多数经济
点,前后考虑,用穿线的办法延长直线,交出转角点。
放坡定线: 特点是受纵坡限制,以纵坡为主导。
放坡就是要按照要求的设计纵坡(或平均坡度)在实地找出地面坡度线的工作。
应用步骤:
a.修正的导向线:根据上述坡度线,结合地面横坡考虑路基稳定和工程经济确定出的合适的中线位置。
地面横坡≤1∶5:中线在坡度点上方,对路基稳定和工程经济影响不大;地面横坡=1∶5-1∶2:中线与坡度点重合;地面横坡≥1∶2时:中线宜在坡度点上方,以形成全挖的台口式断面为好。
b.穿线交点:反复插试,逐步修改,使、平、纵、横三方面恰当结合,定出合理的线位。
二、公路路线CAD应用
1.公路CAD系统组成
2.数据采集
公路路线CAD设计必须依靠大量的地面信息和地形数据。
需要使用现代化手段或计算工具获得相应数据。
用现代化的手段航空摄影测量建立数字地面模型;用全站仪或红外线测距仪地面实测的方法,直接建立三维的数字地面模型;用传统的经纬仪、水准仪、和小平板实测[2]。
3.路线优化设计
第一类:对于平面或纵断面各种比较方案,快速准确地完成路线设计,并计算出各方案的总费用和各项比较指标,由设计者根据自己的经验选出最佳方案。
第二类:根据路线的初始方案,利用最优化理论的数字方案,利用最优化理论的数字方法,由计算机寻找最优设计方案。
即输入一个可行方案,通过数字迭代方法来完成最优方案的求解。
各阶段适宜优化方法:在可行性分析阶段,适宜于采用在宽带范围内路线走向方案的优化;在初步设计阶段宜采用在平面或空间一定范围内移线以改善设计方案的优化技巧;在技术设计阶段宜于采用多个目标函数的公路纵断面优化程序系统;对已完成的公路路线技术设计运用连续绘制的透视图(或动态透视图)进行评价。
三、3S技术在公路定线中的应用
1.数字化地理信息系统(GIS)
包括详细的地形数据资料,平面点的坐标、高程,已建道路和桥梁的位置、名称,道路沿线的民宅、工矿企事业单位、田地、果林、鱼塘、水渠、河流、电力管线等详细地面资料。
GIS的应用可方便比选最佳路线方案,并同时获取其它相关信息资料,如最佳路径、最短出行时间、交通流量、道路沿线地区人口数量、经济状况、建材分布与储量、运输条件、土壤、地质和植被情况等[3]。
GIS在道路前期规划中可发挥巨大作用。
2.全球卫星定位系统(GPS)
作为新一代的卫星导航和定位系统,不仅具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性[4]。
GPS 定位技术特点:观测点之间无需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便以及全天候作业等。
此外GPS中最新的实时动态技术RTK在公路定线中还可发挥如下作用:
⑴绘制大比例尺地形图:只需采集碎部点的坐标和输入其属性信息,采集速度快,大大降低了测图难度。
⑵公路中线放样:将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中,系统软件就自动定出放样点的点位,其各点测量独立完成,不会产生累计误差,各点放样精度趋于一致。
⑶公路的横、纵断面放样和土石方数量计算
⑷桥梁结构物放样
3.遥感(Remote Sensing)
利用航片或卫星照片上含有的丰富地表信息,通过立体观察和相片判释并经过计算机的自动处理、自动识别,获得与路线相关的各种地质、水文、建材等资料的计算机软硬件系统。
遥感技术可以帮助设计人员对路线所经区域的地形、地貌、河流、居民点
以及交通网系等进行概要判读,以了解其对路线的影响。
有助于对路线方案的优化。
可提供详细的地质、水文、植被资料,帮助设计人员了解不良工程地质现象对路线的影响程度,以便提早改线,避免不必要的损害和事故发生。
可以帮助设计人员了解沿线土壤和植被类型,了解农作物及经济作物的分布情况,以便为绿化设计做准备[5];可帮助设计人员了解沿线建筑材料的分布、储量、开挖、运输条件,为施工创造良好便利条件。
影响公路定线的因素很多,涉及的知识面也很广,技术及应用方法也很多,应当吸收桥梁、水文、地质等专业人员参加,也应听取有园林建筑知识的设计人员的意见,发挥各种专业人员的才能和智慧,使定线成为各专业组协作的共同目标。
参考文献
[1] 孟晔.公路定线的方法[J].交通世界(建养机械),2007,(8):93-94.
[2] 陈艺珺,胡一凡.铁路勘测设计技术的应用现状[J].甘肃科技,2010,26(14):44-45.
[3] 矫震,张彦秋.3S技术集成及其在公路测设中的应用[J].黑龙江交通科技,2009,32(3):47-48,50.
[4] 李显赫,王鹏,徐明等.浅谈"3S"技术在公路勘测设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2007,30(12):18.
[5] 郝震冬.交通建设科技项目后评价研究——以贵州省为例[D].中南大学,2009.。