道路工程测量
一、概述:
道路工程在勘测设计、施工建造和运营管理各阶段中所进行的测量工作总称为路线测量。
道路工程测量的主要任务包括以下几方面:
（1）控制测量: 根据道路工程的需要, 进行平面控制测量和高程控制测量。
（2）地形图测绘: 根据设计需要, 实地测量道路附近的带状地形图
．．．．．。
（3）中线测量: 按照设计要求将道路位置测设与实地。
（4）纵、横断面图测绘: 测定道路中心线方向和垂直于中心线方向的地面高低起伏情况, 并绘制纵、横断面图。
（5）施工测量: 按照设计要求和施工进度及时放样各种桩点作为施工依据。
另外, 有些道路工程还需要进行竣工测量、变形检测等。
二、初测阶段的测量工作:
道路初测中的测量工作主要包括: 选点插旗、导线控制测量、高程控制测量、带状地形图测绘。
1、插旗选点:
根据方案研究阶段在已有地形图上规划的道路位置, 结合实地情况, 选择交点和转点的位置并插旗, 标出道路走向的大概位置, 为导线测量和各专业调查指出行进方向。
2、导线控制测量:
导线控制测量是测绘道路带状地形图和定线、放线的基础, 导线应全线贯通。
采用全站仪或光电测距仪观测导线边长时, 导线点间距一般为1km, 但应在不长于500m处设置加点。
采用光电测距仪传递高程时, 导线边长宜在200~600m 之间。
由于导线延伸很长, 为了检核导线的精度并统一坐标, 必须设法与国家平
面控制点或GPS点进行联测。
随着测量仪器设备的发展, 导线测量越来越多的使用GPS和全站仪配合施测。
从起点开始沿道路方向直至终点, 每隔5km左右布设GPS对点( 每对GPS
点间距300~400m) , 在GPS对点之间按规范要求加密导线点。
用全站仪测量相
邻导线点间的变长和角度, 之后使用专业测量软件进行导线精度校核及成果计算, 最终获得各导线点的坐标。
导线的观测
导线的观测包括转折角的观测和导线边的观测及导线点高程测量。
①转折角的观测
转折角的观测一般采用测回法进行。
在进行国家等级转折角观测时, 应以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角;
在进行一、二级和三级导线转折角观测时, 一般应观测前进方向的左角。
对于闭合导线, 若按逆时针方向进行观测, 则观测的导线角既是闭合多边形的
内角, 又是导线前进方向的左角。
对于支导线, 应按导线前进方向的左角和右角, 以增加检核条件。
②导线边长观测
导线边长能够采用电磁波测距仪测量, 也能够采用全站仪在测取导线角的
同时测取导线边的边长。
导线边长应采用对向观测, 以增加检核条件。
③导线点的高程测量
导线点的高程测量可采用水准测量或三角高程测量进行。
导线测量近似平差计算
导线测量的目的是获得各导线点的平面直角坐标。
计算的起算数据是已知点坐标、 已知坐标方位角, 观测数据为观测角值和观测边长。
导线平差的基本思路是将角度误差和边长误差分别进行平差处理, 先进行角度闭合差的分配, 在此基础上再进行坐标闭合差的分配, 经过调整坐标闭合差, 已达到处理角度的剩余误差和边长误差的目的。
在进行导线测量平差计算之前, 首先要按照规范要求对外业观测成果进行检查和验算, 确保观测成果无误并符合限差要求, 然后对边长进行加常数改正、．．．．．． 乘常数改正、．．．．．． 气象改正和倾斜改正．．．．．．．．．
, 对角度值和边长进行归心改正( 有偏心测量时) , 以消除系统误差的影响。
( 1) 角度闭合差的计算及坐标方位角的推算
两端与国家控制点联测, 其方位角闭合差为:
CD AB CD CD a n f αβααα-∑-︒⨯+=-=180'
式中: CD 'α——根据导线转折角推算出的导线终止边坐标方位角;
AB α, CD α——导线起始边和终止边的坐标方位角;
β——导线转折角( 右角) ;
n ——导线观测角的个数;
由于各转折角都是按等精度观测的, 说以坐标方位角闭合差a f 可平均分配到每个角度上, 即每个角加上相应的改正数i βγ, 其改正数为: n
f i αβγ-= 各导线的坐标方位角计算公式如下:
︒-+=+
--1801n n n βαα （2）坐标增量的计算
根据坐标正算公式:
ij ij ij ij
ij ij D y D x ααsin cos •=∆•=∆
（3）坐标增量闭合差的计算
符合导线的纵、 横坐标增量的代数和, 在理论上应等于终点与始点的纵、 横坐标差值, 即:
⎪⎭⎪⎬⎫-=∆-=∆∑∑y y y x x x
附和导线纵、 横坐标闭合差:
⎪⎩⎪⎨⎧--∆=∆-∆=--∆=∆-∆=∑
∑∑∑∑∑)()(y y y y y f x x x x x f y x 纵、 横坐标增量:
⎪⎭
⎪⎬⎫+∆=∆+∆=∆∆∆ij ij x ij ij x ij ij v y y v x x 纵、 横坐标增量改正值:
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬⎫-=-
=∑∑∆∆ij y y ij x x D D f v D D f v ij ij 3、 高程控制测量
高程控制测量的任务: 一是沿道路布设水准点构成道路的高程控制网; 二
是测定导线点和加桩的高程, 为地形测绘和专业调查使用。
高程控制测量一般采用水准测量或光电测距三角高程测量方法进行。
水准测量
( 1) 水准路线的布设
水准测量路线的布设分为单一水准路线和水准网。
单一水准路线的形式有三种, 即附合水准路线、 闭合水准路线和支水准路线。
水准网有若干条单一水准路线相互连接构成。
单一水准路线互相连接的交点称为结点。
在水准网中, 如果只有一个已知高程的水准点, 则称为独立水准网; 如果已知高程点的数目多于一个, 则称为附合水准网。
( 2) 水准测量的观测
一、二等水准测量采用精密水准仪和铟瓦水准尺, 用光学测微法读数进行往返观测。
三等水准测量用中丝读数法进行往返观测。
当用光学测微法观测时, 也能够采用单程双转点法观测。
四等水准测量采用中丝法读数, 当水准路线为符合路线或闭合路线时, 可只进行单程观测。
( 3) 水准测量数据处理
水准测量数据处理的目的是为了检查外业观测成果的质量, 消除观测
数据中的系统误差, 对偶然误差进行平差处理, 以及对观测结果和平差结果进行精度评定。
一般按下列步骤进行:
①按照规范要求对外业观测成果进行检查和核算, 确保无误并符合限差
要求。
（1）经过各项改正计算, 消除观测数据中的系统误差。
（2）观测精度的评定, 其中包括计算符合路线闭合差、 往返测不符
值, 进而计算每公里高差中数的偶然中误差．．．．．∆M 和全中误差．．．．ωM 。
（3）以消除系统误差后的观测高差为观测数据, 对水准路线或水准
网进行平差计算, 求出高差的平差值和各待定点平差后的高程值。
（4）对平差后的高差和高程进行精度评定, 计算出高差和高程的中。