四级公路标准设计和施工放样毕业设计.doc

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1、 题目：四级公路标准设计和施工放样摘要测量的工作包括内业和外业，本文主要阐述外业的内容，即施工放线。测量放样工作应遵循从整体到局部的原则，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。为使学生理解消化课堂教学测量放样的内容，巩固和加深课堂所学的理论知识，熟练掌握施工放样的流程，本论文主要介绍了施工放样数据计算以及在各个路线段和结构物中施工放样的方法，所以保证了学生在施工放样各个流程有一个准确的认识和工作。关键词：施工放样 数据计算 流程AbstractMeasurement of work included wi

2、thin the industry and outside the industry, this article focuses on Field content, namely construction line. Measurement Lofting shall follow from the principle of the whole to the part, making controlled measurements, then setting out survey in detail. By controlling the measurement, establishment

3、of plane control points and height between locus of control and project structure features of the geometric relation of position and altitude. To make students understand the digestive contents of classroom teaching in measurement Lofting, consolidate and deepen theoretical knowledge learned in the

4、classroom, master the layout process, this paper mainly introduces the construction survey data as well as various road sections and structures in construction survey method ensures that students in the setting out of process a accurate perception and work.Key words: construction Lofting calculation

5、 procedure目录一.绪论61.1论文研究的背景61.2研究的目的和意义61.3研究的内容61.4研究的技术路线和方法7二.设计资料概况7 2.1数据采集7 2.2地形图的绘制10 2.3线路设计11 2.3.1线路平面布置11 2.3.2纵断面布置11 2.3.3横断面布置11 2.3.4结构物设置11三.施工放样的数据计算113.1中桩坐标的理论计算11 3.1.1计算导线点的坐标11 3.1.2未设缓和曲线上计算中桩坐标123.1.3设置了缓和曲线上计算中桩坐标133.1.4直线段上计算中桩坐标143.2中桩坐标软件计算183.2.1直线段上计算中桩坐标183.2.2曲线段上计算中

6、桩坐标193.3边桩坐标的计算203.3.1直线段上的边桩计算203.3.2缓和曲线段边桩坐标计算213.3.3圆曲线上的边桩坐标计算21四.施工放样244.1路基放样工作内容244.2放样工具254.3施工放样基本方法254.3.1直线段距离放样254.3.2已知高程的放样264.3.3平面点位的放样274.3.4全站仪的放样294.3.5 GPS的放样314.4公路中线的施工放样334.4.1用导线控制点恢复中线344.4.2用路线控制桩恢复中线344.5路基横断面的施工放样354.5.1路基边桩放样的一般要求364.5.2路基横断面的放样方法364.5.2.1路基的边桩放样364.5.2

7、.2路基边坡的放样394.6结构物的放样404.6.1挡土墙的放样40五总结42致谢44参考文献45第1章 绪论1.1论文研究的背景本次的论文研究背景是依据大学专业课程，道路勘测设计、工程测量等内容而定的具有代表性，全面检测所学知识的结业性选题。工程的设计与施工放样是贯穿了整个施工的过程，放样的方法和精度对道路桥梁的工程质量和进度起着一个十分重要的作用，建立合适的控制网，选择合适的放样方法，使测量快速准确。所以为使学生理解消化课堂教学测量放样的内容，巩固和加深课堂所学的理论知识，熟练掌握施工放样的流程和各类仪器的使用，提高自身独立思考分析问题和解决问题的能力，从而发表次论文。1.2研究的目的和

8、意义毕业设计是实践性教学的重要环节。强化对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养收集资料和调查研究的能力，方案必选和论证的能力，理论分析与设计运算能力。它培养学生综合运用所学知识编制设计书的能力，使我们熟练掌握公路的设计过程，掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用，掌握公路一般技术指标的确定、路线的布置和计算、设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本的编制全过程。本次的设计论文也是在测量的施工放样以及仪器的使用、测量各个过程的计算方法有一个准确的认识和清楚。另外对培养学生独立思考问题和解决问题的能力，为今后工作做好技术储备，使我们能在今后的工作中，更好的读懂图纸上的设计意图，发现施工放样存在

9、问题并做出正确的解决方案。1.3研究的内容道路选线：原道路线形的弊端、新道路线路选线。平曲线设计：直线、圆曲线、缓和曲线的设计和组合、相关要素的计算和检核、超高和加宽的设计、平面图的绘制等。纵断面设计：竖曲线的设计、相关要素的确定、纵断面图的绘制等；横断面设计：横断面的设计、横断面相关组成部分的确定、横断面图的绘制。路线的施工放样：理论计算：中桩、边桩、开挖。软件计算：中桩、边桩、开挖。放样方法：全站仪、GPS、水准仪、经纬仪。涵洞与挡土墙的测量放样以及开挖回填和注意事项。1.4研究的技术路线和方法需要收集的资料及工具：崇州三郎镇欢喜村 1:2000地形图、相关的勘测资料、计算机、CAD软件、

10、公路设计相关书籍资料、公路工程各类规范等等。具体设计步骤1) 在崇州三郎镇欢喜村1:2000地形图中进行选线，考虑多方因素与规范，确定平曲线走向。2) 根据线形要求，对照规范要求等确定各个平曲线的半径、长度等要素，在地形图上绘出图形并进行改进、完善。3) 将设计好的线形进行比较，选出最优设计方案。4) 对推荐的线形进行各元素的计算、检核，并算出各个主点里程及其坐标。5) 在地形图上绘出具体的平曲线图。6) 根据规范要求以及地形条件，确定出最合适的竖曲线半径、缓和段长度，并列成表格。7) 利用CAD软件绘出设计段路线的纵断面图，根据竖曲线要素表和设计高程等，在纵断面图上绘出设计的竖曲线，并进行修

11、整和完善。8) 根据规范要求以及地形条件，定好设计高程，确定出最合适的四级公路路基面、设计高程、超高级加宽、边坡边沟等，列成表格。9) 利用cad软件绘出设计段路线的横断面图，根据设计好的路基和标高，在横断面图上绘出横断面设计线（注意一定要拟合）。10) 本着经济、合理的原则，调整竖曲线、横断面的设计高程，使得填挖基本平衡或者填挖合理，确定出最好的竖曲线、横断面设计方案。11) 列出平曲线的施工放样方法，并进行比较，尤其要注意仪器的使用、精度的分析等。12) 根据仪器情况和精度要求选择合理的放样方法。13) 列出高程放样的方法，并进行选择。14) 处理数据、设计计算、编制图表、书写文字说明等。

12、第2章 设计资料的概括2.1数据采集 使用仪器与工具：全站仪、水准仪、钢卷尺、30m皮条、花杆、丁字尺、水准尺、绘图工具、记录本、油漆等等。 外业勘测、调查记录表：附表1 （导线测量记录表）测站盘位目标水平度盘读数（）半测回角值（）一测回角值（）边长(m)备注 左 右 附表2（ 导线闭合计算表）点号观测角度 （）角度改正数()改正后角度值（）坐标方位角（）边长(m)纵坐标增量x纵坐标x横坐标增量y横坐标y计算值改正数改正值计算值改正数改正值 附表3（水准测量记录表-基平）测站测点水准尺读数高差高程(m)备注后视读数a (m) 前视读数b(m)+ 附表4（水准测量记录表-中平）水准点号公里桩百里

13、桩号及其加桩号桩号 水准尺读数高差中桩高程 (m)备注前视读数中视读数后视读数+附表5（横断面测量记录表）左侧桩号右侧附表6（中桩放样记录表）桩号设计坐标测量坐标后视坐标拔角（）距离(m)备注XYXYXY附表7（碎步测量记录表）点号测站测站高程(m)仪器高程(m)后视棱镜高 (m)测量坐标高程(m)备注 编号XY编号XYXY 2.2地形图的绘制地形图是按一定的比例尺，用规定的符号表示地物，地貌平面位置和高程的正射投影图。本论文路线地形图是1：1000的比例尺。 使用数据： 附表7（碎步测量记录表）附表4（水准测量记录表-中平） 成果：四级新建公路地形图2.3线路设计2.3.1线路平面布置使用数

14、据：附表4（水准测量记录表-中平） 成果：四级新建公路路线平面图2.3.2纵断面布置 桩号里程，地面高程和地面线，设计高程和设计线，施工填挖值。 设计线的纵坡度和坡长 竖曲线的平面要素，平曲线资料。 人工构造物的位置，结构类型以及孔径，涵洞可以只表示位置。成果：附图1四级新建公路纵断面设计2.3.3横断面布置 使用数据：附表5（横断面测量记录表） 附图1四级新建公路纵断面设计 成果：四级新建公路横断面设计 参考文献：路堤边坡坡度表 各级公路路基宽度 2.3.4结构物的设置 K0+260处设置了一个1-1.5m钢筋混凝土圆管涵 K0+420处设置了一个1-1.5m钢筋混凝土圆管涵 多个路基路面挡

15、土墙第3章 施工放样的数据计算3.1中桩坐标理论计算3.1.1计算导线点的坐标 方位角的确定 Tan=yx方位角： Ai= y0，x0 （第一象限） Ai=180 y0，x0 （第二象限） Ai=180+ y0，x0 （第三象限） Ai=360 y0，x0 （第四象限）图3.1 坐标计算Xi+1=Xi+DcosAi （D为两导线点之间的水平距离）Yi+1=Yi+DsinAi3.1.2未设缓和曲线上计算中桩坐标 圆曲线起点终点坐标计算图3.2如图所示，JDi的坐标（XJDi，YJDi）,交点前后直线边的方位角分别是Ai-1、Ai，圆曲线上的半径为R，平曲线切线长为Ti，曲线的起点终点坐标可以以公

16、式计算：圆曲线上的起点坐标：XZYi=XJDi-TicosAi-1 YZYi=YJDi-TisinAi-1 圆曲线上的终点坐标：XZYi=XJDi+TicosAi YZYi=YJDi+TisinAi 圆曲线任意点的坐标计算ZY-QZ段（YZ-QZ段）的坐标计算以曲线起点ZY（曲线终点YZ点）为坐标原点，切线为X轴，建立直角坐标系。 ZY-QZ曲线段上面的坐标计算 X=Rsin（l180R） Y=R-Rcos（l180R）公式中：l是表示曲线上面任意一点到ZY(YZ)点的弧长。 ZY-QZ段各点的坐标：利用上述公式计算出以ZY为坐标原点圆曲段内各个加桩X、Y的值，则ZY-QZ段的各个点的坐标：

17、X=XZYi+XcosAi-1-YsinAi-1 Y=YZYi+XsinAi-1+YcosAi-1 YZ-QZ段各点的坐标：利用上述公式计算出以YZ为坐标原点圆曲段内各个加桩X、Y的值，则QZ-YZ段的各个点的坐标： X=XZYi-XcosAi-1-YsinAi Y=YZYi-XsinAi-1+YcosAi公式中： 是路线转向，左转时=1，右转时=-1以下各式同。3.1.3设置了缓和曲线上计算中桩坐标 曲线起点终点坐标计算如图所示JDi的坐标为（XJDi，YJDi），交点前后直线边的方位角分别为Ai-1、Ai，圆曲线的半径为R，缓和曲线长度Lc，平曲线切线长为THi，曲线的起点终点坐标可用公式

18、计算： 起点坐标：XZHi=XJDi-THicosAi-1 YZHi=YJDi-THisinAi-1 终点坐标：XHZi=XJDi+THicosAi YHZi=YJDi+THisinAi 曲线任意点坐标计算ZH-QZ段的坐标计算以曲线起点ZH为坐标原点切线为X轴法线为Y轴建立直角坐标系。缓和曲线段X,Y:X=lc-l540R2L2 Y=l36RLc-l7336R3L3圆曲线段X,Y: X=Rsin（+l180R）+q Y=R-Rcos（+l180R）+P利用上述公式计算出缓和段内各加桩和曲线段内各个加桩X、Y的值，则ZH-QZ段的各个坐标： X=XZHi+XcosAi-1-YsinAi-1 Y

19、=YZHi+XsinAi-1+YcosAi-1QZ-HZ段的坐标计算：以曲线终点HZ为坐标原点切线为X法线为Y建立直角坐标系，利用上述公式计算出缓和曲线和圆曲线段内各点X、Y的坐标，则QZ-HZ段各点的坐标为： X=XHZi-XcosAi-1-YsinAi Y=YHZi-XsinAi+1+YcosAi3.1.4直线段上计算中桩坐标位于ZH之前或HZ点之后的直线段可利用JD点的坐标或者ZH,HZ点的坐标与改点的距离计算出该点的坐标。现在以本次实训的数据举例如下：路线QD的坐标为：XQD =2017.662m，YQD =936.155m；路线JD1的坐标为：XJD1=1958.160m，YJD1=

20、1153.687m；路线JD2的坐标为：XJD2=2036.090m，YJD2=1367.157m；路线JD3的坐标为：XJD3=2084.422m，YJD3=1343.810m。 （1) 计算路线的转角： tan A10= | ( YQD - YJD1)/（XQD-XJD1）|=|-217.532/59.502|=3.6555877113 A10=360-74427.08=2851752.9 tanA12=（YJD2-YJD1）/(XJD2-XJD1)=213.47/77.93=2.739253176 A12=695641.04 左角 =2851752.9-695641.04=2152111

21、.8 180，为右转角 右转角 =2152111.8-180=352111.8 缓和曲线常数： =Lc180/2R=7943.1 P=Lc2/24R=0.260m Q=Lc/2-Lc3/240R2=12.493m 平曲线要素： 平曲线中的圆曲线长： L=（-2）R 平曲线总长： LH=（-2）R+2Lc 外距： EH=（R+P）sec-R 超距： DH=2TH-LH 主点桩桩号： JD1 K0+225.523 -TH 44.445 ZH K0+181.078 +Lc 25 HY K0+206.078 +L 36.703 YH K0+242.781 +Lc 25 HZ K0+267.781 -L

22、H/2 86.703 QZ K0+224.4295 + DH/2 2.187/2 JD1 K0+225.523（2） 中桩坐标及方位角： ZH 点的坐标： A01=A10-180=1051752.9 XZH1=XJD1-THcosA01=1969.886m YZH1=YJD1-THsinA01=1110.817m ZHHY第一缓和曲线上的中桩坐标的计算：如桩号K0+190 l=190-181.078=8.922m X=l-l5/40R2Lc2=8.922m Y=l3/6RLc=0.047m X= XZH1+XcosA01-YsinA01=1967.519m Y=YZH1+XsinA01+Yco

23、sA01=1119.410m HY点的坐标计算： l=206.078-181.078=25m X=l-l5/40R2Lc2=24.961m Y=l3/6RLc=1.042m X= XZH1+XcosA01-YsinA01=1962.295m Y=YZH1+XsinA01+YcosA01=1134.619m HYQZ圆曲线部分的中桩坐标计算： 如桩号K0+210 l=210-206.078=3.922m X=Rsin（+l180/R）+q=28.841m Y=R-Rcos（+l180/R）+p=1.605m X= XZH1+XcosA01-YsinA01=1960.728m Y=YZH1+Xsi

24、nA01+YcosA01=1138.213m QZ点的坐标计算： l=224.430-206.078=18.352m X=Rsin（+l180/R）+q=42.858m Y=R-Rcos（+l180/R）+p=4.982m X= XZH1+XcosA01-YsinA01=1953.773m Y=YZH1+XsinA01+YcosA01=1150.842m HZ点的坐标计算： A12=695641.04 XHZ1=XJDi+THcosA12=1973.401m YHZ1=YJDi+THsinA12=1195.437mYHHZ第二缓和曲线上的中桩坐标计算： 如K0+250点的坐标计算 L=267.

25、781-250=17.781m X=l-l5/40R2Lc2=17.774m Y=l3/6RLc=0.375m X= XHZ1-XcosA12-YsinA12=1966.954m Y=YHZ1-XsinA12+YcosA12=1178.863m YH点的坐标：l=25m X=l-l5/40R2Lc2=24.961m Y=l3/6RLc=1.042m X= XHZ1-XcosA12-YsinA12=1963.862m Y=YHZ1-XsinA12+YcosA12=1172.347m QZYH的坐标计算： 如：K0+230的坐标计算 l=242.781-230=12.781m X=Rsin（+l1

26、80/R）+q=37.506m Y=R-Rcos（+l180/R）+p=3.439m X= XHZ1-XcosA12-YsinA12=1957.309m Y=YHZ1-XsinA12+YcosA12=1161.385m 直线上中桩坐标的计算：如K0+290 D=290-267.781=22.219m X= XHZ1+DcosA12=1981.020m Y=YHZ1+DsinA12 =1216.309m 3.2中桩坐标软件计算3.2.1直线段上计算中桩坐标 本路段坐标计算采用公路坐标计算系统程序 ：图3.3如图3.3所示，输入起、终桩号，起点X、Y坐标及方位角；直线段坐标计算公式：假设，已知直线

27、上的两点A(X1,Y1)、B(X2,Y2)AB的坐标方位角为J（通过A、B的坐标进行反算得到）待求点P(X0,Y0) 到A点的距离为L，边桩距离为MX0X1+Lcos(J)+Mcos(J-90)Y0Y1+Lsin(J)+Msin(J-90)注：边桩距离M，左边桩时是正值，右边桩时是负值。3.2.2曲线段上计算中桩坐标 本路段曲线坐标计算采用公路坐标计算系统程序 ：图3.4输入ZY、JD、YZ点的坐标，点计算，右边显示出的结果里就有本段曲线的各加桩的坐标，以及曲线的要素，可以用来对比上一步骤计算曲线要素时有没有错误的地方。3.3边桩坐标的计算 3.3.1直线上的边桩坐标计算位于ZH点之前或HZ点

28、之后的直线段可利用20米加桩点的中桩坐标计算出边桩的坐标。 边桩坐标计算的公式 （2-14） （2-15） 式中： XP、YP为加桩点中桩坐标；XA、YA、XB、YB为该加桩点的边桩坐标； 为该直线的方位角； T1、T2为P点至边桩的距离。（下同）3.3.2缓和曲线段边桩坐标计算 边桩坐标计算的公式 （2-16） （2-17） 式中 缓和段的起点的切线方位角； P点的切线角（曲线左转时取“”，曲线右转时取“+”）3.3.3圆曲线上的边桩坐标计算 边桩坐标计算公式 （2-18） （2-19）以本次的实训数据举例。如直线上的桩号K0+290，在中桩坐标计算中，已经算出了它的坐标XP=1981.02

29、0m,YP=1216.309m，路基宽度为7m，则 T1=T2=3.5m， =A12=695641.04，计算它的边桩坐标。 如缓和段上的桩号K0+190，在中桩坐标计算中，已经算出了它的坐标XP=1967.519m,YP=1119.410m。这里涉及到曲线上的加宽计算，先算出加宽值。查表得Bj=1.0m。 式中：x任意点距加宽缓和段起点的距离； Bjx加宽缓和段上任意点加宽值； Bj圆曲线上的全加宽值； Lc加宽缓和段全长。所以T1=3.5m，T2=3.86m。=A01=1051752.9。再计算： 切线夹角 所以 HY点的边桩坐标计算：HY点中桩坐标XP=1962.295m,YP=1134.619m。加宽值Bj=1.0m，所以T1=3.5m，T2=4.5m。=A01=1051752.9。再计算：切线夹角