浅谈道路工程中的测量放样
Analysis of Methods of Setting Out Survey in Road Construction

作者: 杨 强 :中国石油管道局工程有限公司第二分公司,江苏 徐州; 李 强 :中国石油管道局工程有限公司国际事业部,河北 廊坊; 赵风平 :廊坊职业技术学院,河北 廊坊;

关键词: 道路放样缓和曲线圆曲线Road Setting Out Transition Curve Circular Curve

摘要: 在道路工程的施工中,道路缓和曲线及圆曲线的放样,前期需要大量的内业计算,整理出各种点线角度高程等数据,才能进行放样。随着现代科技的发展和进步,从原来的经纬仪、全站仪放样,到现在DGPS-RTK放样,其基本原理都是一样的。我们可以根据工程的实际需要,选择不同的曲线放样方法。

Abstract: In road construction, a large number of internal calculations is required to set out transition curve and circular curve at early stage to sort out data on various points, lines, angles, elevations and etc. before staking out. Despite the significant development and progress of science and technology, the basic principles of approach remain the same from application of original theodolite and total station stakeout to DGPS-RTK solution to do stake out and other location survey operations. Depending on actual needs and requirements of the project, different methods of setting out a curve could be applied.

1. 引言

随着现代科技的发展和进步,从原来的经纬仪、全站仪放样,到现在DGPS-RTK放样,其基本原理都是一样的 [1]。但是利用DGPS-RTK放样较传统方式工作效率更高,数据计算更简化。文中介绍的二种DGPS-RTK放样方法均可满足道路曲线放样的需要,方案一中的方法效率更高。

在道路工程的施工中,需要进行缓和曲线与圆曲线的放样,与平时站场及线路施工中直线段的放样工作不同 [2]。道路缓和曲线及圆曲线的放样,前期需要大量的内业计算,整理出各种点线角度高程等数据,才能进行放样。

一般采用偏角法、极坐标法、切线支距法进行道路圆曲线及缓和曲线的放样,但这些方法前期计算量大,放样效率较低。

目前国内外一般采用全站仪和经纬仪,使用偏角法、极坐标法、切线支距法进行道路圆曲线及缓和曲线的放样 [3]。这种方式是目前施工过程中比较准确的一种测量方法,但是这种方法存在前期计算量大,放样效率较低等缺点。随着社会经济的不断发展,科学技术发展也是日新月异,DGPS-RTK也应用到施工测量中 [4],我们利用DGPS-RTK结合AUTOCAD软件与excel涵数公式,简化测量内业计算过程,提高放样效率。

2. 道路放样原理的简介

通过中亚管道C线工程新建至UCS3压缩机站的伴行路施工实践,利用DGPS-RTK进行道路圆曲线及缓和曲线的放样,能有效的提高工作效率及放样精度。工程中我们使用的仪器为拓普康Hiper Gb接收机,放样时需要的基本数据,我们可以通过内业计算提前获得,道路施工中Angle point-7的曲线放样如图1所示。

Figure 1. Angle point-7 curve

图1. Angle point-7的曲线

图2为道路圆曲线的典型图,整个曲线由2段缓和曲线(Ls)和1段圆曲线(Ly)组成,ZH至JD方向为切线方位角,α为整个圆曲线的转角 [5]。

Figure 2. Ypical road curve

图2. 道路圆曲线典型图

根据典型图对Angle point-7的曲线图进行分解,设计图纸给出的参数有,AP7转角α = 68˚46′07″ (右转),R = 200,Ls1 = 70,Ls2 = 50,Ly = 180.05,ZH至JD切线方位角为α = 335˚42′08″ [6]。用Hiper Gb接收机进行放样,有两种方案。方案1:计算出曲线上各点的大地坐标,输入仪器中,直接进行点放样。这种做法的优点是操作简单和误差小,缺点是内业计算量大。方案2:利用Hiper Gb接收机手薄中的软件,进行缓和曲线及圆曲线的放样。优点是内业计算量小和放样效率高,缺点是手薄中操作较复杂。

3. 两种放样方案的介绍与比较

方案1中的关键点是,计算出曲线上各点的大地坐标,如果利用缓和曲线公式及已知参数计算,计算量很大,数据容易出现错误。我们可以利用AUTOCAD软件,按照设计提供的图纸,调整及修改后,在电子版图纸上完成道路曲线的放样。完成放样后,利用软件的点测量功能,根据施工要求,每距离10 m或20 m量取一个点,得到各点的大地坐标,然后,导入仪器手薄中,完成道路曲线的放样工作。这种方法缺陷是,要求设计图纸必须是根据实际尺寸,按比例进行绘制的,否则无法进行放样。

利用设计图纸和AUTOCAD软件极大简化测量内业计算过程,快速得到放样的大地坐标。

另一种计算曲线上各点坐标的方法是利用EXCEL中的函数,编制完成计算公式,输入相应的参数,并得出各点的坐标,以AP7为例,详见图3 [7] [8]。

Figure 3. Curve calculation element table

图3. 曲线计算要素表

这个方法的优点是适用性强,且利用EXCEL软件中的函数功能,减少计算过程,表格中输入相应的参数,立刻输出放样的大地坐标。即可导入到仪器手薄中,完成道路曲线的放样工作 [9]。

方案2是利用Hiper Gb接收机手薄中的软件进行曲线的放样,进入偏距放样菜单,选择缓和曲线和偏距 [10]。

进入下级菜单,按照提示输入放样参数,以AP7点放样为例,TS点为ZH桩的坐标,切线方位角为缓和曲线曲线(ZH至JD)方位角,半径和长度输入缓和曲线半径及长度。转动方向,根据转角方向输入,AP7转角方向为右。然后,选择继续,即可开始进行放样工作。

道路圆曲线的放样前面的步骤与缓和曲线的放样,先进入偏距放样菜单,选择圆曲线和偏距,进入下级菜单,PC点和PT点分别为圆曲线的起点和终点,半径为圆曲线半径,方向同AP7转角方向为右。然后,选择继续,即可开始进行放样工作。

方案1中提前利用AUTOCAD软件或EXCEL函数公式完成测量内业计算,把放样数据导入到仪器手薄中。相较方案2,在施工现场输入数据参数到仪器手薄中,放样效率更高。施工放样中,优先采用方案1。

4. 结语

综上所述,二种方案中的DGPS-RTK放样方法均可满足道路曲线放样的需要,较传统方法在工作效率方面有较大的提升。随着现代科技的发展和进步,从原来的经纬仪、全站仪放样,到现在DGPS-RTK放样,但是,其基本原理都是一样的,我们可以根据工程的实际需要,选择不同的曲线放样方法。

NOTES

*通信作者。

文章引用: 杨 强 , 李 强 , 赵风平 (2020) 浅谈道路工程中的测量放样。 石油天然气学报, 42, 271-275. doi: 10.12677/JOGT.2020.423096

参考文献

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[2] 顾孝烈, 程效军, 鲍风. 测量学[M]. 上海: 同济大学出版社, 1999.

[3] 唐杰军, 赵欣. 道路工程测量[M]. 北京: 人民交通出版社, 2010.

[4] 黄丁发, 熊永良. 全球定位系统(GPS)理论与实践[M]. 成都: 西南交通大学出版社, 2006.

[5] 徐四法. 市政道路工程施工中的测量放线[J]. 中国市政工程, 2008(3): 16-17.

[6] 韩永乐, 李武庆. 浅谈市政工程施工测量放线程序化[J]. 中国市政工程, 2003(1): 63-65.

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[8] 代广越. 浅析城市道路施工放线的方法[J]. 山西建筑, 2008, 34(19): 351-352.

[9] 郭启臣, 蒋俊山, 边喜龙. 浅谈市政道路工程施工测量能力培养[J]. 中国新技术新产品, 2010(15): 100-101.

[10] 崔云才, 杨扬, 韩丽艳. 浅谈公路施工中的测量工作[J]. 黑龙江交通科技, 2003, 26(4): 14.

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