路線縱斷面測量的任務(wù)是在路線中線測定之后,測定中線上各里程樁(簡稱中樁)的地面高程,繪制路線縱斷面圖,供路線縱坡設(shè)計之用。路線橫斷面測量是測定各中樁兩側(cè)垂直于中線的地面高程,繪制橫斷面圖,供線路路基設(shè)計、計算土石方量及施工時放樣邊樁之用。
路線縱斷面測量又稱路線水準測量。為了提高測量精度和成果檢查,根據(jù)“從整體到局部”的測量原則,路線水準測量分兩步進行:首先是沿線路方向設(shè)置若干水準點,建立線路的高程控制,稱為基平測量;然后是根據(jù)各水準點的高程,分段進行中柱水準測量,稱為中平測量。
1、基本測量
首先沿線路方向設(shè)置若干水準點,建立線路的高程控制,水準點分永久水準點和臨時水準點兩種,在勘測和施工階段甚至長期都要使用,因此,水準點應(yīng)選在地基穩(wěn)固、易于引測以及施工時不易受破壞的地方。
在路線起點和終點、大橋兩岸、隧道兩端以及需要長期觀測高程的重點工程附近,均應(yīng)布設(shè)永久水準點。永久性水準點要埋設(shè)標石,也可設(shè)在永久性建筑物上,或用金屬標志嵌在基巖上。水準點的布設(shè)密度,應(yīng)根據(jù)地形復(fù)雜情況和工程需要而定。在丘陵和山區(qū),每隔0.5~1km設(shè)置一個,在平原和微丘陵地區(qū),每隔1-2km埋設(shè)一個。此外,在中橋、小橋涵洞以及停車場等工程集中的地段,均應(yīng)設(shè)置,在較短的路線上,一般每隔300-500m布設(shè)。
基平測量時,首先應(yīng)將起始水準點與附近國家水準點進行連測,以獲得絕對高程。在沿線水準測量中,也應(yīng)盡量與附近國家水準點進行連測,以便獲得更多的檢核條件。若路線附近沒有國家水準點,可根據(jù)國家地形圖上量得的高程作為參考,假定起始水準點的高程。
基平水準測量應(yīng)使用不低于DS3級水準儀,按四等水準測量的方法和精度要求,采用且往返或兩組單程在兩水準點之間進行觀測。
2、中平測量
中平測量是以相鄰水準點為一測段,從一個水準點出發(fā),逐個測定中樁的地面高程,附合到下一個水準點上。
測量時,在每一測站上首先讀取后、前兩轉(zhuǎn)點(TP)的尺上讀數(shù),再讀取兩轉(zhuǎn)點間所有中面點的尺上讀數(shù),這些中樁點稱為中間點。由于轉(zhuǎn)點起傳遞高程的作用,因此,轉(zhuǎn)點尺應(yīng)立在尺墊、穩(wěn)固的樁頂或堅石上,尺上讀數(shù)至毫米,視線長一般不應(yīng)超過150m。中間點尺上讀數(shù)至厘米,要求尺子立在緊靠樁邊的地面上。
如圖11-24所示,水準儀置于①站,后視水準點BM.1,前視轉(zhuǎn)點TP1,將觀測結(jié)果分別入表11-5中“后視”和“前視”欄內(nèi);然后觀測BM.1與TP1間的各個中樁,將后視點BM1上的水準尺依次立于0+00,0+020,0+040,0+060,0+080等各中樁地面上,將讀數(shù)分別記入表11-5中“中視”欄內(nèi)。
儀器搬至②站,后視轉(zhuǎn)點TP1,前視轉(zhuǎn)點TP2,然后觀測各中樁地面點。用同樣的方法繼續(xù)向前觀測,直至附合到水準點BM.2,完成一測段的觀測工作。
每一站的各項計算依次按下列公式進行:
?、僖暰€高程=后視點高程十后視讀數(shù)
?、谵D(zhuǎn)點高程=視線高程一前視讀數(shù)
?、壑袠陡叱?視線高程一中視讀數(shù)
各站記錄后,應(yīng)立即計算各點高程,直至下一個水準點為止,并立即計算高差閉合差fh,
(一級公路),則符合要求,即可進行中樁地面高程的計算,以計算的各中樁點高程作為繪制縱斷面圖的數(shù)據(jù)。
3、縱斷面圖的繪制及施工量計算
縱斷面圖是沿中線方向繪制的反映地面起伏和縱坡設(shè)計的線狀圖,它表示出各線路縱坡的大小和中線位置的挖填尺寸,是線路設(shè)計和施工中的重要文件資料。
縱斷面圖是以中樁的里程為橫坐標、以其高程為縱坐標而繪制的。常用的里程比例尺有1:5000、1:2000和1:1000等幾種。為了明顯地表示地面起伏,一般取高程比例尺是里程比例尺的10倍或20倍。如里程比例尺用1:1000時,則高程比例尺取1:100或1:50。
如圖11-25所示,為道路設(shè)計的縱斷面圖,圖的上半部,從左至右繪有貫穿全圖的兩條線。細折線表示中線方向的地面線,是根據(jù)中平測量的中樁地面高程繪制的;粗折線表示縱坡設(shè)計線。此外,圖的上部還注有以下資料:水準點編號、高程和位置:豎曲線示意圖及其曲線元素:橋梁的類型,孔徑、跨數(shù),長度、里程樁號和設(shè)計水位;涵洞的類型,孔徑和里程樁號;其他道路、鐵路交叉點的位置、里程樁號和有關(guān)說明等。圖的下部幾欄表格,注記以下有關(guān)測量和縱坡設(shè)計的資料:
?、僭趫D紙左面自下而上填寫直線和曲線、樁號、填挖土、地面高程、設(shè)計高程、距離等欄。上部縱斷面圖上的高程按規(guī)定的比例尺注記,但首先要確定起始高程(如圖中0+00號的地面高程)在圖上的位置,且參考其他中樁的地面高程,使繪出的地面線處在圖上的適當位置。
?、谠跇短栆粰谥?,從左至右按規(guī)定的里程比例尺注上各中樁的樁號。
?、墼诘孛娓叱桃粰谥?,注上對應(yīng)于各中樁樁號的地面高程,并在縱斷面圖上按各中樁的地面高程依次點出其相應(yīng)的位置,用細直線連接各相鄰點位,即得中線方向的地面線。
?、茉谥本€和曲線一欄中,應(yīng)按里程樁號標明路線的直線部分和曲線部分。曲線部分用直角折線表示,上凸表示路線右偏,下凹表示路線左偏,并注明交點編號及其樁號,注明α、R、T、L、E等曲線元素。
?、菰谏喜康孛婢€部分進行縱坡設(shè)計。設(shè)計時,要考慮施工時填挖土石方工程量最小或填挖方盡量平衡及小于限制坡度等道路有關(guān)技術(shù)規(guī)定。
?、拊谄露群途嚯x一欄內(nèi),分別用斜線或水平線表示設(shè)計坡度的方向,線上方注記坡度數(shù)值(以百分比表示),下方注記坡長,水平線表示平坡,不同的坡段以豎線分開。某段的設(shè)計坡度值按下式計算:
設(shè)計坡度=(終點設(shè)計高程-起點設(shè)計高程)/平距
⑦在設(shè)計高程一欄內(nèi),分別填寫相應(yīng)中樁的設(shè)計路基高程。某點的設(shè)計高程按下式計算:
設(shè)計高程=起點高程十設(shè)計坡度×起點至該點的平距
【例11-5】0+000樁號的設(shè)計高程為12.50m,設(shè)計坡度為+1.4%(上坡),計算樁號0+100的設(shè)計高程。
解:設(shè)計高程應(yīng)為12.50+1.4%×10=13.90m
?、嘣谔钔谕?石)方量一欄內(nèi),按下式進行施工量的計算
某點的施工量=該點地面高程一該點設(shè)計高程
式中求得的施工量,正號為挖土深度,負號為填土高度。地面線與設(shè)計線的交點為不填不挖的“零點”,零點也給以樁號,位置可由圖上直接量得,以供施工放樣時使用。