本發(fā)明涉及一種建筑施工方法,更具體的說,是涉及用于道路中樁放樣完成后的路面結(jié)構(gòu)層及面層邊樁放樣的一種路面邊樁放樣方法。
背景技術(shù):
無論是路基路面的施工,道路中線與邊線的放樣必不可少,特別是路面結(jié)構(gòu)層與面層的施工,有時需要10m放樣中邊樁。以前放樣中樁后采用鋼尺直接從中樁量邊樁位置,靠人工估直線的垂直方向或者曲線的法線方向,人工估計不準,如果縱坡大,偏離法線方向的邊樁其設計高程不同會產(chǎn)生高程誤差。目前中樁與邊樁放樣均可采用全站儀或者RTK,如果中樁與邊樁都使用全站儀或RTK放樣工作量會很大。如果采用三臺RTK移動站同時放樣中樁與左右邊樁提高放樣速度,但需要1+3的RTK移動站。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種路面邊樁放樣方法。
本發(fā)明的一種路面邊樁放樣方法,放樣方法包括直線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁放樣、曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣;
1)、直線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁放樣;邊樁的放樣采用相鄰中樁鋼尺量距交會定點,事先計算出交會距離再去現(xiàn)場放樣,縱坡大與橫向超高較大根據(jù)坡度計算坡面距離;邊樁的放樣除了對應的中樁距離固定外,相鄰中樁至本邊樁距離需要計算,對于直線段與圓曲線段,只要樁間距等距,相鄰中樁至本邊樁距離也一樣;
2)、曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣;曲線邊樁放樣需要先計算各相鄰中樁至本邊樁的左右距離再放樣;
所述直線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁放樣的方法為:路基中樁事先采用全站儀或RTK放樣結(jié)束,如果放樣中樁B的右邊樁,路面結(jié)構(gòu)層右幅寬度是dr,中樁間距dl,直線段計算中樁A到中樁B右邊樁D斜距,可采用公式計算;
使用30m鋼尺,尺零點在中樁A,右邊拉尺對刻度lr,另一人將尺刻度2×lr對準C中樁,A、B、C樁號間距相等,否則需要計算DC距離,拉緊鋼尺,對準刻度lr釘點,所述釘點可用水泥釘,然后A點與B點的人員分別到下一個中樁點同樣可釘A點右邊樁,這種方法需要三人,釘完右邊樁再釘左邊樁,為了同時釘左右邊樁一般采用一人在中樁F點,尺零點對中樁;
如果結(jié)構(gòu)層左右都是d,另一人在中樁I,另一人在i右邊k,K點對準刻度lr,中樁I對準lr+dr,還有一人在I左邊,對準尺度lr+2×dr,左右邊樁距中樁距離都是dr,左邊人員需要瞄準中樁I與右邊樁K在一直線上再釘點L;
如果不便于瞄準點,且鋼尺夠長也可采用釘J的邊樁方法,將尺子回到中I,這時尺子刻度2×(lr+dr)與零點同時對準I中樁,這種方法需要4人,能夠同時放樣左邊與右邊樁,為了便于找點,樁位采用系紅帶的釘子做標志;
所述曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣的方法;A、B、C分別是圓曲線的中樁;如果圓曲線各樁號間距是l,左邊距dl,右邊距dr,圓曲線半徑R;
計算A點到B點左右邊距,中樁號是按照弧長計算,所對應圓心角弧度;
如果曲線右彎,圓心在右側(cè),右邊曲率圓半徑R-dr、左邊是R+dl,中樁半徑是R,采用余弦定理計算右邊斜距,左邊斜距,在A點對準尺零點,B右邊對準lk,B點對準lk+dr,左邊對準lk+dr+dl,如果尺子回到A點,應將讀數(shù)lk+dr+dl+rk對準零點;
如果圓弧左彎,計算的lk與rk公式對調(diào),可以計算出邊樁坐標,再用相鄰中樁坐標反算距離,對于同一個半徑的圓曲線,
如果弧長相同,寬度不變其斜距相同,但對于緩和曲線不同的樁號其斜距變化,緩和曲線可以從ZH(HZ)點放樣,緩和曲線交角即β角是弧度,參數(shù)方程x=,;
如果是緩和曲線,A點靠近HZ(ZH),由參數(shù)方程可以計算A點中樁坐標與法線方位角,A是緩和曲線參數(shù),A×A=RH×LH,RH為HY(YH)點圓曲線半徑,LH為緩和曲線總長;
如果A點到HZ(ZH)弧長是LA,B點到HZ(ZH)點弧長LB,利用參數(shù)方程計算A、B點中樁坐標XA、YA、XB、YB,利用B點的β角,為了便于計算可以設ZH(HZ)處切線方位角為“0”,如果B到ZH(HZ)弧長是lb,A到ZH(HZ)的弧長為la,則A、B兩點之間弧長l=lb-la,B點,則法線方向β±,計算B點左右邊樁坐標XB±d×cos(β±π/2),YB±d×sin(β±π/2),d是中樁到左右邊樁距離;
“±”的選擇根據(jù)線型,對于順時針角度增加從測量的前進方向順時針為“+”,反時針為“-”,也就是右邊樁為“+”,左邊樁為“-”;再根據(jù)A點計算的中樁坐標采用兩點間距離公式計算A到B左右邊樁距離;可以事先利用坐標計算各相鄰樁號的斜距表,打印各樁號斜距表,再現(xiàn)場放樣邊樁;
如果橫向超高較大可以事先計算橫向的坡面距離;對于高速公路超高與縱坡不是很大可以不考慮坡面斜距離,中樁采用全站儀或RTK放樣,邊樁的放樣不存在量距的累計誤差;為了便于在EXCEL中計算,將緩和曲線參數(shù)方程展開成多項式級數(shù),取前四項再積分;
l是待算點樁號到ZH(HZ)樁號之差(弧長),A是緩和曲線參數(shù);其中x,y是相對于ZH(HZ)為塬點,且到JD(綜合曲線交點)方向為X軸的相對坐標;
如果是匝道上的不完全緩和曲線,曲率半徑從R1變到R2(R1≠R2)的緩和曲線先反算虛ZH(HZ)點坐標與方位角,如果R1>R2,則虛ZH(HZ)在R1前,反之在R2之后。再由虛ZH(HZ)計算緩和曲線中樁與邊樁坐標再反算距離;
如果路面坡度大換算成坡面距離可利用兩點間的高差,通過計算AD距離是平距,AD之間的高差可由上次的水準測量或設計圖高程數(shù)據(jù)計算,利用勾股定理可計算斜長;同樣BD坡面斜距也可由高程差計算。
本發(fā)明的有益效果是:(1)全站儀或RTK都計算出偏距人工逼近法放樣,而鋼尺量距交會法直接交會出邊樁點位,因而測量速度很快,因不存在累計誤差,精度高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種直線段邊樁放樣。
圖2為本發(fā)明的另一種直線段邊樁放樣。
圖3為本發(fā)明的曲線段邊樁的放樣。
具體實施方式
下面通過具體實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明,但是本發(fā)明并不限于實施例。
本發(fā)明的一種路面邊樁放樣方法,放樣方法包括直線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁放樣、曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣;
1)、直線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁放樣;邊樁的放樣采用相鄰中樁鋼尺量距交會定點,事先計算出交會距離再去現(xiàn)場放樣,縱坡大與橫向超高較大根據(jù)坡度計算坡面距離;邊樁的放樣除了對應的中樁距離固定外,相鄰中樁至本邊樁距離需要計算,對于直線段與圓曲線段,只要樁間距等距,相鄰中樁至本邊樁距離也一樣;
2)、曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣;曲線邊樁放樣需要先計算各相鄰中樁至本邊樁的左右距離再放樣;
如圖1所示,路基中樁事先采用全站儀或RTK放樣結(jié)束,如果放樣中樁B的右邊樁,如果路面結(jié)構(gòu)層右幅寬度是dr,中樁間距dl,如果是直線段計算中樁A到中樁B右邊樁D斜距,可采用勾股定理計算為,如果使用30m鋼尺,尺零點在中樁A,右邊拉尺對刻度lr,另一人將尺刻度2×lr對準C中樁(A、B、C樁號間距相等,否則需要計算DC距離),拉緊鋼尺,對準刻度lr釘點(可用水泥釘),然后A點與B點的人員分別到下一個中樁點同樣可釘A點右邊樁,這種方法需要三人,釘完右邊樁再釘左邊樁,為了同時釘左右邊樁一般采用下圖的方法,見附圖2。一人在中樁F點,尺零點對中樁,如果結(jié)構(gòu)層左右都是d,另一人在中樁I,另一人在i右邊k,K點對準刻度lr,中樁I對準lr+dr,還有一人在I左邊,對準尺度lr+2×dr(左右邊樁距中樁距離都是dr),左邊人員需要瞄準中樁I與右邊樁K在一直線上再釘點L。如果不便于瞄準點,且鋼尺夠長也可采用附圖2釘J的邊樁方法,將尺子回到中I,這時尺子刻度2×(lr+dr)與零點同時對準I中樁。這種方法需要4人,能夠同時放樣左邊與右邊樁。為了便于找點,樁位采用系紅帶的釘子做標志。
見附圖3,所述曲線段路面結(jié)構(gòu)層邊樁的放樣的方法為;對于圓曲線計算斜邊長,A、B、C分別是圓曲線的中樁;如果圓曲線各樁號間距是l,左邊距dl,右邊距dr,圓曲線半徑R;
計算A點到B點左右邊距,中樁號是按照弧長計算,所對應圓心角弧度;
如果曲線右彎,圓心在右側(cè),右邊曲率圓半徑R-dr、左邊是R+dl,中樁半徑是R,采用余弦定理計算右邊斜距,左邊斜距,在A點對準尺零點,B右邊對準lk,B點對準lk+dr,左邊對準lk+dr+dl,如果尺子回到A點,應將讀數(shù)lk+dr+dl+rk對準零點;
如果圓弧左彎,計算的lk與rk公式對調(diào)??梢杂嬎愠鲞厴蹲鴺耍儆孟噜徶袠蹲鴺朔此憔嚯x,對于同一個半徑的圓曲線,如果弧長相同,寬度不變其斜距相同,但對于緩和曲線不同的樁號其斜距變化,緩和曲線可以從ZH(HZ)點放樣,緩和曲線交角即β角是弧度,參數(shù)方程x=,,如果附圖3是緩和曲線,A點靠近HZ(ZH),由參數(shù)方程可以計算A點中樁坐標與法線方位角。A是緩和曲線參數(shù),A×A=RH×LH,RH為HY(YH)點圓曲線半徑,LH為緩和曲線總長。如果A點到HZ(ZH)弧長是LA,B點到HZ(ZH)點弧長LB,按照圖3,利用參數(shù)方程計算A、B點中樁坐標XA、YA、XB、YB,利用B點的β角,為了便于計算可以設ZH(HZ)處切線方位角為“0”,如果B到ZH(HZ)弧長是lb,A到ZH(HZ)的弧長為la,則A、B兩點之間弧長l=lb-la,B點,則法線方向β±,計算B點左右邊樁坐標XB±d×cos(β±π/2),YB±d×sin(β±π/2),d是中樁到左右邊樁距離。“±”的選擇根據(jù)線型,對于順時針角度增加從測量的前進方向順時針為“+”,反時針為“-”,也就是右邊樁為“+”,左邊樁為“-”。再根據(jù)A點計算的中樁坐標采用兩點間距離公式計算A到B左右邊樁距離??梢允孪壤米鴺擞嬎愀飨噜彉短柕男本啾?,打印各樁號斜距表,在現(xiàn)場放樣邊樁。
對于緩和曲線的計算較復雜,涉及到定積分計算,現(xiàn)在一般較高級的函數(shù)計算器可以計算,如果沒有定積分功能可以將被積函數(shù)展開成多項式,一般取前四項可以滿足測量的精度要求。如果用excel表格計算較方便。
鋼尺量距交會法放樣的精度受尺子傾斜影響,所以尺子一定要拉緊。需要注意如果縱向的縱坡較大,斜距需要利用縱坡計算坡面的斜距,同樣如果橫向超高較大可以事先計算橫向的坡面距離。對于高速公路超高與縱坡不是很大可以不考慮坡面斜距離,因為中樁采用全站儀或RTK放樣,邊樁的放樣不存在量距的累計誤差。注意加寬漸變段路面結(jié)構(gòu)層寬度的變化。為了便于在EXCEL中計算,將緩和曲線參數(shù)方程展開成多項式級數(shù),取前四項再積分。
l是待算點樁號到ZH(HZ)樁號之差(弧長),A是緩和曲線參數(shù)。其中x,y是相對于ZH(HZ)為塬點,且到JD(綜合曲線交點)方向為X軸的相對坐標。如果是匝道上的不完全緩和曲線,曲率半徑從R1變到R2(R1≠R2)的緩和曲線先反算虛ZH(HZ)點坐標(實際這點不存在)與方位角,如果R1>R2,則虛ZH(HZ)在R1前,反之在R2之后。再由虛ZH(HZ)計算緩和曲線中樁與邊樁坐標再反算距離。如果路面坡度大換算成坡面距離可利用兩點間的高差,如圖1,通過計算AD距離是平距,AD之間的高差可由上次的水準測量或設計圖高程數(shù)據(jù)計算,利用勾股定理可計算斜長。同樣BD坡面斜距也可由高程差計算。
全站儀或RTK都計算出偏距人工逼近法放樣,而鋼尺量距交會法直接交會出邊樁點位,因而測量速度很快。因不存在累計誤差,精度也很高。
以前使用經(jīng)緯儀偏角法與切線支距法放樣中樁,邊樁采用方向架與鋼尺量距法精度低,現(xiàn)在采用全站儀或GPS-RTK可同時放樣中邊樁,但速度慢,為了提高路面及結(jié)構(gòu)層邊樁放樣速度,發(fā)明一種路面邊樁放樣方法,在全站儀或RTK放樣中樁后可以高效、快速的完成路面結(jié)構(gòu)層及面層的邊樁放樣,所用的工具是一把30~50m的鋼卷尺。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。