高速公路勘测与毕业设计

毕业设计 (论文 )题 目 高速公路外业测量技术设计(勘测)学 院 测绘科学与技术学院 专 业 地理信息系统 班 级 地信 0802 学 生 李秦英 学 号 0810030212 指导教师 杨永崇 二一二 年 三 月 三十 日高速公路外业测量技术设计(勘测)摘要：随着人们的生活生平的提高，汽车已成为人们外出最主要也是最方便的交通工具，而高速公路是现代汽车的主要载体之一，因此高速公路的建设质量越来越受到人们的重视。而公路勘测时的工程测量直接影响着公路的质量。本课题就是站在测量角度来研究高速公路勘测中的技术和方法。这里我们重点讨论工程测量技术和现代信息技术在高速公路勘测中的应用,以高速公路外业测量的基本过程为步骤进行探讨，即按初步测量和初步设计、技术设计、定测和施工图设计等步骤进行，而技术设计只在特殊的高速公路路段及其构造物中才可能使用。高速公路勘测的平面控制网和高程控制网的建设过程及其加密方法是本课题的核心内容，因为这里所建的控制网将贯穿于高速公路建设的全过程。不仅探讨了常规的测量方法和技术，还分析了一些近年来常用的新技术，如遥感地形测量和 GPS-RTK 控制测量等。关键词：高速公路 地形测量 外业勘测 控制测量 控制网加密 技术设计 GPS-RTKHighway field measurement technology design (survey)Abstract：With the improvement of peoples living life, car has become the main and most convenient way of transport when people go out, while the highway is the main carrier of modern automobile, therefore in the construction of highways quality more and more attention by people. And when the engineering survey of highway directly influences the quality of the highway. This subject is standing on the measurement point of view to study the techniques and methods in highway surveying. Here we mainly discussed the engineering survey technology and modern information technology on the highway survey, the application to the highway field measurement of the basic process of steps are discussed, that is, according to preliminary measurement and preliminary design, technology design, the construction drawing design set and steps, and technical design only on special highway slope sections and just may be used.To set up the horizontal control network and the vertical control network and Encryption method of Highway survey is The core content of this topic, because the network have been built will throughout the whole process of the highway construction, not only discusses the conventional measuring method and technology, but analyzed and some commonly used new technology in recent years, such as remote sensing terrain measurement and GPS-RTK control measurement and so on.Keywords: highway Topographic survey control survey Field survey Control nets encryption Technology design第 1 页目录1.绪论 .11.1 课题的研究意义 .11.2 国内外研究现状 .21.3 课题研究方法及理论依据 .31.3.1 研究方法 .31.3.2理论依据 .41.4 课题研究的主要内容 .52.高速公路线路初测和初步设计 .62.1 初测目的、任务及准备工作 .62.1.1 初测的目的及任务 .62.1.2 初测的准备工作 .62.2 线路初测 .72.2.1 选点插旗 .72.2.2 平面控制测量 .82.2.3高程控制测量 .113.2.4 GPS-RTK在高速公路控制测量中的应用 .143.2.5 带状地形测量 .173.高速公路线路定测和施工图设计 .193.1 定测目的、任务及内容 .193.1.1 定测的目的及任务 .193.1.2 定测的内容 .193.2 线路定测 .193.2.1 中线测量 .193.2.1中桩测量 .223.2.3水准测量 .243.2.4 纵横断面图的测绘 .25第 2 页3.2.4.1 纵断面图的测绘 .263.2.4.2 横断面图的测绘 .284.结论 .31致谢 .32参考文献 .33第 1 页1.绪论1.1 课题的研究意义高速公路，西方的一些国家称为快速公路。一般是指两条车道以上、双向分隔行驶、完全控制出入口、全部采用两旁封闭和立体交叉桥梁与匝道，时速较高的干道公路。高速公路的特点是交通量大、速度较高；运输经济效益和社会效益较巨大。全世界第一条高速公路是德国科隆市市长康瑞德海迪那于 1932 年发明的。今天高速公路的速度和便利已经走进寻常百姓的生活，正在迅速地改变着人们的时空观念和生活方式。近年来随着我国的现代化建设加快，人们的生活水平得到快速的提高，中国的汽车制造正在飞速猛进，2009 年我国的汽车年产量已超过日本位居世界第一，而且还在快速提高。但是由于公路建设严重滞后，道路拥挤已经成为我国城市的固有特点之一，交通的不便严重的滞碍了我国的经济的发展。二十一世纪我国的高速公路建设进入了一个高速发展的新时期，国家正在大力推进高速公路建设。高速公路建设起着承上启下的作用它不仅是公路建设的继续发展而且还引发了高速铁路建设的高潮。近年来高速公路交通事故发生频率居高不下，高速公路建设的质量问题已经成为人们关注的焦点，它直接影响其通行能力和人民生命财产的安全，影响社会和经济的发展。因此现代社会对高速公路的工程测量精度提出了更高的要求，高速公路测量工作是其勘探、施工和运营阶段的首要工作，如何合理、精确地计算放样数据是保证高速公路测设质量的关键。在高速公路工程建设中，对于公路、桥梁和隧道，从勘测设计、施工到竣工都离不开测量工作，它贯穿于整个公路建设过程中。当新建一条公路，在勘探过程中要根据测量所取得的资料，如地形图、地质图等，进行选线，来确定一条最经济最合理的路线；路线确定后，要进行路线的详细测设，在这个阶段的测量工作有中线测量、路线纵横断面测量、桥涵水文测量和地形测量等，其基本任务是把路线位置标定在地面上，并且搜集设计路基、第 2 页路面、桥涵和其它构造物等的材料，以便提供施工图纸;施工前应进行施工放样测量；施工过程中要经常通过测量来检查工程质量；工程竣工过程后，还要通过测量来检验竣工情况并编绘竣工图纸，以满足公路工程的使用、管理、维修和改建的需要。因此测量工作在高速公路建设中具有举足轻重的地位。高速公路勘测其实质就是为线路设计收集一切必要的地形资料，以便让设计者设计出最合理的建设方案，使得高速公路的建设更加节省时间，节省资金,建设的公路更加安全，更加耐用。1.2 国内外研究现状高速公路最早建于20世纪30年代的德国，二战后美国、日本大力发展高速公路，将高速公路建设推向高潮，到90年代美国兴建了许多纵横北美大陆的洲际高速公路，美国的高速公路里程占了世界高速公路里程的一半。而日本兴建了许多环绕日本列岛的高速公路，使其高速公路里程达到8000多公里。而我国的高速公路建设起步比较晚，但是进展迅速，进入21世纪以来,随着全球经济的迅速发展,尤其是城市化的发展，交通建设已成为影响我国经济发展的重要因素。高速公路的发展为经济发展带来新的活力，它极大地促进了我国大中城市体系和小城市体系的发展，它使各大城市之间的联系更加紧密，区域化经济得到迅速发展。高速公路的建设不仅推动沿线两侧经济的快速发展，而且促进了沿线两侧的城镇迅速崛起，为城镇体系持续发展提供了新的活力，显示了高速公路强大的生命力。目前发达国家的高速公路建设已接近尾声，而发展中国家的高速公路正在快速建设中。现在在高速公路勘测中的许多测量任务都可以使用 GPS-RTK 技术完成，如平面控制测量(导线测量)、高程控制测量(水准测量和三角测量等)、带状地形图测绘等。使用上述技术来进行测量布设速度快、精度高、成图周期短等特点使其已成为各测量单位的首选手段之一，数字化成图技术以及摄影测量技术的快速发展，使得公路线路的勘测更加省时、省力，特别是数字地面模型和数字高程模型的出现为路线勘测设计提供了形象逼真的地面立体模型，为设计人员进一步设计提供了良好的设计平台。由于世界各国的勘测技术手段和地理环境的差异，各国的高速公路测量所采用的方法和技术都相差甚远。在国外，广大发展中国家还是采用比较传统的方法进行公路工程测量，但是近年来随第 3 页着科技的发展和技术的引进，发展中国家在这一领域已经取得了较大的进步。而在一些科技比较发达和自然条件比较好的的国家已采用比较先进的方法如红外线技术、激光技术、卫星定位技术等，近年来随着“3S”技术的投入使用，使得高速公路的勘测变得更加方便。美国、德国、日本等西方国家在这方面处于领先地位。国内研究现状：在我国由于信息产业和各种测量精密仪器的发展还比较落后，而且地形复杂多样，山地、丘陵、沙漠面积广大，高大山岭纵横交错，这给高速公路建设带来了很多不便。因此我国公路测量基本上采用现代信息技术和传统测量技术相结合的方法，条件比较好的地方可全部采用 GPS 测量、摄影测量和遥感等。但是在我国这些技术还不能完全取代传统的勘测技术，我国的地理环境决定了将 GPS、遥感、摄影测量等和传统的测量技术结合起来是我国高速公路勘测的最佳选择。随着高速公路的进一步发展，对道路勘测提出了更高的测量要求。用常规的测量方法，要消耗较多的时间和费用，而采用 GPS 测量，则布网简便灵活，定位精度高。不仅可用于道路工程中的控制测量和地形，而且还可以用于地形数据的采集和道路施工测量和竣工测量。随着中国信息技术和精密仪器快速的发展，以及航空航天进一步发展，我国的工程测量技术得到了迅速提高。全站仪、电子测量仪器等现代测量仪器在公路勘测中扮演着主要角色，而且随着航测遥感技术的普及应用及数据库技术和网络技术的发展，我国公路工程勘测设计正以一种新的模式和方法在高速的运转，人们已不再满足将勘测设计工作分散开来，内业和外业的一体化和信息化已经成为现代测量基本模式。资料获取、数据采集、数据处理、道路优化设计直至成果输出等公路勘测设计全过程都实现自动化，实现勘测与设计的真正信息共享，计算机参与高速公路勘测设计的全过程，这就是所谓的勘测设计一体化。其总体结构如图 1.1 所示。1.3 课题研究方法及理论依据1.3.1 研究方法本课题主要是通过研究前人对这方面研究的资料，进行系统的学习，然后利用自己以前学到的工程测量、摄影测量、GPS、大地测量学、数字测土原理与应用、地形学分析等一些基本知识，与与公路勘测等结合起来来进行高速公路的勘测设计。但由于本课题是高第 4 页速公路外业测量技术设计，即本课题是以研究高速公路勘测中的工程测量技术。因此主要来研究、分析与总结需要用到的测量技术及其要求。勘测外业勘测内业勘测设计图 1.1 高速公路勘测设计一体化的总体结构1.3.2 理论依据本课题是基于工程测量技术来对高速公路勘测技术设计来进行探讨，而课题研究又是遥感信息图像处理机载 GPS航空摄影航空摄影 高速公路勘测自动化成套技术经济调查GPS 地面控制野外控制高速公路勘测数据处理线型设计 高速公路工程勘测设计数据库桥梁、隧道、路基、路面等设计施工组织设计、概预算 工程经济分析成果文件库成果文件输出第 5 页基于前人的研究成果进一步系统而全面的进行分析，以得出合理的结论。由于高速公路是高技术工程，我国的高速公路起步晚，勘测技术落后，许多技术都是从国外引进，而且我国的地形复杂，国外发达国家的技术并不是很适合于我国如此复杂的地形。因此在我国高速公路勘测中的测量工作应分三阶段进行，包