王 月 杜素云

全站儀在斜拉橋面線形檢測(cè)中應(yīng)用

王 月 杜素云

通過探討運(yùn)用全站儀進(jìn)行斜拉橋面線形檢測(cè)時(shí)的距離中誤差、角度中誤差及相對(duì)中誤差,提出了新的橋面線形檢測(cè)技術(shù)要求及控制標(biāo)準(zhǔn),從而極大地提高了檢測(cè)精度。

全站儀,橋面線形檢測(cè),測(cè)量誤差

0 引言

隨著公路建造水平提高,特長(zhǎng)、特大曲線橋梁不斷出現(xiàn)。橋梁平面線形控制的目的是通過檢測(cè)手段,檢測(cè)橋梁實(shí)際線形的差異,從而評(píng)價(jià)工程施工的質(zhì)量。進(jìn)行橋梁平面線形檢測(cè)是橋梁驗(yàn)收和質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。公路實(shí)際線形與設(shè)計(jì)理論線形的差異,還能夠反映橋梁施工中的一些深層次的問題。

1 應(yīng)用全站儀進(jìn)行檢測(cè)的方法的研究

1.1 工作原理

岸邊設(shè)置一個(gè)觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),然后對(duì)橋梁軸線上各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。得出每個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程,即可以得出實(shí)際中樁點(diǎn)坐標(biāo)。然后根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的坐標(biāo)計(jì)算出中軸線偏位的大小和方向。

1.2 精度要求

橋梁線形檢查測(cè)量方案的設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)從線形控制的必要精度出發(fā),制定出科學(xué)、可行的方案。

大型橋梁平面線形控制精度是在橋梁坐標(biāo)系下,檢測(cè)點(diǎn)位置誤差,相對(duì)于最近控制點(diǎn)不超過±0.1m～±0.2m。因此實(shí)際中樁點(diǎn)的位置測(cè)定誤差應(yīng)當(dāng)不超過 10 mm～20mm,此精度能夠反映 20mm以上的中線點(diǎn)偏差。

1.3 橋梁控制網(wǎng)檢查

用于橋梁中線偏位檢測(cè)的控制點(diǎn),防止點(diǎn)位用錯(cuò),發(fā)生過移動(dòng)等,應(yīng)進(jìn)行檢查。檢查時(shí)需找至少三個(gè)通視控制點(diǎn),檢測(cè)兩個(gè)元素,其偏差在允許的范圍以內(nèi)。兩個(gè)元素可為兩條邊長(zhǎng),兩個(gè)角度,或一個(gè)邊一個(gè)角度。注意以下要求：

1)進(jìn)行邊長(zhǎng)或角度檢測(cè)時(shí),觀測(cè)精度應(yīng)高于原控制網(wǎng)觀測(cè)精度一個(gè)等級(jí);

2)檢測(cè)所使用的儀器應(yīng)進(jìn)行檢校。

1.4 橋梁中線偏位檢測(cè)的技術(shù)要求

全站儀進(jìn)行橋梁中線檢測(cè)最常用的是極坐標(biāo)法。能充分利用全站儀特點(diǎn),可以與用三角高程進(jìn)行橋梁縱面線形檢測(cè)相結(jié)合。

1)引測(cè)近橋控制點(diǎn)。由于橋梁施工網(wǎng)控制點(diǎn)可能距橋頭較遠(yuǎn),可事先用高精度方法在兩端橋頭建立臨時(shí)控制點(diǎn)?？捎眠吔遣寰W(wǎng)或插點(diǎn)法,近橋控制點(diǎn)要求高于橋面,為便于測(cè)量,儀器離橋頭盡可能近。

2)極坐標(biāo)能測(cè)定實(shí)際樁點(diǎn)坐標(biāo)的允許距離。根據(jù)幾何關(guān)系有：

如果取測(cè)邊中誤差mL=±(2mm+2 ppm×L),橋梁檢測(cè)時(shí)的各種工況在同一橋點(diǎn)設(shè)站觀測(cè)(儀器只安置一次),不同的檢測(cè)工況下的檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)變化均是相對(duì)于橋點(diǎn)位置,不考慮橋點(diǎn)點(diǎn)位誤差的不同測(cè)角誤差所對(duì)應(yīng)的最大允許距離見表 1。

表1 全站儀極坐標(biāo)法中樁點(diǎn)中誤差(一)

若橋梁檢測(cè)時(shí)的各種工況在同一橋點(diǎn)設(shè)站觀測(cè)(不同檢測(cè)時(shí)段儀器分次安置),不同的檢測(cè)工況下的檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)變化均是相對(duì)于橋點(diǎn)位置,考慮儀器的每次對(duì)中誤差為 2mm,不考慮橋點(diǎn)點(diǎn)位誤差的不同測(cè)角誤差所對(duì)應(yīng)的最大允許距離見表 2。

表2 全站儀極坐標(biāo)法中樁點(diǎn)中誤差(二)

若考慮橋點(diǎn)點(diǎn)位中誤差 m0=±0.01 m,不同測(cè)角中誤差mβ=mα?xí)r所對(duì)應(yīng)的最大允許距離見表 3。

表3 全站儀極坐標(biāo)法中樁點(diǎn)中誤差(三)

在選用全站儀時(shí),應(yīng)考慮測(cè)距精度與測(cè)角精度的匹配問題,主要按下式的原則考慮測(cè)距精度與測(cè)角精度的匹配：

若選用 2mm+2 ppm測(cè)距精度的全站儀,測(cè)距按 500 m考慮,匹配的測(cè)角精度 mα=1.23″,因此與之匹配的測(cè)角精度以不低于 2″為宜 。

根據(jù)上述分析,當(dāng)測(cè)距精度一定時(shí),影響檢測(cè)點(diǎn)位精度的主要因素是測(cè)角精度,并隨測(cè)量距離的增長(zhǎng),誤差增加速度明顯加快。如要使橋梁中線點(diǎn)檢測(cè)坐標(biāo)誤差不超過 20mm,最好選用測(cè)距精度為 2mm+2 ppm,測(cè)角精度為 2″的全站儀,則最大允許距離應(yīng)當(dāng)不超過 300m～500m為宜。

2 結(jié)語

通過全站儀對(duì)斜拉橋面線形檢測(cè)中距離中誤差、角度中誤差及相對(duì)中誤差的分析和處理方法提出了新的橋面線形檢測(cè)的技術(shù)要求及控制標(biāo)準(zhǔn),極大地提高了精度?？梢詫?duì)橋梁的結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)狀況做出正確的評(píng)估,為橋梁的維修與改造提供科學(xué)依據(jù)。通過綜合論述目前橋梁檢測(cè)主要方法,內(nèi)容及數(shù)據(jù)的處理方法,為橋梁工程師及檢測(cè)工程師提供信息。

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[5]GB/T 15314-94,精密工程測(cè)量規(guī)范[S].

On application of total station in linear checking on sur face of cable bridge

W ANG Yue DU Su-yun

By exp loration,the paper app lies the total station on the errors in distance and the angles and the relativemean errors,and points out the new requirement for the bridge surface checking technique and the controlling standards,so as to imp rove the testing accuracymaximally.

total station,linear check of bridge surface,measurementerrors

U 442

A

1009-6825(2011)03-0200-02

2010-09-28

王 月(1982-),女,碩士,助教,浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程分院,浙江 紹興 312000

杜素云(1971-),女,碩士,高級(jí)工程師,浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程分院,浙江紹興 312000