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        空間的點(diǎn)與線間距離的測(cè)定

        2014-07-01 22:08:08王彤
        經(jīng)緯天地 2014年3期
        關(guān)鍵詞:測(cè)量施工設(shè)計(jì)

        □王彤

        (山西省測(cè)繪工程院,山西太原030002)

        空間的點(diǎn)與線間距離的測(cè)定

        □王彤

        (山西省測(cè)繪工程院,山西太原030002)

        應(yīng)用三角形原理測(cè)定空間點(diǎn)至空中線(高壓線)垂直距離以及設(shè)計(jì)道路與高壓線相交時(shí),高壓線與道路設(shè)計(jì)中心地面的垂直距離來(lái)解決城市建設(shè)中建筑物(構(gòu)筑物)的施工定位,道路的豎向設(shè)計(jì)是否符合城市的規(guī)劃設(shè)計(jì),是否滿足國(guó)家電力管理部門的要求等問題。

        建筑物;高壓線;距離測(cè)量

        在城市建設(shè)中,國(guó)家電力和城市規(guī)劃管理部門對(duì)已設(shè)計(jì)的建(構(gòu))筑物、道路等與高壓線路間有著最短距離要求?!峨娮釉O(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》規(guī)定,各級(jí)電壓導(dǎo)線邊線在計(jì)算導(dǎo)線最大風(fēng)偏情況下,距建筑物的水平安全距離如下:1千伏以下為1.0米,1千伏至10千伏為1.5米,35千伏為3.0米,66千伏至110千伏為4.0米,154千伏至220千伏為5.0米,330千伏為6.0米,500千伏為8.5米。電力施工單位在搭建高壓電架的時(shí)候,按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中根據(jù)電力和規(guī)劃部門的最短距離要求處理建筑物、城市道路與高壓線的通過關(guān)系。但由于城市的發(fā)展高層建筑日趨增多,道路建設(shè)的不斷更新,過去布設(shè)的高壓線路與新建高層建筑以及道路發(fā)生干擾,因此,國(guó)家規(guī)劃部門在審批高層建筑和城市建設(shè)道路項(xiàng)目時(shí),要與國(guó)家電力管理部門密切配合進(jìn)行安全施工,要求測(cè)定設(shè)計(jì)建(構(gòu))筑物或道路與高壓線之間的關(guān)系,以保證設(shè)計(jì)的合理性以及施工的順利進(jìn)行。

        測(cè)定建筑物某一點(diǎn)或道路中心點(diǎn)到高壓線路的垂直距離的方法有很多,在一定條件下,利用全站儀,應(yīng)用數(shù)學(xué)三角形來(lái)計(jì)算出空間點(diǎn)與高壓線的垂直距離。

        1.測(cè)定原理和方法

        如圖1所示建筑物的設(shè)計(jì)樓頂角p'點(diǎn),由于實(shí)地沒有實(shí)際位置,僅是一個(gè)空間點(diǎn)。1'q'2'為一條實(shí)際存在的高壓線,是一條懸在空間的一條曲線。p'q'為樓角點(diǎn)至高壓線的直線距離,也就是設(shè)計(jì)要求的建筑物(構(gòu)筑物)與高壓線間的最短距離。

        圖1 建筑物與高壓線關(guān)系圖

        將線桿、樓角點(diǎn)、高壓線投影在水平地面上,p'q'在地面的水平投影就是pq,高壓線1'q'2'的水平投影就是12,q是空間點(diǎn)q'的投影。p為樓頂點(diǎn)p'的投影,首先將儀器架設(shè)在建筑物附近的已知點(diǎn)上,精確測(cè)定電桿1、2的坐標(biāo),然后測(cè)定建筑物放樣點(diǎn)p的坐標(biāo),此時(shí)可以根據(jù)直角三角形的計(jì)算公式解出p點(diǎn)到電桿12的水平距離pq以及垂點(diǎn)q的坐標(biāo),計(jì)算過程為:

        1.1 根據(jù)點(diǎn)p、1、2的坐標(biāo)算出方位角αp1,αpq,α12以及距離SP1

        1.2 計(jì)算直角三角形1pq,其中角P=αp1-αpq,距離pq=αp1×CosP,由此計(jì)算出q點(diǎn)的坐標(biāo)。

        1.3 利用q點(diǎn)的點(diǎn)位,通過全站儀找出高壓線上的空間垂足點(diǎn)q,測(cè)量其垂直角δ,這樣就可以求出空間q'點(diǎn)的三角高程Hq',于是q'與樓頂角p'的高差Δh=Hq'-Hp'。式中Hp'為建筑物的設(shè)計(jì)高程,是已知數(shù),則p'q'的距離D為:

        具體的測(cè)量方法如下:

        1)用全站儀將電桿,建筑物實(shí)地放樣后的樓角點(diǎn)及已知的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)計(jì)算出他們的平面坐標(biāo)值(X1,Y1)、(X2,Y2)、(XP,YP),然后計(jì)算出q點(diǎn)坐標(biāo)(Xq,Yq)和距離pq、角1pq。

        2)利用全站儀實(shí)地放樣q點(diǎn)后,架設(shè)儀器p點(diǎn),整平對(duì)中后并量出儀器高,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)高壓線,采用正倒鏡觀測(cè)方法測(cè)出所對(duì)應(yīng)的位置的垂直角,計(jì)算空間點(diǎn)q'的高程,然后計(jì)算出空間點(diǎn)q'和p'的高差Δh。

        3)由計(jì)算樓頂角p'至空間高壓線的之間距離D,若D大于規(guī)定的最小安全距離由規(guī)劃電力部門同意進(jìn)行施工;若D小于規(guī)定的最小安全距離時(shí)建設(shè)單位不能進(jìn)行施工或進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

        圖2 道路與高壓線的關(guān)系圖

        2.道路與高壓線相交時(shí),距離測(cè)定的方法

        如圖2示:1'q'2'為與設(shè)計(jì)道路相交的高壓線,mn為道路的設(shè)計(jì)道路中心,q'為高壓線上與設(shè)計(jì)線路的最短垂距的點(diǎn)。q是q'在設(shè)計(jì)路面上的投影,由于道路處于設(shè)計(jì)階段q點(diǎn)也是一個(gè)空間點(diǎn),其測(cè)量方法及步驟如下:

        2.1 利用全站儀將兩側(cè)電桿和已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),計(jì)算1(X1,Y1),2(X2,Y2)。

        2.2 實(shí)地放樣出高壓線上的q'在設(shè)計(jì)道路上的實(shí)地位置q,并做好標(biāo)記。

        2.3 在道路中心線設(shè)任意一點(diǎn)m點(diǎn)設(shè)站,整平對(duì)中后并量出儀器高,后視q點(diǎn),同時(shí)測(cè)取mq的水平距離,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)高壓線,采用正倒鏡觀測(cè)方法測(cè)出所對(duì)應(yīng)的位置的垂直角,計(jì)算出空間點(diǎn)q'與m點(diǎn)的高差hmq'。

        2.4 用水準(zhǔn)儀將m點(diǎn)與設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),計(jì)算出m的絕對(duì)高程Hm。q'的絕對(duì)高程Hq'=Hm+hmq',最后根據(jù)設(shè)計(jì)的路面高層Hq計(jì)算出設(shè)計(jì)道路與高壓線空間交點(diǎn)距離D=Hq'-Hq.若D大于規(guī)定的最小安全距離由規(guī)劃電力部門同意進(jìn)行施工;若D小于規(guī)定的最小安全距離則建設(shè)單位不能進(jìn)行施工及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位進(jìn)行道路豎向設(shè)計(jì)變更。

        3.誤差分析

        3.2 通過建筑物某點(diǎn)至高壓線垂直距離的誤差分析可以知道,現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備平面坐標(biāo)的測(cè)量精度可以保證,設(shè)計(jì)道路與高壓線間垂直距離的精度主要取決于垂足的高程測(cè)量精度。

        3.3 提高高程測(cè)量精度

        a)用鋼尺量取儀器高和棱鏡高的誤差固定值距離越短影響越大,量取精度控制在精度為±2~3mm之內(nèi)。工作中量取儀器高和棱鏡高時(shí)至少量取2次,取平均值作為最終值。

        b)儀器垂直角越大儀器產(chǎn)生的誤差越大,因此垂直角觀測(cè)要按照指標(biāo)要求嚴(yán)格進(jìn)行作業(yè),在條件容許的情況下選取適當(dāng)?shù)奈恢脺p小垂直角的誤差影像。三角高程測(cè)量技術(shù)指標(biāo)要求見下表:

        全站三角高程測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)

        4.結(jié)論

        本文結(jié)合工作實(shí)際詳細(xì)地論述了城市建設(shè)中建筑物(構(gòu)筑物)和道路的設(shè)計(jì)、施工定位的原理和測(cè)定方法,并對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析,最后提出了提高測(cè)定精度的意見,供施工作業(yè)人員參考使用。

        【1】李青岳.《工程測(cè)量學(xué)》[M].北京:測(cè)繪出版社,1984.

        【2】江寶波,黃德芳.《工程測(cè)量學(xué)》[M].地質(zhì)出版社1990(10).

        【3】于來(lái)發(fā)法等.《實(shí)時(shí)經(jīng)緯儀工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)》[M].北京:測(cè)繪出版社,1996.

        【4】張正祿.《工程測(cè)量學(xué)》.武漢:武漢大學(xué)出版社,2002.

        【5】覃輝等.《土木工程測(cè)量》[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2004.

        王彤(1969年——),男,2009年畢業(yè)于太原理工大學(xué),山西省測(cè)繪工程院,工程師。

        P258

        B

        2095-7319(2014)03-0053-04

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