濟(jì)南奧體中心體育場(chǎng)跑道第三方復(fù)測(cè)

朱君，張興國(guó)，李海偉，武豐雷

(濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

濟(jì)南奧體中心體育場(chǎng)跑道第三方復(fù)測(cè)

朱君?，張興國(guó)，李海偉，武豐雷

(濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

濟(jì)南奧體中心作為第十一屆全運(yùn)會(huì)的比賽場(chǎng)地，對(duì)跑道各項(xiàng)指標(biāo)精度要求較高，本文介紹了濟(jì)南奧體中心體育場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)、跑道坡度測(cè)量、100 m、110 m、400 m跑道長(zhǎng)度的具體測(cè)量方法。

基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)；坡度測(cè)量；跑道長(zhǎng)度測(cè)量

1 概 述

濟(jì)南奧體中心位于濟(jì)南市經(jīng)十路以南、旅游路以北、燕山立交橋以東，是剛閉幕的中華人民共和國(guó)第十一屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)主會(huì)場(chǎng)，由體育場(chǎng)、體育館、游泳館、網(wǎng)球館等場(chǎng)館和其他配套設(shè)施組成。受業(yè)主委托，我院為體育場(chǎng)進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)定位，并作為第三方負(fù)責(zé)對(duì)體育場(chǎng)跑道進(jìn)行復(fù)測(cè)。其目的是為了嚴(yán)格控制質(zhì)量，使最終跑道各項(xiàng)精度指標(biāo)達(dá)到國(guó)際田聯(lián)規(guī)定的正式比賽場(chǎng)地跑道的精度要求。如果復(fù)測(cè)合格，出具正式的檢測(cè)報(bào)告，作為國(guó)際田聯(lián)驗(yàn)收前的備案資料；如果復(fù)測(cè)超限，復(fù)測(cè)結(jié)果用以指導(dǎo)體育場(chǎng)跑道的下一步施工，直至跑道精度滿(mǎn)足規(guī)范要求為止。其中體育場(chǎng)測(cè)量主要內(nèi)容有基準(zhǔn)點(diǎn)精確定位、跑道坡度測(cè)量、100 m(110 m)跑道長(zhǎng)度測(cè)量、400 m跑道長(zhǎng)度測(cè)量。

2 體育場(chǎng)基本情況及測(cè)量精度要求

濟(jì)南奧體中心體育場(chǎng)按標(biāo)準(zhǔn)半圓式田徑場(chǎng)跑道設(shè)計(jì)，全長(zhǎng)為400 m，由兩個(gè)直道和兩個(gè)彎道組成。內(nèi)突沿設(shè)計(jì)半徑為36.50 m，一分道計(jì)算半徑為36.80 m，一分道一個(gè)彎道計(jì)算線長(zhǎng)為115.61 m，兩個(gè)彎道計(jì)算線長(zhǎng)231.22 m。一個(gè)直段為 84.39 m，兩個(gè)直段長(zhǎng)為168.78 m，一分道一圈計(jì)算線長(zhǎng)度為 400 m。各項(xiàng)測(cè)量精度要求為:

(1)基準(zhǔn)點(diǎn)精度要求:要求O－O1、O－O2的間距為42.195 m，O1－O2間距為84.39 m(允許誤差均為0～＋0.005 m)；保證O、O1、O2三點(diǎn)在一條直線上(允許O點(diǎn)夾角與180°之差＜±10″)，如圖1所示。

(2)坡度要求:塑膠跑道的橫向坡度不大于1∶100，縱向坡度不大于1∶1 000。

(3)100 m、110 m跑道劃線后檢測(cè)精度要求:允許誤差0 m～0.01 m，400 m跑道劃線后的檢測(cè)精度要求:允許0 m～0.04 m。

圖1 體育場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)定位示意圖

3 基準(zhǔn)點(diǎn)定位

由設(shè)計(jì)院提供體育場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)為:O點(diǎn)(48 628.030，59 047.950)，O1 點(diǎn) (48 670.225，59 047.950)，O2點(diǎn)(48 585.835，59 047.950)。由于體育場(chǎng)上空鋼罩的關(guān)系，無(wú)法在場(chǎng)內(nèi)直接利用 JNCORS系統(tǒng)采用RTK技術(shù)進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)放樣。在南北看臺(tái)上分別利用GPS采用放樣的方式實(shí)地測(cè)定兩控制點(diǎn)TA、TB，使兩點(diǎn)東坐標(biāo)與基準(zhǔn)點(diǎn)東坐標(biāo)一致，兩點(diǎn)坐標(biāo) 分 別 為 TA(48 491.794，59 047.950)，TB (48 767.450，59 047.950)，使TA、TB和O1、O、O2在一條直線上。上述這些點(diǎn)位相對(duì)關(guān)系見(jiàn)圖1。

根據(jù)TA、TB坐標(biāo)和基準(zhǔn)點(diǎn)理論坐標(biāo)，解算TA到3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的理論距離分別為:TA～O1＝178.431 m，TA～O＝136.236 m，TA～O2＝94.041 m。在TA點(diǎn)上架設(shè)徠卡TCA2003型全站儀，以TA、TB方向?yàn)橐暅?zhǔn)軸方向，按照上述解算距離實(shí)地標(biāo)定O、O1、O2三點(diǎn)。

以O(shè)1～O2方向?yàn)榛鶞?zhǔn)方向，在O2上架設(shè)全站儀對(duì)O1O2距離進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)所測(cè)距離對(duì)O1在基準(zhǔn)方向上進(jìn)行調(diào)整，使兩點(diǎn)距離在 84.39 m～84.395 m之間。然后在兩點(diǎn)間采用穿直線的方法對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。最后對(duì)OO1、OO2、O1O2各段距離采用往返測(cè)量的方式進(jìn)行距離測(cè)量，往測(cè)和返測(cè)均采用正、倒鏡方法各觀測(cè)4次取平均值并加入溫度、氣壓、加常數(shù)、乘常數(shù)改正。在O點(diǎn)設(shè)站驗(yàn)證三點(diǎn)直線性，采用盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)水平角兩測(cè)回。

上述3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)是一切體育場(chǎng)內(nèi)后續(xù)施工的控制點(diǎn)，也是跑道第三方復(fù)測(cè)的控制點(diǎn)。

4 塑膠跑道坡度測(cè)量

首先以體育場(chǎng)外II等水準(zhǔn)點(diǎn)AT16為基點(diǎn)，用天寶DINI12電子水準(zhǔn)儀按照相對(duì)II等精度將高程引至場(chǎng)內(nèi)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。

自塑膠跑道曲直分界線開(kāi)始，直道每 10.55 m標(biāo)一組點(diǎn)，彎道以O(shè)1、O2點(diǎn)為圓心每12°標(biāo)一組點(diǎn)，每組點(diǎn)包括橫向半徑 36.5 m處、41.5 m、47.48 m處(即跑道內(nèi)、中、外側(cè))各測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，共測(cè)量154個(gè)坐標(biāo)高程點(diǎn)(見(jiàn)圖2)。坡度檢測(cè)點(diǎn)用全站儀采用放樣的方法進(jìn)行標(biāo)定，并采集各點(diǎn)坐標(biāo)和高程，使各點(diǎn)平面點(diǎn)位中誤差在±2 cm內(nèi)。用天寶DINI12電子水準(zhǔn)儀以3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為起算高程，采用四等水準(zhǔn)精度要求對(duì)各點(diǎn)高程進(jìn)行測(cè)量。

圖2 體育場(chǎng)跑道坡度檢測(cè)點(diǎn)分布圖

以水準(zhǔn)儀測(cè)量高程計(jì)算相鄰兩點(diǎn)之間高差，根據(jù)高差和距離計(jì)算跑道橫向和縱向坡度。

5 100 m、110 m跑道長(zhǎng)度測(cè)量

田徑場(chǎng)跑道標(biāo)志線距離尺寸偏差△L，對(duì)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)影響為△t＝△L/v，(v為運(yùn)動(dòng)員的速度)。《國(guó)際田聯(lián)田徑設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》和國(guó)標(biāo)GB/T14833－1993《塑膠跑道》對(duì)跑道標(biāo)志線距離尺寸偏差△L的要求為0≤△L≤L/10 000(L為以 m為單位的跑道長(zhǎng)度)，即400 m標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度其最大允許誤差為＋40 mm，也就是說(shuō)其測(cè)量結(jié)果應(yīng)在400 m(400 m＋40 mm)范圍內(nèi)。

由于現(xiàn)場(chǎng)塑膠跑道已經(jīng)鋪裝完畢，甲方不允許在塑膠跑道上架設(shè)全站儀和覘標(biāo)，只能利用已有的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。首先對(duì)O1O2距離進(jìn)行往返實(shí)測(cè)，然后在O1設(shè)站，分別在100 m、110 m北頭的起點(diǎn)和南頭的終點(diǎn)倒置小棱鏡，測(cè)量時(shí)對(duì)起點(diǎn)和終點(diǎn)的夾角采用盤(pán)左、盤(pán)右的方式觀測(cè)2個(gè)測(cè)回，并同時(shí)觀測(cè)距離，距離值加入溫度、氣壓、加常數(shù)、乘常數(shù)改正，根據(jù)以上觀測(cè)的夾角和兩個(gè)距離直接利用余弦定理計(jì)算出跑道的長(zhǎng)度。然后在O2點(diǎn)設(shè)站，采用同樣的方法再次計(jì)算跑道長(zhǎng)度，兩次計(jì)算結(jié)果差值不大于±5 mm，取兩次計(jì)算結(jié)果平均值作為100 m、110 m跑道長(zhǎng)度。

6 400 m跑道長(zhǎng)度測(cè)量

在O1和O2兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上分別架設(shè)全站儀，分別以O(shè)2和O1為后視方向，采用撥直角的方法分別確定跑道2個(gè)直道的4個(gè)端點(diǎn)，跑道直道部分的長(zhǎng)度即為兩基準(zhǔn)點(diǎn)之間的實(shí)測(cè)距離(見(jiàn)圖3)。而跑道兩個(gè)弧線長(zhǎng)度由于施工畫(huà)線誤差是不一樣的。測(cè)量弧線長(zhǎng)度時(shí)，全站儀在一基準(zhǔn)點(diǎn)上，儀器鏡站在彎道的基圓內(nèi)突沿上，測(cè)半徑，每7.5°測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，共測(cè)25個(gè)點(diǎn)，測(cè)出各點(diǎn)的半徑R1i，每點(diǎn)測(cè)量讀取3次。全站儀移至另一圓心上，鏡站移至另一彎道的基圓內(nèi)突沿上，按同樣的方法測(cè)量半徑R1i。求出北邊圓弧平均半徑和南邊圓弧平均半徑，用平均半徑加上0.3 m計(jì)算半圓弧長(zhǎng)，兩個(gè)半圓弧長(zhǎng)加上兩個(gè)直道長(zhǎng)度即是400 m跑道長(zhǎng)度。

圖3 體育場(chǎng)400 m跑道長(zhǎng)度測(cè)量示意圖

7 測(cè)量結(jié)果分析

測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，O1－O2間距誤差滿(mǎn)足0～＋0.005 m的設(shè)計(jì)要求；O點(diǎn)夾角與180度之差滿(mǎn)足＜±10″的要求。

測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)結(jié)果 表1

跑道長(zhǎng)度測(cè)量結(jié)果 表2

根據(jù)測(cè)量高程計(jì)算橫向坡度值184個(gè)，大于百分之一的有9個(gè)，合格率達(dá)95.1%，橫向坡度平均值為0.78%，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求；計(jì)算縱向坡度276個(gè)，大于千分之一的有10個(gè)，合格率為96.4%，縱向坡度平均值為0.69‰，滿(mǎn)足1‰的限差要求。

跑道長(zhǎng)度測(cè)量結(jié)果如表2所示。

100 m、110 m、400 m跑道長(zhǎng)度均滿(mǎn)足塑膠跑道檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

8 結(jié) 論

在剛剛閉幕的中華人民共和國(guó)第11屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)上，一系列的記錄在這里被打破，只有高精度的體育競(jìng)賽場(chǎng)地，才能保證記錄的可靠性。筆者結(jié)合濟(jì)南奧體中心體育場(chǎng)這一實(shí)例，介紹了該體育場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)和復(fù)測(cè)的方法以及測(cè)量結(jié)果。體育場(chǎng)工程作為一種特殊的施工工藝，必須制訂切實(shí)可行的測(cè)量方案，并在實(shí)際操作中嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行，確保工程高質(zhì)量完成。

[1]GB/T14833－1993.塑膠跑道[S].

[2]國(guó)際田徑協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)編.田徑場(chǎng)地設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè).北京:人民體育出版社，2009

[3]CJJ 8－99.城市測(cè)量規(guī)范[S].

Jinan Olympic Sports Center Stadium Track Third－party Re－testing

Zhu Jun，Zhang XingGuo，Li HaiWei，Wu FengLei
(Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Research Institute，Jinan 250013，China)

This Jinan Olympic Sports Center is the venue for the Eleventh National Games，the indicators on the runway，a high precision，this paper describes the benchmark of Jinan Olympic Sports Center Stadium，the layout，runway slope measurement，100 meters，110 meters，400 m concrete runway length measurement method.

Reference point of laying；slope measurement；track length measurement

1672－8262(2010)04－130－03

P258

B

2009—11—05

朱君(1980—)，男，助理工程師，從事城市工程測(cè)量方面的工作。