全站儀在斜拉橋面線形檢測中應用

王 月 杜素云

全站儀在斜拉橋面線形檢測中應用

王 月 杜素云

通過探討運用全站儀進行斜拉橋面線形檢測時的距離中誤差、角度中誤差及相對中誤差,提出了新的橋面線形檢測技術要求及控制標準,從而極大地提高了檢測精度。

全站儀,橋面線形檢測,測量誤差

0 引言

隨著公路建造水平提高,特長、特大曲線橋梁不斷出現。橋梁平面線形控制的目的是通過檢測手段,檢測橋梁實際線形的差異,從而評價工程施工的質量。進行橋梁平面線形檢測是橋梁驗收和質量控制的重要環節。公路實際線形與設計理論線形的差異,還能夠反映橋梁施工中的一些深層次的問題。

1 應用全站儀進行檢測的方法的研究

1.1 工作原理

岸邊設置一個觀測基準點,然后對橋梁軸線上各個控制點進行測量。得出每個控制點的坐標和高程,即可以得出實際中樁點坐標。然后根據設計時的坐標計算出中軸線偏位的大小和方向。

1.2 精度要求

橋梁線形檢查測量方案的設計,應當從線形控制的必要精度出發,制定出科學、可行的方案。

大型橋梁平面線形控制精度是在橋梁坐標系下,檢測點位置誤差,相對于最近控制點不超過±0.1m～±0.2m。因此實際中樁點的位置測定誤差應當不超過 10 mm～20mm,此精度能夠反映 20mm以上的中線點偏差。

1.3 橋梁控制網檢查

用于橋梁中線偏位檢測的控制點,防止點位用錯,發生過移動等,應進行檢查。檢查時需找至少三個通視控制點,檢測兩個元素,其偏差在允許的范圍以內。兩個元素可為兩條邊長,兩個角度,或一個邊一個角度。注意以下要求：

1)進行邊長或角度檢測時,觀測精度應高于原控制網觀測精度一個等級;

2)檢測所使用的儀器應進行檢校。

1.4 橋梁中線偏位檢測的技術要求

全站儀進行橋梁中線檢測最常用的是極坐標法。能充分利用全站儀特點,可以與用三角高程進行橋梁縱面線形檢測相結合。

1)引測近橋控制點。由于橋梁施工網控制點可能距橋頭較遠,可事先用高精度方法在兩端橋頭建立臨時控制點。可用邊角插網或插點法,近橋控制點要求高于橋面,為便于測量,儀器離橋頭盡可能近。

2)極坐標能測定實際樁點坐標的允許距離。根據幾何關系有：

如果取測邊中誤差mL=±(2mm+2 ppm×L),橋梁檢測時的各種工況在同一橋點設站觀測(儀器只安置一次),不同的檢測工況下的檢測點的坐標變化均是相對于橋點位置,不考慮橋點點位誤差的不同測角誤差所對應的最大允許距離見表 1。

表1 全站儀極坐標法中樁點中誤差(一)

若橋梁檢測時的各種工況在同一橋點設站觀測(不同檢測時段儀器分次安置),不同的檢測工況下的檢測點的坐標變化均是相對于橋點位置,考慮儀器的每次對中誤差為 2mm,不考慮橋點點位誤差的不同測角誤差所對應的最大允許距離見表 2。

表2 全站儀極坐標法中樁點中誤差(二)

若考慮橋點點位中誤差 m0=±0.01 m,不同測角中誤差mβ=mα時所對應的最大允許距離見表 3。

表3 全站儀極坐標法中樁點中誤差(三)

在選用全站儀時,應考慮測距精度與測角精度的匹配問題,主要按下式的原則考慮測距精度與測角精度的匹配：

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

根據上述分析,當測距精度一定時,影響檢測點位精度的主要因素是測角精度,并隨測量距離的增長,誤差增加速度明顯加快。如要使橋梁中線點檢測坐標誤差不超過 20mm,最好選用測距精度為 2mm+2 ppm,測角精度為 2″的全站儀,則最大允許距離應當不超過 300m～500m為宜。

2 結語

通過全站儀對斜拉橋面線形檢測中距離中誤差、角度中誤差及相對中誤差的分析和處理方法提出了新的橋面線形檢測的技術要求及控制標準,極大地提高了精度。可以對橋梁的結構運營狀況做出正確的評估,為橋梁的維修與改造提供科學依據。通過綜合論述目前橋梁檢測主要方法,內容及數據的處理方法,為橋梁工程師及檢測工程師提供信息。

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[5]GB/T 15314-94,精密工程測量規范[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,浙江工業職業技術學院建筑工程分院,浙江 紹興 312000

杜素云(1971-),女,碩士,高級工程師,浙江工業職業技術學院建筑工程分院,浙江紹興 312000