淺談遇障礙余弦法轉(zhuǎn)點(diǎn)在現(xiàn)場的應(yīng)用

楊永強(qiáng)

摘要：隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的高速發(fā)展，測量放樣的準(zhǔn)確性、時效性越發(fā)顯得重要。本文主要介紹在施工測量放樣時當(dāng)遇到兩個已知不通視時，如何快速轉(zhuǎn)點(diǎn)并保證轉(zhuǎn)點(diǎn)精度，即采用余弦測量法也叫遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)測量法。遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)測量法不僅可以在兩點(diǎn)不通視采用也可以在通視的情況下采用，且精度可以得到有效保證。

關(guān)鍵詞：不通視;快速;精度;遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)

引言：

隨著鐵路建筑事業(yè)的發(fā)展，測繪技術(shù)的進(jìn)步，全站儀以其精度高、速率快，同時兼?zhèn)淞烤唷y角、測高且其內(nèi)部裝置有固化的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序進(jìn)行解算，在外業(yè)可以實(shí)時計算得到所需要的一些成果并進(jìn)行測量放樣，所以在各類鐵路測量中已廣為使用，它使測量工作大大簡化，而測量精度卻大大提高。目前，各建筑單位購置的全站儀，使鐵路從設(shè)計、定測到復(fù)測以及施工放樣都有了較為準(zhǔn)確快速的儀器進(jìn)行測量。尤其在地形復(fù)雜的山區(qū)，較為長大的隧道，特大橋的控制測量方面，大大減輕了測量工作的勞動強(qiáng)度，提高了工效，給飛速發(fā)展的鐵路建設(shè)事業(yè)，及時、準(zhǔn)確地提供了可靠的施工依據(jù)。不論是何種工程測量都是作為各建筑施工的眼睛，在各項(xiàng)工程建設(shè)中都發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵的指導(dǎo)性的作用，也可以說沒有測量任何工程也就無從談起。測量工作是各建筑施工開展的基礎(chǔ)，同時，一個準(zhǔn)確的、有效的測量成果決定一個項(xiàng)目工程的質(zhì)量和項(xiàng)目成查管理中起到了非常重要的指導(dǎo)性作用。控制網(wǎng)從CP0、CPI、CPII以及用全站儀測設(shè)的標(biāo)段控制網(wǎng)，都是非常成熟的布網(wǎng)形式和精度。具體到建筑施工，基層的測量放樣才是把圖紙上設(shè)計的地標(biāo)和結(jié)構(gòu)物具體放樣到地上的具體工作，如何保證基礎(chǔ)測量放樣工作的快速、有效以及提高精度是現(xiàn)場測量應(yīng)控制與研究的方面。本文主要介紹在施工過程中遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法在施工現(xiàn)場的應(yīng)用。

一、一般支導(dǎo)線轉(zhuǎn)點(diǎn)方法

（一）直接測量極坐標(biāo)法

在施工過程中常因需要進(jìn)行測量放樣的位置，離設(shè)計提供的測量控制點(diǎn)較遠(yuǎn)，無法滿足施工放樣條件，這就需要要現(xiàn)場進(jìn)行轉(zhuǎn)點(diǎn)后進(jìn)行測量放樣。大多數(shù)情況下都是置一個已知點(diǎn)，后視另一個已知點(diǎn)，在測量儀器中采用已知后視點(diǎn)方法即可得到置鏡點(diǎn)到后視點(diǎn)的方位角，然后再照準(zhǔn)我們需要進(jìn)行轉(zhuǎn)點(diǎn)的、架設(shè)好的棱鏡上直接測量即可得到該點(diǎn)的坐標(biāo)。這種方法簡單、快捷，但是得到的該點(diǎn)的精度無法保證（沒有經(jīng)過左、右角平差），且要保證二點(diǎn)之間通視。在精度要求較高的工程施工中這種方法已基本不作采用。

（二）邊角測量轉(zhuǎn)點(diǎn)法

在施工過程的轉(zhuǎn)點(diǎn)一般都怕因測量轉(zhuǎn)點(diǎn)精度不高而造成施工后不佳甚至返工。采用邊角測量轉(zhuǎn)點(diǎn)法：置鏡B點(diǎn)，后視A點(diǎn)然后根據(jù)據(jù)相關(guān)規(guī)定經(jīng)過多次測量其角度與邊長，并對觀測角及距離平差后經(jīng)計算得出待求點(diǎn)C的坐標(biāo)，這樣的轉(zhuǎn)支點(diǎn)可以保證其轉(zhuǎn)點(diǎn)精度，保證轉(zhuǎn)點(diǎn)精度也就保證了施工質(zhì)量，但是這種方法主要是要保證二點(diǎn)間通視。在隧道施工中往往施工干擾很大，特別是模板臺車等大型設(shè)備很容易擋在已知的二點(diǎn)間，導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)點(diǎn)，這種設(shè)備不易移動，有時需要移動的情況下也需要等很長時間甚至有時是固定好要澆筑二襯混凝土的情況下還不能進(jìn)行移動，那需要等待的時間就更長了1天、2天或者更久。這就會嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、影響施工生產(chǎn)任務(wù)的完成。在橋梁建設(shè)方面有時也會因地形條件影響將控制點(diǎn)布設(shè)在橋梁兩側(cè)，在橋梁未建成之前可以通視，當(dāng)橋墩、臺或梁面施工完成后造成已知控制點(diǎn)的二點(diǎn)間不通視的情況，這種情況還無法讓兩個控制點(diǎn)之間再次通視。

二、遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法

（一）遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法

測量工作的實(shí)踐表明，對于某一客觀存在的量進(jìn)行多次觀測，無論觀測儀器多么精密和先進(jìn)，也不管觀測者多么認(rèn)真仔細(xì)，其多次測量結(jié)果總是存在著差異，這說明觀測值中存在測量誤差。測量誤差是不可避免的。施工測量放樣時采用的轉(zhuǎn)點(diǎn)一般都是支導(dǎo)線轉(zhuǎn)點(diǎn)法就沒有檢核條件，也就是只能保證各自的測量工作是正確的但不能保證其工作的整體一致性，也就為橋梁的順利架設(shè)、隧道的順利貫通、路基的順利鋪設(shè)以及橋、隧、路基的過渡段整體平順搭接埋下隱患。采用遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法進(jìn)行測量轉(zhuǎn)點(diǎn)及放樣，可大大提高了轉(zhuǎn)點(diǎn)及測量放樣的可靠性和有效性。觀測方法與邊角法轉(zhuǎn)點(diǎn)基本一樣，不同的是余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法是置鏡待求點(diǎn)（待求點(diǎn)可以是已埋設(shè)好的固定點(diǎn)也可以是在任意合適的位置架設(shè)好主機(jī)），后視兩個已知點(diǎn)，轉(zhuǎn)點(diǎn)步驟及計算原理：置鏡待求點(diǎn)C，后視已知點(diǎn)A和B，根據(jù)據(jù)相關(guān)規(guī)范要求及儀器精度經(jīng)過多次測量其角度與邊長，并對觀測角及距離平差后，用余弦定理計算得出待求點(diǎn)C的坐標(biāo)，為保證其測量成果精度其基線邊A和B越長得到的測量精度就越高，這在所有控制測量中對起算邊長的要求是一致的。

（二）采用遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)：

1.該計算方法受現(xiàn)場環(huán)境影響很小，轉(zhuǎn)點(diǎn)時靈活、方便能保證，并且在測量放樣時減少了二次置鏡的對點(diǎn)誤差，后視方位角誤差等偶然誤差的影響。橋梁方面：在黔張常鐵路II標(biāo)項(xiàng)目中由中鐵隧道集團(tuán)三處承建的三龍村大橋就遇到過這種情況，因受地形條件影響項(xiàng)目布設(shè)的控制網(wǎng)中只有二個加密點(diǎn)JM308和JM312控制整個三龍村大橋，前期施工過程都沒有任何問題，后來隨著6、7#墩的梁面施工展開后，JM308和JM312就完全遮擋了且無法再通視，為保證施工生產(chǎn)的順利開展且保證橋梁的控制網(wǎng)的統(tǒng)一測量放樣精度，就采用了遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法進(jìn)行現(xiàn)場放樣。隧道方面：在云桂鐵路項(xiàng)目、黔張常鐵路項(xiàng)目、在張吉懷鐵路項(xiàng)目等隧道建設(shè)施工中因施工了環(huán)境存在和客觀條件，兩已知點(diǎn)中間不通視的情況是很常見的。一般情況下是修補(bǔ)、養(yǎng)護(hù)臺架和二襯模板臺車遮擋了視線，它可以挪動但這么大個設(shè)備挪移需要時間，且如果它本身處于工作時如澆筑二襯混凝土?xí)r是無法挪移的。這就需要我們測量人員想辦法解決，不能被動等待測量轉(zhuǎn)點(diǎn)條件滿足時再進(jìn)行測量轉(zhuǎn)點(diǎn)及施工測量放樣，那樣對施工生產(chǎn)任務(wù)的完成將產(chǎn)生不利影響。只能是沒有條件也要創(chuàng)造條件，遇障礙余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法就產(chǎn)生了。

2.余弦轉(zhuǎn)點(diǎn)法轉(zhuǎn)點(diǎn)精度檢核：與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)支導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行測量放樣對比，同樣只架設(shè)一個點(diǎn)（且該點(diǎn)受地形條件限制很小），觀測用時與支導(dǎo)線轉(zhuǎn)點(diǎn)一樣，后視兩個點(diǎn)測得兩個點(diǎn)之間的距離及觀測角，在外業(yè)觀測時間上一樣，內(nèi)業(yè)計算方法用余弦定理計算得出待求點(diǎn)坐標(biāo)。但是其計算精度，是經(jīng)過了三角定理中的三個角度之和為180度進(jìn)行檢核，其角度觀測與計算都能得到有效保證，其成果更具可靠性與說服力。轉(zhuǎn)點(diǎn)可靠度的提升預(yù)示著測量放樣的精度提升，測量放樣精度的提升對整個工程的施工質(zhì)量及項(xiàng)目成本管理都是起到至關(guān)重要的作用的。

三、結(jié)論語

遇障礙轉(zhuǎn)點(diǎn)測量方法具有快速、方便、受限條件小、測量成果精度可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在隧道、橋梁、路基、公路等現(xiàn)場施工中的應(yīng)用具有較高的實(shí)用價值。不論是應(yīng)用于現(xiàn)場測量放樣還是轉(zhuǎn)支導(dǎo)線點(diǎn)后再放樣都能有效的保證其測量精度，最小的減少了測量轉(zhuǎn)支點(diǎn)及測量放樣對現(xiàn)場環(huán)境條件的要求。為了能夠節(jié)省人力及提高工作效率，建議在今后的工作中施工單位盡可能采用遇障礙余弦定理的法進(jìn)行工程測量放線工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡伍生，潘慶林，黃騰。土木工程施工測量手冊。人民交通出版社，2005（1）

[2]魏義敏。在工程測繪中正余弦定理的運(yùn)用。西部探礦工程，2012（3）129-130

作者單位：中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司