全站儀三角高程測量在道路施工測量中的應(yīng)用

1、* 作者簡介:李澤民(1963,男,礦山測量,高級工程師收稿日期:2006-09-08;改回日期:2006-12-16全站儀三角高程測量在道路施工測量中的應(yīng)用李澤民*明達化工地質(zhì)有限責(zé)任公司,河北涿州,072750提要全站儀三角高程測量可以不受地形限制,在山區(qū)、高架橋、深基礎(chǔ)施工高程放樣中全站儀三角高程測量具有水準(zhǔn)測量無法比擬的優(yōu)越性?？梢杂糜诼?、橋、涵、墩、臺、深基礎(chǔ)的施工高程測量,提高了精度、效率。對各種施工條件下的三角高程測量方法:高程放樣測量、后方交會三角高程測量、懸高測量等進行了介紹和探討,實踐表明,全站儀三角高程測量完全可以取代三、四等水準(zhǔn)測量,并有取代二等水準(zhǔn)儀的趨勢。關(guān)鍵詞全站

2、儀水準(zhǔn)道路施工測量中圖分類號:P212.9 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:10065296(2007010050030 引言【1】在傳統(tǒng)的道路施工測量中,全站儀主要用于平面測量而高程主要靠水準(zhǔn)儀幾何水準(zhǔn)測量,近年來隨著全站儀精度的提高,三角高程已經(jīng)可以取代三、四等水準(zhǔn)測量,工程實踐和文獻介紹表明,三角高程甚至有取代二等水準(zhǔn)測量的趨勢。這證明道路施工中完全可以用全站儀代替水準(zhǔn)儀進行高程測量。目前有些道路專用全站儀只要輸入測站、后視坐標(biāo)、橋涵幾何尺寸、曲線元素等,自動計算放樣數(shù)據(jù),大大提高了工作效率和測量精度,如果還沿用水準(zhǔn)儀測量高程顯然各方面都不配套了。1 三角高程控制測量施工單位進場之后首先要復(fù)測已

3、知點、加密施工測量導(dǎo)線,傳統(tǒng)的方法是導(dǎo)線、水準(zhǔn)測量分別進行,根據(jù)筆者經(jīng)驗完全可以用全站儀進行三角高程導(dǎo)線測量。1.1 全站儀安置在測站的三角高程測量一般來說為了選線、測帶狀地形圖及施工測量方便,導(dǎo)線邊長在1200m 屬正常,但是設(shè)計、施工之間有一定時間間隔,控制點難免有損壞,而且有些線路設(shè)計單位本身布網(wǎng)點間距就較大,筆者在某高速路所見導(dǎo)線平均邊長500600m,個別達到千米。當(dāng)導(dǎo)線邊較長、傾角較大,應(yīng)將斜長化為平距并將水平長度歸化到投影水準(zhǔn)面上。設(shè)斜長為L,斜長L 投影在水準(zhǔn)面上的長度S,地球曲率影響的角度 為S 所對應(yīng)地球圓心角,天頂距,折光角1。儀器高i,棱鏡高v?？紤]到cos(/21,c

4、os(/2-11h=Lcos +Lsin sin(/2-1+i-v設(shè)近似高差h=Lcos 近似高差的改正值h=Lsinsin(/2-1h=h+h+i-v往返測量高差的差值:dh=hAB+hBA+2Lsinsin(/2-1+(iA+iB-(vA+vB取往返測量的高差平均值進行平差得到最終高程。1.2 全站儀安置在任意點的三角高程測量如果我們能將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點,而不是將它置在已知高程點上,同時又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下,利用三角高程測量原理測出待測點的高程,那么施測的速度將更快、精度更高。假設(shè)A、B 點的高程已知,這里要通過全站儀測定其它任意待測點的高程。Hi =HA(或HB +

5、( Lcos+i-v上式除了Lcos 即h的值可以用儀第29 卷第1 期化工礦產(chǎn)地質(zhì)V ol.29 No.12007 年3 月GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS Mar.2007第1 期李澤民:全站儀三角高程測量在道路施工測量中的應(yīng)用51 器直接測出外,i, v 都是未知的。但有一點可以確定即儀器一旦置好,i 值也將隨之不變,同時選取跟蹤桿作為反射棱鏡,假定v 值也固定不變。基于上面的假設(shè),W= HA(或HB +(i-v在任一測站上也是固定不變的.而且可以用A、B點的高程計算出它的值W。根據(jù)W,測量任意點得到的Lcos,不用測量儀器高i,棱鏡高v?？梢酝ㄟ^觀測、計算任意點

6、高程Hi=W+Lcos 。1.3 精度估算【2】采用加工精度較高的架腿,儀器高、棱鏡高的誤差很小,可不考慮;而且在上述2 中已不存在儀器高、棱鏡高的誤差,設(shè)測站到A點斜距為L,天頂距為,則高程Hi=HA+Lcos +i-v,根據(jù)誤差傳播定律Hi 的精度為M2Hi=(Lsin2(ma/2+(cos2(mL2測邊誤差對高程的影響隨著傾角的增大而變大,傾角誤差的影響隨著傾角增大而變小,取全站儀測角精度0.5,測距精度(0.3+110-6mm,導(dǎo)線點距離100m 時,測距誤差0.4mm,=0 時MHi=0.001mm。不管是用DS1、DS3 水準(zhǔn)儀進行水準(zhǔn)測量,這樣的三角高程測量精度比他們一點不遜色,

7、當(dāng)然全站儀廠家不同,型號各異,精度不同。但考慮水準(zhǔn)儀測量誤差及在山地測量的不便,大力推廣全站儀三角高程測量仍很必要。比如通州某工地數(shù)次進行跨河水準(zhǔn)測量閉合差均超限,后來改用全站儀三角高程測量解決了這個問題。2 全站儀在線路高程測量中的應(yīng)用【1】2.1 控制測量如前面介紹,要求往返測取均值,并按規(guī)范要求平差。2.2 懸高測量如需測量高壓線到路線的高度、河水面到便橋的高度。無法在其上立棱鏡需要進行懸高測量,以索佳(SOKKIA電子全站儀為例(下同。(1將棱鏡設(shè)在待測物上(下方讀取棱鏡高;(2輸入棱鏡高后照準(zhǔn)棱鏡,測量距離;(3在菜單中選取懸高測量;(4照準(zhǔn)待測物,屏幕顯示地面點到待測物高度。2.3

8、 后方交會高程測量筆者在某橋梁工地0#臺已施工蓋梁,5#墩剛完成樁基,加密的點被破壞,如果重新引點不可能和已施工部分完全吻合,那么以已知點和已完工的墩臺做為后視進行后方高程交會恢復(fù)測站高程是最好的辦法了,既能保證和控制點吻合又能和已完工部分吻合。(1在菜單中選取后方交會;(2選取交會高程并輸入所有已知點高程;(3照準(zhǔn)各已知點觀測;(4當(dāng)觀測量足以計算測站高程時屏幕提示(計算;(5觀測完全部點后按(計算,屏幕顯示計算結(jié)果。2.4 高程放樣測量橋涵的墩臺頂面及基礎(chǔ)一般與地面已知控制點高差較大,個別的高架橋高數(shù)十、數(shù)百米,直接用幾何水準(zhǔn)測量困難,一般輔以懸掛長鋼尺,用兩臺水準(zhǔn)儀進行,該方法勞動強度大

9、、效率低、精度差。用全站儀三角高程測量就能很好解決這類問題。全站儀S-OV=高差實測值-高差放樣值,儀器根據(jù)測站高、放樣點設(shè)計高、儀器高、棱鏡高進行計算。實際上高程放樣關(guān)鍵是根據(jù)施工圖計算放樣的高程,筆者曾見某涵洞0#、1#臺弄反坡了,那么再好的儀器也無法改正,造成了不大不小的質(zhì)量事故。具體高程放樣方法如下:(1在測站安置全站儀,精確測量儀器高;(2在菜單進入放樣;(3選取放樣數(shù)據(jù),按S-O,輸入模式將在斜距、平距、高差、懸高間切換,按讀取可調(diào)用內(nèi)存中的已知高程,按觀測進行放樣;(4表示低于放樣高程,表示高于放樣高程,按照屏幕顯示上下移動棱鏡;(5放樣結(jié)束在對中桿底部所對位置做好標(biāo)52 化工礦

10、產(chǎn)地質(zhì)2007 年記,土方工程一般用樁標(biāo)記放樣高程或標(biāo)記在樁頂或用油漆記在樁側(cè),橋涵混凝土工程一般用油漆標(biāo)記在混凝土壁或模板上;(6復(fù)測檢核放樣點高程;(7在實際工作中高程放樣宜和直線角度放樣、坐標(biāo)放樣同步進行。2.5 懸高放樣測量當(dāng)所測位置過高或過低無法設(shè)置棱鏡,可以采用全站儀懸高放樣測量。(1在待測位置正上(下方安置棱鏡,讀取棱鏡高;(2全站儀安置在控制點,按(放樣進入放樣測量程序屏幕;(3選取放樣數(shù)據(jù)按S-O 顯示(放樣測量高度;(4輸入放樣高度,即地面到放樣點的高度;(5按OK 確認,按(懸高測量開始懸高放樣測量;(6表示向上旋轉(zhuǎn)望遠鏡,表示向上旋轉(zhuǎn)望遠鏡,按照屏幕所示轉(zhuǎn)動望遠鏡,測出

11、放樣點的高度位置。3 結(jié)束語傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測量用于公路、鐵路施工測量由于受地形限制,效率低、精度差、勞動強度高,已無法滿足大規(guī)模的現(xiàn)代化機械施工要求,何況個別施工單位還在使用DS10 水準(zhǔn)儀進行線路測量。顯然與用全站儀放樣的平面位置精度不匹配。目前全站儀價格越來越低、功能越來越多、精度越來越高,相當(dāng)一部分全站儀具備線路測量功能,可以存儲、計算、處理數(shù)據(jù),全站儀三角高程測量可以不受地形限制進行控制點加密、高程放樣,大大方便了線路施工測量。參考文獻1 杜寧,王莉,韋曉勇. 三角高程測量在山區(qū)公路建設(shè)中的應(yīng)用J. 貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版,2003,(62 GB50026-93,工程測量規(guī)范.G

12、. 北京:中國計劃出版社,19943 李澤民. 談全站儀用于山區(qū)公路施工測量J. 煤礦設(shè)計,1998,(3THE APPLICA TION OF STANDARD SURVEY 600 FOR TRIGONOMETRICLEVELING OF ROAD CONSTRUCTION SURVEYLi ZeminThe Mingda Chemical and Geological Co.Ltd . Zhuozhou,Hebei,072750,ChinaAbstractThere is no limitation of topograpty using The standard survey 600

13、for trigonometric leveling , and withthe superiority that the leveling surveying could not compare in using the the mountain area and viaduct anddeep foundation elevation setting out . trigonometric reveling methods in different construction conditionintroduced in this article , which are leveling for road /bridge , culvert, pillar, platfo