全站仪在斜拉桥面线形检测中应用

王 月 杜素云

全站仪在斜拉桥面线形检测中应用

王 月 杜素云

通过探讨运用全站仪进行斜拉桥面线形检测时的距离中误差、角度中误差及相对中误差,提出了新的桥面线形检测技术要求及控制标准,从而极大地提高了检测精度。

全站仪,桥面线形检测,测量误差

0 引言

随着公路建造水平提高,特长、特大曲线桥梁不断出现。桥梁平面线形控制的目的是通过检测手段,检测桥梁实际线形的差异,从而评价工程施工的质量。进行桥梁平面线形检测是桥梁验收和质量控制的重要环节。公路实际线形与设计理论线形的差异,还能够反映桥梁施工中的一些深层次的问题。

1 应用全站仪进行检测的方法的研究

1.1 工作原理

岸边设置一个观测基准点,然后对桥梁轴线上各个控制点进行测量。得出每个控制点的坐标和高程,即可以得出实际中桩点坐标。然后根据设计时的坐标计算出中轴线偏位的大小和方向。

1.2 精度要求

桥梁线形检查测量方案的设计,应当从线形控制的必要精度出发,制定出科学、可行的方案。

大型桥梁平面线形控制精度是在桥梁坐标系下,检测点位置误差,相对于最近控制点不超过±0.1m～±0.2m。因此实际中桩点的位置测定误差应当不超过 10 mm～20mm,此精度能够反映 20mm以上的中线点偏差。

1.3 桥梁控制网检查

用于桥梁中线偏位检测的控制点,防止点位用错,发生过移动等,应进行检查。检查时需找至少三个通视控制点,检测两个元素,其偏差在允许的范围以内。两个元素可为两条边长,两个角度,或一个边一个角度。注意以下要求：

1)进行边长或角度检测时,观测精度应高于原控制网观测精度一个等级;

2)检测所使用的仪器应进行检校。

1.4 桥梁中线偏位检测的技术要求

全站仪进行桥梁中线检测最常用的是极坐标法。能充分利用全站仪特点,可以与用三角高程进行桥梁纵面线形检测相结合。

1)引测近桥控制点。由于桥梁施工网控制点可能距桥头较远,可事先用高精度方法在两端桥头建立临时控制点。可用边角插网或插点法,近桥控制点要求高于桥面,为便于测量,仪器离桥头尽可能近。

2)极坐标能测定实际桩点坐标的允许距离。根据几何关系有：

如果取测边中误差mL=±(2mm+2 ppm×L),桥梁检测时的各种工况在同一桥点设站观测(仪器只安置一次),不同的检测工况下的检测点的坐标变化均是相对于桥点位置,不考虑桥点点位误差的不同测角误差所对应的最大允许距离见表 1。

表1 全站仪极坐标法中桩点中误差(一)

若桥梁检测时的各种工况在同一桥点设站观测(不同检测时段仪器分次安置),不同的检测工况下的检测点的坐标变化均是相对于桥点位置,考虑仪器的每次对中误差为 2mm,不考虑桥点点位误差的不同测角误差所对应的最大允许距离见表 2。

表2 全站仪极坐标法中桩点中误差(二)

若考虑桥点点位中误差 m0=±0.01 m,不同测角中误差mβ=mα时所对应的最大允许距离见表 3。

表3 全站仪极坐标法中桩点中误差(三)

在选用全站仪时,应考虑测距精度与测角精度的匹配问题,主要按下式的原则考虑测距精度与测角精度的匹配：

若选用 2mm+2 ppm测距精度的全站仪,测距按 500 m考虑,匹配的测角精度 mα=1.23″,因此与之匹配的测角精度以不低于 2″为宜 。

根据上述分析,当测距精度一定时,影响检测点位精度的主要因素是测角精度,并随测量距离的增长,误差增加速度明显加快。如要使桥梁中线点检测坐标误差不超过 20mm,最好选用测距精度为 2mm+2 ppm,测角精度为 2″的全站仪,则最大允许距离应当不超过 300m～500m为宜。

2 结语

通过全站仪对斜拉桥面线形检测中距离中误差、角度中误差及相对中误差的分析和处理方法提出了新的桥面线形检测的技术要求及控制标准,极大地提高了精度。可以对桥梁的结构运营状况做出正确的评估,为桥梁的维修与改造提供科学依据。通过综合论述目前桥梁检测主要方法,内容及数据的处理方法,为桥梁工程师及检测工程师提供信息。

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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,硕士,助教,浙江工业职业技术学院建筑工程分院,浙江 绍兴 312000

杜素云(1971-),女,硕士,高级工程师,浙江工业职业技术学院建筑工程分院,浙江绍兴 312000