精密三角高程测量在高铁桥墩沉降监测中的应用论文_ 许红发

摘要:高速铁路附近的桩基施工和基坑开挖施工,会发生附近土壤的应力重新分配和土体变形,从而使高速铁路桥墩固定下来。定居量超过安全值可能危及高速铁路的行驶安全。因此,高速铁路桥墩的沉降监测至关重要。沉降监测通常使用二等或一等几何水平、静态水平测量等。前者人力消耗少,后者对现场安装环境的要求高。本文采用三角高程测量法进行高速铁路桥墩沉降观测,通过精度分析和实际应用数据证明,该方法能有效满足高速铁路桥墩沉降监测的需要。鉴于此,本文对精密三角高程测量在高铁桥墩沉降监测中的应用进行分析,以供参考。

关键词:三角高程;角度测量;距离测量;误差来源分析

引言

①利用视线长度不超过100米的deca TS60全站仪进行三角高程测量,沉降观测由大气折射引起的误差较小,可以忽略。②通过强制部署中央码头,从监视到监视结束的分解,可以防止仪表测量高引起的误差,提高测量准确度。③通过精度分析,如果视野长度不超过100米,当测量站点布局和结算点布局大致相同的高度时,监测点的结算观测的误差为0 . 3毫米,可以满足相关规格的要求。

1中间法三角高程的特点

中间三角高程测量与水平测量相似,不同之处在于视线不一定是水平视线。三角形高程方法在测量范围大或高程测量精度不高的情况下替换标高测量。通过将全站工作站放置在已知点和未知点之间,并使用全站工作站测量的垂直角度和距离计算已知点和未知点之间的高度差,来计算未知点的高度差异,如图1所示。中间三角形高程方法对于一般三角形高程方法具有以下优点:首先减少测量仪器高度连接,并消除由测量仪器高度引起的误差。仪器一般用钢尺倾斜法测量,所以精度只有毫米级,对测量的精度有很大影响。第二,全站仪位于已知点和未知点之间,前后视距离基本相同,可以抵消地球曲率的影响。大气折射和仪器瞄准误差的影响也会减弱。

图1中间法三角高程测量示意图

2基准点、测站、监测点布置及测量方法

2.1基准点及工作基站布设

根据监视需要,通常会放置三对以上的基点,与工作基点交互,或者由三角形构成,以便于检查。根据变形监测网络的技术要求测量工作基准点和基准点监测控制网络。监控控制网络的严格调整计算符合规格,以便每个准确度指标可用作监控起始数据。管制网部署在距铁路附近约50米处,设有6个基准点和2个工作基站,在建设区外选择稳定不受施工影响的地方进行部署。

2.2施测方法

将测量机器人安装在工作站上,机器人会自动发现并测量受监控的对象,工作站采用强制柜台,设置测量机器人的参考标准后,在监控结束之前,装置不再拆卸。测角精度为0.5s,距离测量精度为0 . 6毫米+1ppm的Lida TS60自动测量机器人全站仪用于测量每个监控点的角度和距离,并计算监控点的高程,同时考虑大气折射和地球曲率的影响,如图2所示。

图2三角高程测量原理示意图

3中间法三角高程测量原理及误差分析

全站仪三角高程测量方法的优点是测量速度快、距离远、测量差异大,并且广泛用于河流和山区以较低精度要求的高程测量。三角高程测量原理在a点安装仪表,在b点放置棱柱,将仪表高度设置为I,棱柱高度设置为v,测量从全站仪表中心到棱柱中心的距离s,以及全站仪表视线和水平面的角度,如图3所示。根据大气折射的原理和地球曲率的概念,a和b两点之间的高度差值计算如下:

图3三角高程测量原理图

上面公式即为三角高程测量高差的计算公式,公式找那个的每个因子包含误差,其组成的函数受误差影响,即误差传播定律。

如公式所示,影响三角剖分精度的主要因素包括距离测量误差、角度测量误差、仪器高度和棱柱高度误差以及球体气体差。为了消除这些误差的影响,通常使用垂直观测或中间垂直三角形高程测量。中间三角高程测量通过将全站仪置于已知点和未知点之间,并使用全站仪测量的垂直角度和距离计算已知点和未知点之间的高度差来计算未知点的高程。图2显示了实际操作中中间三角高程测量的原理图。超出基坑影响范围的同时,在离基坑不远的建筑(结构)上放置定居监控钩,并在适当的位置将喇叭或棱柱放置在三角形高程的后视点b处。将沉降监控点放置在前视点a处,从中可以在需要监控的基坑盘柜位置安装棱柱,假定后视点和沉降监控钩的高差为l。通过在前后视点之间的适当位置安装设备,并测量两者之间的较高差异,计算基坑盘柜的沉降。

4应对措施研究

4.1防护桩隔离

防护文件充当物理隔离作用,可以减少土方开挖对高速铁路桥墩沉降的影响。根据相关文献和其他实际工作经验,在高速铁路桥墩周围建设保护桩,隔震效果更佳。问题:①市政桥边缘接近高速铁路桥墩,运营空间不足。②在高高的铁桥下,主要是杂笔深,混凝土砌块砖等建筑垃圾。

4.2容重置换

在高铁桥墩周边局部堆载,同步对高铁桥下土体进行素混凝土置换。

5我国三角高程测量的研究概况

国内测绘人员近年来一直致力于研究如何提高三角高程测量的精度,如果满足精度要求,能否替代几何水平测量,开发和改进高精度全站仪,我国在三角高程测量方面取得了巨大进展。除了高级全站台外,使用特定的三角高程计算方法,三角高程测量准确度比四等级测量准确度高,在某些特定环境下,三角高程测量结果的准确度可以达到二等级测量准确度要求。近年来,测绘工作者探索了三角高程测量的实际应用,包括高速铁路自由站三角高程测量,而不是CPIII精密水平测量。采用精密三角高程代替二次水准测量;精密海底三角高程测量,而不是二次水准测量;中等电磁测距三角高程代替精密水平;车辆精密三角高程等;这些促进了三角高程测量的发展。

结束语

可以使用三角高程测量原理和方法进行高程控制测量。例如,在三角形高程导线中,地球曲率、大气垂直折射和高程差异较大。相比之下,几何级测量的精度必须高于三角形高程的精度,尤其是高度精确的高程控制测量仍基于几何级别,但在某些特殊情况下,例如地形波动较大的区域或高山地带,全站仪三角形高程也有自己的优点,因此比级别测量速度快、劳动强度低和效率高。国外目前一般项目的海拔测量结果显着提高了测量速度,因为越来越多地使用全站仪,所以在距离、高差较大的地区使用得更加广泛。因此,对基于全站仪的三角高程测量的研究也日益受到关注。

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论文作者: 许红发

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月5期

论文发表时间:2020/4/30

精密三角高程测量在高铁桥墩沉降监测中的应用论文_ 许红发
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