楊阿蘭

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000)

橋梁是公路和鐵路建設(shè)的重要組成部分，橋梁的施工與安全運(yùn)營，離不開高精度的測量工作，其中施工控制測量是橋梁施工中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。橋梁一般布設(shè)獨(dú)立施工控制網(wǎng)，分為平面部分和高程部分，其中，高程控制網(wǎng)通常采用一次布設(shè)，在同一側(cè)岸時(shí)采用常規(guī)水準(zhǔn)測量進(jìn)行，跨河段時(shí)采用全站儀三角高程測量進(jìn)行。實(shí)際工作中，由于橋梁的設(shè)計(jì)到施工時(shí)間一般較長，控制點(diǎn)可能發(fā)生沉降，而且施工進(jìn)行過程中對控制點(diǎn)的穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生影響，因此，每隔一年左右必須對大橋高程控制網(wǎng)進(jìn)行全面復(fù)測。復(fù)測時(shí)，要檢查控制點(diǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)，并做好記錄，對于點(diǎn)位狀況有疑問的點(diǎn)則不能作為起算點(diǎn)，以免對后續(xù)成果造成較大偏差。

1 工程概況

某大橋是一條高速鐵路上的重點(diǎn)工程，全長756.42m，起止里程為 DK112+414.20 ～ DK113+170.62，中心里程為 DK112+793.66。全橋位于線路的直線段上，大橋北端(DK112+414.20)到大橋南端(DK113+170.62)均處于－3.0‰的下坡地段。

2 高程控制網(wǎng)復(fù)測的方法和精度指標(biāo)

高程控制網(wǎng)的復(fù)測起閉于線路二等水準(zhǔn)基點(diǎn)，按二等水準(zhǔn)測量要求施測。采用單路線往返觀測，同一條路線的往返觀測必須使用同一臺(tái)儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊［1］，沿同一路線進(jìn)行。觀測成果的重測和取舍按《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GB12897－2006)有關(guān)要求執(zhí)行，測量等級(jí)為二等水準(zhǔn)，其二等水準(zhǔn)測量精度應(yīng)滿足表1要求。

表1 二等水準(zhǔn)測量精度要求(單位:mm)

3 投入使用的測量儀器

根據(jù)規(guī)范和工期的相關(guān)要求，本次高程控制網(wǎng)復(fù)測采用2臺(tái)天寶Trimble DiNi電子水準(zhǔn)儀和配套的水準(zhǔn)尺(標(biāo)稱精度為DS0.5)、標(biāo)準(zhǔn)尺墊、扶尺架等工具，進(jìn)行二等水準(zhǔn)復(fù)測，儀器標(biāo)稱精度為0.3 mm/km。

4 高程控制網(wǎng)復(fù)測技術(shù)要求的執(zhí)行情況

4.1 儀器檢定的執(zhí)行情況

高程控制網(wǎng)復(fù)測所使用數(shù)字水準(zhǔn)儀均經(jīng)省級(jí)及以上法定計(jì)量檢定部門檢定合格并在檢定有效期內(nèi)。儀器設(shè)備進(jìn)場后，按規(guī)范要求統(tǒng)一進(jìn)行了常規(guī)檢查(詳見表2)，所有儀器設(shè)備的精度及其技術(shù)狀態(tài)均滿足復(fù)測的要求。

表2 水準(zhǔn)測量使用的儀器自檢項(xiàng)目

4.2 水準(zhǔn)觀測主要技術(shù)要求的執(zhí)行情況

本次高程控制網(wǎng)復(fù)測的技術(shù)指標(biāo)和限差均在數(shù)字水準(zhǔn)儀器中進(jìn)行了設(shè)置，外業(yè)觀測時(shí)，由儀器自帶的水準(zhǔn)路線測量軟件系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢查并提示，一旦發(fā)生超限立即進(jìn)行重測，從源頭保證了觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。主要技術(shù)要求的執(zhí)行情況如下:

(1)水準(zhǔn)觀測的主要技術(shù)要求按表3執(zhí)行;

(2)水準(zhǔn)觀測的測站限差按表4執(zhí)行;

(3)水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)取位按表5執(zhí)行。

表3 水準(zhǔn)觀測主要技術(shù)要求(m)

表4 水準(zhǔn)觀測的測站限差(mm)

表5 水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)取位要求

4.3 水準(zhǔn)觀測外業(yè)的執(zhí)行情況

(1)水準(zhǔn)測量全部采用單路線往返觀測，往返觀測使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承沿同一道路進(jìn)行［2］。

(2)水準(zhǔn)測量采用質(zhì)量不輕于5kg的尺墊作轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承，并輔以專門的尺撐，以保證標(biāo)尺穩(wěn)定、鉛直。

(3)觀測前，將儀器置于露天陰影下30min，并在使用前進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱不少于20次單次測量。

(4)每一測站的觀測順序如下:奇數(shù)站為“后－前－前－后”，偶數(shù)站為“前－后－后－前”。

(5)每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時(shí)，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。

(6)在連續(xù)各測站上安置水準(zhǔn)儀的三角架時(shí)，應(yīng)使其中的兩腳與水準(zhǔn)路線的方向基本平行，而第三腳則依次輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)［3］。

5 高程控制網(wǎng)復(fù)測成果精度及可靠性

5.1 往返測高差不符值

對二等水準(zhǔn)成果進(jìn)行往返測高差不符值的檢核計(jì)算，得到不符值見表6。

表6 某大橋二等水準(zhǔn)往返測高差不符值檢核表

表7 二等水準(zhǔn)測量精度要求(單位:mm)

由往返測高差不符值檢核表可得出結(jié)論:二等水準(zhǔn)往返測高差不符值滿足規(guī)范要求的 ± 4，外業(yè)觀測數(shù)據(jù)合格。

5.2 每公里高差偶然中誤差評(píng)估

對二等水準(zhǔn)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行每公里高差偶然中誤差統(tǒng)計(jì)，以確定其原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量。每公里高差

式中:Δ——測段往、返測高差不符值，mm;L——測段長度，km;n——測段數(shù)［4］。

經(jīng)計(jì)算，某大橋每公里高差測量偶然中誤差±0.65 mm。附合水準(zhǔn)路線每公里高差偶然中誤差偶然中誤差計(jì)算公式為:滿足二等水準(zhǔn)測量限差1mm的要求，原始觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量合格。

5.3 附合水準(zhǔn)路線高差閉合差統(tǒng)計(jì)

表8 某大橋附合水準(zhǔn)路線高差閉合差表

通過以上二等水準(zhǔn)各項(xiàng)精度指標(biāo)檢核，可以得出結(jié)論，二等水準(zhǔn)復(fù)測成果達(dá)到《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》要求。

5.4 高程網(wǎng)擬穩(wěn)平差

根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》(TB10601－2009)第5.7節(jié)的有關(guān)規(guī)定，施工復(fù)測沒有明確要求進(jìn)行復(fù)測高程的平差計(jì)算對比分析，因此，在對復(fù)測高程控制網(wǎng)進(jìn)行平差時(shí)，進(jìn)行擬穩(wěn)平差。以各測段復(fù)測和原測的高差為依據(jù)，采用擬穩(wěn)平差方式，對復(fù)測高程控制網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算。結(jié)果見表9。

表9 某大橋高程擬穩(wěn)位移中誤差

平差完成后，將擬穩(wěn)平差結(jié)果與原測高程成果進(jìn)行對比，計(jì)算出各點(diǎn)的高程位移值和位移中誤差(詳見表9)，并按以下原則進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性探查。

(1)如果高程位移值的絕對值小于或等于位移中誤差，則認(rèn)為該點(diǎn)的高程位移值純屬由于測量誤差干擾而產(chǎn)生，該基點(diǎn)必定是穩(wěn)定的;

(2)如果高程位移值的絕對值小于或等于兩倍的位移中誤差，則認(rèn)為該點(diǎn)的高程位移值基本上屬于測量誤差的干擾，該基點(diǎn)基本上是穩(wěn)定的［5］;

(3)如果高程位移值的絕對值大于兩倍的位移中誤差，則認(rèn)為該點(diǎn)的高程位移值已經(jīng)超出了測量誤差的范圍，該基點(diǎn)可能是不穩(wěn)定的;

根據(jù)以上原則，穩(wěn)定性的探查結(jié)果見表9。從表中可以看出，水準(zhǔn)基點(diǎn)高程位移值均小于兩倍的位移中誤差，可以認(rèn)為水準(zhǔn)基點(diǎn)沒有發(fā)生明顯的沉降。

5.5 高程網(wǎng)常規(guī)平差

根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》(TB10601－2009)第5.7 節(jié)和第4.5.3 條的有關(guān)規(guī)定，某大橋選取2個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)原測高程作為控制基準(zhǔn)，采用常規(guī)平差方式對二等水準(zhǔn)高程復(fù)測控制網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算。本次平差計(jì)算采用“高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件”進(jìn)行。平差后，高差觀測值改正數(shù)最大值為2.8mm，驗(yàn)后單位權(quán)中誤差為1.769mm，數(shù)據(jù)合格。

6 結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場檢查確認(rèn)以及復(fù)測和數(shù)據(jù)對比分析，某大橋相鄰的線路水準(zhǔn)基點(diǎn)間復(fù)測高差與原測高差的較差均滿足規(guī)定的限差要求，高程控制測量可以采用原測的結(jié)果。

［1］許小杰，王強(qiáng).一等水準(zhǔn)控制網(wǎng)在桐柏電站下庫壩安全監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.浙江水利科技，2007，(1).

［2］陳煒斌，田兆權(quán).滬寧城際鐵路路基沉降觀測與評(píng)估簡［J］.山西建筑，2009，(35).

［3］周東衛(wèi).高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ精密測量若干問題探討［J］.鐵道勘察，2011，(5).

［4］賴鴻斌，馬德英，梅熙，等.山區(qū)二等三角高程測量方法的應(yīng)用研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2012，(6).

［5］鄧小川.彭水電站首級(jí)施工控制網(wǎng)的建立［J］.地理空間信息，2004，(5).