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用边角网和结点导线网代替传统桥梁平面控制网的应用


所属栏目:建筑施工论文
发布时间:2012-05-29 11:31:16  更新时间:2023-06-01 17:03:58

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【摘要】:本文通过对桥梁平面控制网的改造即用边角网、结点导线网取代传统的测角网、单一的导线网从而提高精度和效率进行了分析和探讨。
关键词】:边角网点位中误差 相对精度
 
  随着我市近几年城市高速公路的快速发展,大桥、特大桥、匝道互通区的施工在我院承揽的勘测项目中也越来越多,如何提高特大桥、匝道互通区平面控制网的布网速度及精度,减少误差,越来越迫切的摆在测量人员的面前。本文通过对传统的桥控网(测角网)改造为边角网,对匝道互通区用结点网代替单一的导线网,进行了初步探讨,对精度的提高进行了一定的分析评定,根据地形地貌尽最大可能减少控制网的误差,对施工的影响可忽略不计,现举两实例供广大同行参考。
例一、 连霍高速公路灵宝段七标“枣乡河特大桥“:本桥桥长2450米,最大水深5米。按照传统布网形式选择经典图形大地四边形布控,测角中误差《±2.5秒施测。如图4所示:
桥梁网-边角控制网
  现要提高控制网的精度,在测角网的基础上加测边长,改造为边角网。目的使待定点位的误差减少,提高相对精度。
例如图4一、为测角网时(已知起算边AB=2231.0937m,桥轴线长度BP2=2650.6025m,测角中误差mβ=±2.5〞起始边、基线边丈量精度不低于1/30)平差后桥轴线边长相对中误差ms/S=1/22.6。现改造为边角网加测边长AP1、AP2、BP1、BP2、BP3、BP4、(注意:一定要使观测边的权与测角的权相匹配、精度相当,此例光电测距鉴定精度不低于2+2PPm)。
改造后如图例二,加测边长成为边角网严密平差后精度提高见下表:

 

边长相对中误差ms/s 点位误差M
边号 测角网 边角网 精度提高倍数 点号 测角网(单位mm) 边角网(单位mm) 精度提高倍数
AP1 1/15.7 1/62.9 4.0 Mx My M测角 Mx My M边角 M测角/M边角
BP2 1/22.6 1/72.5 3.2 P1 13.4 9.5 16.4 4 7 8 2.1
P3P4 1/15.1 1/58.8 3.4 P2 12.1 11.3 16.6 4 7 8 2.1
BP1 1/29.3 1/86.5 3.0 P3 13.7 13.3 19.1 7 8 11 1.7
BP3 1/15.4 1/67 4.4 P4 8.2 14.7 16.8 9 4 10 1.7
                         

 

 

通过以上两组数据比较,改造为边角网后,精度大大提高。桥轴线的相对中误差由原来的1/22.6万提高为1/72.5万。如仍选用传统的测角网布控,则测角中误差mβ《±1.8秒方能满足规范要求,边角网与测角网相比施测时间缩短10天左右。
  需要注意的问题是:过水面测距时的时间段选择应尽量减少水面反射光的强度影响,一般应选在清晨日出前或黄昏时,尤其要注意桥轴线上的距离实测值与基线推算值应加以比对,防止出现错误,边长要往返观测。
 例二 由匝道桥组成的互通区,以前易出现的问题:单一闭合导线转折角过多、边过短、误差累积过大,有主线桥的未以主线桥相接处附近为导线起始点。解决的方法:由单一闭合导线改为带结点的导线网,结点数视通视情况和地形复杂程度而定,例如图6:“京津高速天津中段东堤头互通立交”匝道导线网J1、J2、J3分别为结点,A、B、C、D为已知点且两两通视各条导线的边长以标在图上,预设测距的精度为5+5ppm,平均边长为200m。测角中误差mβ=±5"按结点导线精度估算各结点误差如下:
MJ1=+18mm,MJ2=+16mm,MJ3=+22mm各闭合环的相对精度为:Ⅰ环=1/8.9万、Ⅱ环=1/10.5万、Ⅲ环=1/8.3万、Ⅳ环=1/9.1万,如未形成结点(图6网图二)相应各点的点位误差为:MJ1'=+23mm , MJ2'=+28mm,MJ3'=+33mm。
各条导线边的相对精度:第一条=1/6.5万,第二条=1/4.3万,第三条=1/5.2万。

点位 MJ1 MJ2 MJ3
精度提高 28% 75% 50%

 
 


 
可见形成节点后各点位的精度都有显著提高。
在测角中每测站采用左右角观测,平差时则增加一个圆周条件从而减小误差,理论推导如下:
设左角观测值为L,同理右角为R, L+R-360=W,改正后L’= W,R’= W,以左角L’为例:L’=-  [L+R-360],L’=- L-1/2R+180,两边求导dL’= dL-1/2DR,根据误差传播定律M2L1=1/4M’L+1/4M2R因为L与R是同一测站上的两个相关角度,因此观测为等精度,故ML=MR=Mβ,M2L= 1/2╳Mβ,ML= Mβ 1/2,ML=0.7Mβ。即左右角观测圆周闭合差分配后精度比单一观测误差减少30%。
通过对以上两种布设桥梁平面控制网的探讨,根据现场情况,工程所需的仪器设备、配备等,可选用不同的平面控制网布设形式和精度。以上两例是我院测量人员在实践摸索中的应用,供我市广大同行参考并提出宝贵意见和建议。
参考文献:
[1] 顾孝烈 《城市导线测量》同济大学
[2] 陈龙飞、金其坤 《工程测量》同济大学出版社
[3] 李青岳 《工程测量学》测绘出版社
[4] JTJ0417—2000,公路桥涵施工技术规范 [S]
[5] 刘启沐 《测量平差》测绘出版社
[6] 建设部、国家技术监督局 《工程测量规范》GB50026-93
[7] 武汉测绘科技大学 《边角网平差范例》
 
 
 



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