斜拉桥主塔测量三维极坐标放样精度分析.pdf

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1、葛工程测量与检测EngineeringSurvey&Detection斜拉桥主塔测量三维极坐标放样精度分析杨辉(中交一公局第四工程有限公司，广西南宁530031)摘要：通过对三维极坐标测量放样原理公式中的各参数进行分析，得出误差来源，根据误差传播定律，算出相应的定位精度公式。由此可知放样点的位置精度主要取决于测量仪器本身的精度和放样图形各元素，分析各因素后得出三维极坐标测量方法的最终误差。对EDM单向观测而言，高差中含有5项误差来源，对各个误差逐一进行计算并对其定位点精度的影响因素进行分析，以保证斜拉桥测量达到预期精度。关键

2、词：斜拉桥；测量；三维极坐标；精度分析中图分类号：U452．2：U455．91文献标志码：B文章编号：1009—7767(2016)03—0166—03．AccuracyAnalysisofDimensionalPolarCoordinationMeasurementLoftingofCableStayedBridgeMainTowerYangHui随着全站型电子速测仪和全球定位系统(GPS)在工程建设中的成功应用并日益普及．目前国内已建成的大型斜拉桥施工测量控制所采用的主要方法有三维极坐标法和GPs定位两种。如润扬长江公路

3、大桥北汊桥、武汉长江二桥南汉桥、南京长江三桥、宁波招宝山大桥、李渡长江大桥、苏通长江大桥、广东虎门大桥、东海大桥等均采用全站仪三维极坐标、GPS进行施工测量控制，或两者配合使用进行塔柱及其预埋构件的测量定位，都取得了良好的效果。笔者针对斜拉桥施工测量采用全站仪三维极坐标法时的放样精度进行研究分析。1三维极坐标放样原理[1-31如图1所示，0为测站点，P为放样点。采用全站仪测定P点与0点的斜距．s，垂直角Ol和水平角度0．则P点相对0点坐标为：x=Ssinacosp：y=Ssinasinp：h=Scosa。根据误差传播定律，则

4、相应的定位精度为：mxZ=msaCOS2acos2伊hs2sin20X!OS2锄a劲镪os20A30S20ml劫2；％毡m)cos2asin20-S2sin2asin2Om。2，p销2cos2t／COS2Om，劫2；mh2_-m知os20q-S2cos2口(砜劲2)。(1)式中：／'R。、m。、m。分别为仪器本身测量距离、垂直角度和166啼荭投木2016No．3(May)V01．34图1三维极坐标法计算原理示意图水平角度。令ml=msCOSac080，m2=Ssinacos0m]p，m3=Scosacos‰如。m4=msCO

5、Sasin8。ms=Ssinasinemop。m6=Scosacos饥咖，mT=msCOS口，m8：Scos凹妇，rnl～m8分别表示测量距离、水平方向和天顶距的误差对放样点坐标精度的不同影响，代入式(1)，则有：m。2=m12+m22+m62；眠2=m42+m52+m62；mh2-．-_m72+m82。(2)由式(2)可以看出，放样点的位置精度主要取决于测量仪器本身的精度和放样图形元素S、a、0。TCA2003标称测距精度1mm+lppm，竖直角测角精度1”，通过理论计算得知最大误差为1．2～1．6mm。由此可知，在观测墩

6、与塔柱间进行距离测量的精度理论上可优于2mln。测角精度以0．5”计，前视300"--800m时TCA2003测距与测角匹配较好。劲性骨架和模板定位采用TEA2003全站仪三维极坐标法测量定位．其测距标称精度1mm+lppm，测角精度0．5”，控制点到塔柱中心的最远距离约400m，控制网点位中误差m控=±3mill，对中误差m对中=lmm，目标点误差m目标=lmm，则全站仪坐标测量方法的最终误差为：J7I：如=±、／，‰72+m控2+m对中2+，n目标2。2EDM三角高程精度【4_7]高程测量的传统方法是直接用钢尺配合几何水

7、准传递，即采用与检定时质量相当的重物吊挂在钢尺上并用水准仪照准钢尺读数，便可直接得到垂直距离，进而可方便地求出不同截面的标高。采用该方法时要注意对钢尺长度进行相应的改正：尺长改正数缸d=(￡’一厶)×￡厄o；温度改正数△厶=口(f—to)×L；垂直改正数ALl-一LT／24／皿；自重伸长改正数A12=一RL2／2E。其中：Lo为钢尺名义长度；L7为钢尺实际长度；a为钢尺线膨胀系数；幻为检定时温度；Q为钢尺总重；JP为检定时拉力；尺为钢的密度；E为钢的弹性模量。几何水准配合钢尺方法虽然简单易行，但随着施工的开展塔高逐渐增大，每

8、次接高的高度很大，加之施工现场各种因素的干扰(如重物质量、高度受塔柱操作平台的影响)，实施过程中会遇到种种困难，测量效率较低。由于高程测量精度要求较高，因此有必要采用不同的方法做出检核。EDM三角高程法就是较为理想的校核方法之一。三角高程单向观测示意图如图2所示，高差的计算公式：HsB=D