提高傳統(tǒng)跨河水準(zhǔn)測量精度的技術(shù)分析

蔣軍宜 康艷麗

(中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400)1;

(深圳市地籍測繪大隊(duì)，廣東 深圳 518034)2

1.跨河水準(zhǔn)測量簡介

跨河水準(zhǔn)測量作為高程傳遞的一種特殊方法，在國家大型橋梁施工中應(yīng)用較為普遍，通過跨河水準(zhǔn)測量將江河湖海兩岸的水準(zhǔn)點(diǎn)高程聯(lián)系起來，建立全橋統(tǒng)一的高精度的高程基準(zhǔn)，以保證大型橋梁合攏精度的需要。因此，在建立大型橋梁高程控制網(wǎng)中，提高跨河水準(zhǔn)測量的精度就顯得非常必要。本文對影響跨河水準(zhǔn)測量精度的各因素進(jìn)行了分析，介紹了提高跨河水準(zhǔn)測量精度的一般技術(shù)要求及注意事項(xiàng)。

2.傳統(tǒng)跨河水準(zhǔn)測量的主要觀測方法

傳統(tǒng)跨河水準(zhǔn)測量的主要方法有光學(xué)測微法、水準(zhǔn)儀傾斜螺旋法和經(jīng)緯儀傾角法等。光學(xué)測微法主要適用于500m以下的跨河水準(zhǔn)測量，傾斜螺旋法適用于跨越障礙距離較大(500m以上甚至1～2km)的跨河水準(zhǔn)測量，經(jīng)緯儀傾角法適用于跨越障礙物的距離在500m以上，其最長的適應(yīng)距離可達(dá)3km。當(dāng)水準(zhǔn)路線跨越江河時(shí)，應(yīng)根據(jù)場地條件、河面寬度和儀器設(shè)備、技術(shù)規(guī)范等情況來選擇適當(dāng)?shù)目绾铀疁?zhǔn)測量方法。

3.傳統(tǒng)跨河水準(zhǔn)測量的場地布設(shè)形式與場地選擇要求

3.1 跨河水準(zhǔn)測量場地布設(shè)形式

根據(jù)現(xiàn)場及儀器情況，在跨河兩岸設(shè)置的儀器站和標(biāo)尺點(diǎn)應(yīng)構(gòu)成對稱的圖形，如圖所示之“Z”字形 (a)、平行四邊形(b)和等腰梯形 (c)，圖中Ⅰ為儀器站，b為標(biāo)尺點(diǎn)，要求b1I1=b2I2，I1b2=I2b1。

由于在兩個(gè)測站上觀測時(shí)，遠(yuǎn)、近視距是近似相等的，所以儀器i角誤差對水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)的影響，在平均高差中得到抵消。

3.2 跨河水準(zhǔn)測量的場地選擇要求

根據(jù)跨河水準(zhǔn)測量的特點(diǎn)，為了盡可能使往返跨越障礙物的視線受著相同的折光影響，減少各種誤差的影響，其應(yīng)滿足以下要求:

1)跨河水準(zhǔn)的工作場地一般應(yīng)盡量選擇在兩岸地形相似、高度相差較小而且觀測距離最近的河段處;

2)視線避免通過草叢、河灘的上方，同時(shí)盡量使觀測視線避免東西朝向及正對日照方向;

3)測站點(diǎn)至水邊的距離應(yīng)近于相等并大于2m，視線離開水面要有足夠的高度，一般不應(yīng)小于2～3m，同時(shí)儀器水平視線對標(biāo)尺也高于1.5m為宜。

4.跨河水準(zhǔn)測量的觀測要求及注意事項(xiàng)

如何在高精度跨河測量中消除或減小外界影響所產(chǎn)生的誤差提高觀測精度，在觀測過程中應(yīng)根據(jù)天氣、季節(jié)的變化采取一些必要的措施。本人通過多年來對跨河水準(zhǔn)測量工作中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)歸納，認(rèn)為在三等水準(zhǔn)測量過程中應(yīng)注重以下幾方面的問題:

1)觀測前先進(jìn)行水準(zhǔn)儀的i角檢驗(yàn)與校正，保證儀器i角在6〞以下，當(dāng)采用兩臺水準(zhǔn)儀對向觀測時(shí)，還需盡量使兩臺儀器的i角同號，異號時(shí)其絕對值之和應(yīng)小于6〞;同時(shí)為了使儀器與外界氣溫趨于一致，觀測前應(yīng)將水準(zhǔn)儀放置于露天陰影環(huán)境下半小時(shí)，觀測時(shí)應(yīng)配備大測傘或搭立觀測棚;

2)跨河水準(zhǔn)觀測宜在風(fēng)力較小、氣溫穩(wěn)定的陰天進(jìn)行，如果是晴天，觀測時(shí)間上午為日出后半小時(shí)至上午十點(diǎn)左右，下午為16點(diǎn)至日落前半小時(shí)，可根據(jù)地區(qū)季節(jié)情況適當(dāng)調(diào)整;

3)測站點(diǎn)、立尺點(diǎn)應(yīng)每天檢測一次，立尺時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)用尺架撐穩(wěn)，觀測過程中確保圓水準(zhǔn)氣泡居中，使水準(zhǔn)尺處于鉛垂位置;

4)儀器換岸搬移時(shí)，應(yīng)仔細(xì)裝箱與運(yùn)護(hù)確保儀器不受震動(dòng)，再次觀測時(shí)不得觸動(dòng)調(diào)焦螺旋和目鏡，以保證觀測時(shí)望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸位置不變;

5)陰天氣溫變化不大、呈像清晰穩(wěn)定是跨河觀測的有利時(shí)間應(yīng)盡量利用。如發(fā)現(xiàn)氣溫不穩(wěn)定、氣流變化較大時(shí)不宜進(jìn)行觀測;

6)由于折光對同一天的測回呈現(xiàn)系統(tǒng)性，故一處跨河測量所有測回最好均勻分布于各時(shí)間段內(nèi)，岸邊和上、下午的測回?cái)?shù)應(yīng)對稱;

7)在長江下游、沿海地區(qū)進(jìn)行跨河、跨海水準(zhǔn)測量時(shí)，由于下游地勢平坦，跨河視線較低且水域較寬，受潮汐、風(fēng)向等影響較大，故測量前應(yīng)提前掌握潮汐、風(fēng)向的規(guī)律，合理利用有利時(shí)間進(jìn)行觀測。

8)跨河水準(zhǔn)測量的全部觀測測回?cái)?shù)，應(yīng)分別在上午和下午觀測各占一半。由于儀器的i角不能在單向觀測值中消除，測回應(yīng)以同一儀器的上、下半測回的觀測組成。根據(jù)工程測量規(guī)范，三等跨河水準(zhǔn)測量的觀測測回?cái)?shù)及限差規(guī)定應(yīng)按照下表執(zhí)行:

三等跨河水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求

5.結(jié)語

跨河水準(zhǔn)測量是橋梁工程高程控制網(wǎng)測量的重要組成部分，隨著現(xiàn)代橋梁向大跨徑、高墩高塔、鋼結(jié)構(gòu)等新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，跨河水準(zhǔn)測量的精度要求逐步提高。因此，為確保大跨徑橋梁工程的合攏精度，開展對提高跨河水準(zhǔn)測量精度的技術(shù)研究和分析是很有必要的。本論文詳細(xì)介紹了跨河水準(zhǔn)測量場地的布設(shè)形式及觀測注意事項(xiàng)，相信給各位同行在提高跨河水準(zhǔn)測量精度的實(shí)際操作中能起到非常好的參考作用。

［1］孔祥元，郭際明，劉宗泉大地測量學(xué)基礎(chǔ)［M］武漢:武漢大學(xué)出版社，2005

［2］中華人民共和國建設(shè)部工程測量規(guī)范 (GB50026－2007)［S］北京:中國計(jì)劃出版社，2007

［3］周兩振，張鐸強(qiáng)精密跨河水準(zhǔn)測量中大氣垂直折光問題的探討［J］地礦測繪，2004