浅谈导线测量在公路工程中的应用

浅谈导线测量在公路工程中的应用

何龙龙

中交一公局总承包公司天水斜拉桥项目

【摘要】：随着测距技术的发展，各种测距仪、全站仪在导线测量中得到了广泛应用。在实际作业中，如果依据的控制点成果精度低，同时又不大注意测距仪器的使用，则施测结果常达不到测量规范相应等级的精度要求，造成不良后果，轻则返工、延误工期；重则给人民的生命、财产造成重大损失。因此，如何正确地使用这些先进的仪器，保证测量成果的精确无误，一次性达到导线测量成果的精度要求，是本文讨论的重点，并结合天水山水一号大桥项目的导线测量技术和方法等进行简要概述

【关键词】:全站仪导线测量精度

1 .工程概况

本路线起于G316国道（平峪沟西岸以西80米位置），终点与河堤规划路衔接，路线全长1254.52m，以桥梁型式跨越藉河、天定高速、藉河北侧老河堤、河堤规划路后，沿R=100m 的平曲线向东转弯，路线向东行进约80m后，再以一个右转R=70m的平曲线向南转弯，与河堤规划路K0+580进行衔接。

天水市秦州区山水1号斜拉式大桥起点桩号为K0+424，终点桩号为K1+080。主桥上部结构采用(115+130)m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的设计方案；为适应北岸小半径曲线的路线线型，北引桥拟定（4×20+2×3×20）m钢筋混凝土现浇连续梁桥的方案；南引桥拟定(4×30) m预应力混凝土现浇连续梁桥的方案。该桥无通航要求。

2.导线测量的外业

导线测量指的是测量导线长度、转角和高程，以及推算坐标等的作业。在地面上选定一系列点连成折线，在点上设置测站，然后采用测边、测角方式来测定这些点的水平位置的方法。设站点连成的折线称为导线，设站点称为导线点。测量每相邻两点间距离和每一导线点上相邻边间的夹角，从一起始点坐标和方位角出发，用测得的距离和角度依次推算各导线点的水平位置。

2.1平面控制网导线点的布设

平面控制网的布设应符合因地制宜、技术先进、经济合理，确保质量的原则。

路线平面控制网是公路平面控制测量的主控网，沿线各点平面控制网应联系于主控制网上，主控制网宜全线贯通，统一平差。

导线应尽量布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。一级平面控制网中的平均边长为500m，相邻点之间的距离在平原、微丘区不得小于200m，重丘、山岭区不得小于100m，最大距离不得大于平均边长的2倍。平面控制网的设计，应收集公路沿线已有的测量资料，在现场踏勘和周密调查研究的基础上进行。

平面控制点位置的选择应符合下列要求；

（1）相邻点之间必须通视，点位能长期保存；

（2）便于加密、扩展和寻找；

（3）观测视线超越（或旁离）障碍物应在.1.3m 以上；

（4）平面控制点位置应沿路线布设，距路中心的位置宜大于50m 且小于300m，同时

应便于测角、测距及地形测量和定测放线；

（5）路线平面控制点的设计，应考虑沿用线桥梁等构造物布设控制网的要求。在大型构造物的两侧应分别布设一对控制点。

2.2 导线点的制作及埋设要求

导线点作为路线的主要控制桩，是需要保留较长时间、各设计阶段以及施工等都需要重复使用的控制性标志。因此，导线点应选在基础稳定且易于长期保存的地点，埋入地下，桩顶应高出地面1～5cm，并加设指示桩。

导线点应为预制或就地浇筑混凝土桩，其材料及规格如下图1所示。当有整体坚固岩石或建筑物时，可设置在岩石或建筑物上。

图 1 导线点桩的材料与规格

导线点为混凝土桩时，应设中心标志，中心标志须用精细十字线刻成中心点；位于岩石或建筑物上时，应凿成坑穴，埋入中心标志并浇灌混凝土。

（1）所有导线点的标志应采用黑色或红色油漆书写点位名称。

（2）位于岩石或建筑物上的标志，应将岩石或建筑物表层刮干净，并在点位符号的旁边用红色油漆书写标志的名称及桩号。

2.3导线测量的技术要求

导线复测应严格按照一级导线测量相关规定执行。本次平面控制测量采用三测回法进行，从标头GT-10，GT-09与标尾GT-06，GT-05。测量时，先用盘左位置粗略瞄准后视目标，关紧照准部的制动螺旋，再用微动螺旋精准照准目标，读取度盘读数，每照准一次，读数两次。两次读数之差不超过3秒，然后松开制动螺旋，顺时针方向旋转照准部，瞄准前视目标，读取度盘读数，然后采用盘右位置瞄准前视目标，读取度盘读数，再逆时针旋转照准部，照准后视目标读数，完成一个测回。每测回中的水平角观测必须符合表1要求。

表1 水平角观测的技术要求

观测结束后，本项目的导线采用严密平差法进行平差。平差结果文件要求包括起算数据、

方向观测值和改正后的边长值、方向和边长的平差值、点位坐标、点位中误差、边长相对中

表 2 导线测量的技术要求

注：1.表中n为测站数。

2.以测角中误差为单位权中误差。

3.导线网节点间的长度不得大于表中长度的0.7倍。

2.4测量仪器的检定

本项目所有测量仪器如全站仪、水准仪、GPS接收机等都应提前送检，仪器检定合格后，并将检定报告报送测控中心备案，方可进行测量施工。超过检定周期或精度达不到要求的测量仪器禁止使用。

3导线测量的内业计算

导线测量的最终目的是要获得每个点的平面直角坐标，因此外业工作结束后就要进行内业计算。求各导线点的坐标，需要依次推算各导线边的坐标方位角；由导线边的边长和坐标方位角，计算相邻导线点的坐标增量，然后推算各点的坐标。

3.1坐标方位角的推算

观测左角推算坐标方位角的一般公式为：

α前＝α后＋β左－180°

式中，α前表示前一条边的方位角；α后表示后一条边的方位角。推算出的方位角如大于360°，则应减去360°，如出现负值时，则应加上360°。

3.2坐标增量的推算

已知一条导线的方位角A和导线长度L，那么

北坐标轴的增量值x=L×cosA

东坐标轴的增量值y=L×sinA

根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量,来依次计算各加密导线点的坐标，一般情况下即可正常使用了,但仍建议在后续工作中养成检查核对反测结果的习惯,确保控制成果无误后再使用。一旦发现异常,及时采取更正措施。

3.3测量成果的检验

在利用所学公式手动计算成果的基础上，借助道路测设大师，ESDPS（公路工程测量系统）等测量软件，在一次的对测量计算成果进行检验，确保测量成果“精确计算，准确无误”。本项目导线平差计算分别以标头GT-10，GT-09与标尾GT-06，GT-05为已知边进行平差计算。如图2所示，用道路测设大师进行导线严密平差计算。