海上单桩桥梁高程测量方法探讨

海上单桩桥梁高程测量方法探讨

发表时间：2018-02-05T16:06:25.007Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：姚立波熊宗涛

[导读] 海上大型桥梁建设过程中，高程测量是必不可少的测量控制方法。

浙江交工集团股份有限公司大桥分公司浙江杭州 310051

摘要：海上大型桥梁建设过程中，高程测量是必不可少的测量控制方法，但是大风、潮汐、地球曲率、大气折光及施工等因素都会对高程测量造成非常大影响，下面简要讨论一下海上高程测量的方法。

关键词：海上高程测量、“短距离”、三角高程。

1.工程概况

岱山县鱼山大桥主体工程项目连接了鱼山岛和岱山本岛，起点桩号K0+000，终点桩号K8+815，全长8.815km，其中设桥梁7781.75m/1座，海上控制点距离线路超过1.5km，需选择合适的方法进行高程的传递和测量。

2.常规的高程测量方法

(1)几何水准测量

几何水准测量是利用仪器的水平视线测定两点之间的高差，几何水准测量目前使用的仪器主要是光学水准仪和数字水准仪，光学水准仪与数字水准仪相比较，日常测量携带更加方便，但是数字水准仪可自动对焦、自动读数、自动对数据进行处理，速度更快、精度更高、数据存储和处理功能更加强大。

(2)三角高程测量

三角高程测量是观测两点间的水平距离和垂直角，应用三角公式计算出两点间的高差，A、B两点间的高差为

若有n个公共点，则可组成n误差方程，按

=min的原则，可以解算出m（m≤n）个未知系数，上式m=6，即至少需要6公共点。在拟合区内，只要知道任一点k的平面坐标，即可带入上式，计算出该点的大地水准面高Nk，进而得到其水准高程Hk。

3.海上测量常规方法的缺点

本项目线路海域属岱衢洋，岛礁杂乱分布，暗流涌动，环境条件比较复杂。平均年大于6级的大风天气达到60天，海洋潮汐属非正规半日潮，潮流以往复流为特征，潮差达到2～3米。我们使用光学水准仪、数字水准仪、精密全站仪、GNSS接收机采用四种方法分别从48#～65#墩栈桥上进行高程测量，得到了如下的结果：

(1)使用苏一光DSZ1光学水准仪（每公里往返误差1mm）和索佳B20光学水准仪(每公里往返误差0.7mm)在栈桥上进行三、四等高程联测，前、后尺距离控制在50米内，水平视线在水准尺上读数最大浮动差达到20cm左右，无法进行高程联测。

式中：△T为全站仪MAX竖直角浮动值,D为三角高程测量水平距离。

(5)通过对地球曲率、大气折光、全站仪竖直角浮动值三方面在三角高程测量过程中对高差的影响进行分析和总结，本项目最终采用如下方式进行高程的联测。

a)使用两台高精度全站仪同时进行对向三角高程测量。

b)选择晚上风力小于3级的天气，在平潮时间段进行测量。

c)为了增加仪器的稳定性，根据栈桥桥面是钢板的特性，全站仪三角架

与栈桥面接触位置加设减振橡胶垫和T12+ T8开关磁铁，增加仪器的稳定性。

d)观测使用定制的觇牌，尺寸0.8×0.8m，觇牌与棱镜中心的水平线上开水平槽，安设发光标记用于十字丝水平线精确照准。

e)通过计算竖直角误差达到30″时，在200m的距离上进行三角高程测量，对高差造成的影响达到15mm。可以得出距离是影响高程测量误差的最大因素，缩短三角高程的测量距离是提高精度的最有效途径，高程联测量时应将三角高程的测量距离控制在200m以内，采用“短距离”测量方法进行高程的联测。

5.“短距离”三角高程联测总结

按上述方法我们在48#～65#墩栈桥之间共设置10个中间点，距离1740m，平均每站距离174m,使用“短距离”三角高程法进行了48#～65#墩高程往返联测。经测量，得出hBA=0.017m，hBA=0.013m,距离L=1740m。则 =0.015m。路线往返高差不符值=4mm，国家三、四等水准测量规范中三等水准测量往返高差不符值的限差为 =15.8mm，△h=4mm＜15.8mm，符合三等水准测量规范要求。

结论

海上高程测量，受条件限制各种常规测量方法存在一定的局限性。使用“短距离”三角高程测量，通过缩短距离、增加仪器稳定性，改进觇牌照准标记等方法降底误差，在一定条件下可以达到三、四等水准测量的精度。

参考文献：

[1]张正禄，工程测量学，高等学校测绘工程专业核心课程规划教材，武汉大学出版社，2013.

[2]程效军、鲍峰、顾效烈，工程测量学，普通高等教育本科国家级规划教材，同济大学出版社，201