公路工程水准测量的误差及控制

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公路工程水准测量的误差及控制

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 1005


  摘要:水准测量是采用几何原理,利用水平视线测定两点间高差。公路工程测量过程中会出现各种误差,本文简要的分析水准测量的误差及控制方法。

  关键词:水准测量;误差;控制

  一、概述

  公路工程水准测量是采用几何原理,利用水平视线测定两点间高差,仪器使用水准仪,工具是水准尺和尺垫。公路工程测量一般都使用微倾式自动安平水准仪,每公里精度能达到3mm,水准仪在一个测站的基本程序是:安置仪器,粗略整平,瞄准水准尺精平和读数,在每一测段测定完后复核结果。同一施工路线采用同一个高程系统测量方法是基平与中平同时测量,两台水准仪同时观测一个水准尺,间视和转点由两个人立水准尺。两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数,一个水准点段测完后,进行检核,每一测站如果没有检查和复核,将为误差的积累创造条件,容易返工,耽误时间,浪费人力,在工程实践中,这一方法经常出现错误。现在我们将水准点与中桩分开观测,水准点观测采取往返测量,成果整理要求高差闭合差fh容(fh容=∑h往∑h返)达到平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度,长度越长,精度越低,山区则是测站,测站越多,精度越低。

  二、水准测量的误差分析及控制

  水准测量误差产生有仪器误差,观测误差和外界条件的影响三个方面。

  1.仪器误差。准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差;仪器虽在测量前经过校正,但仍会在残余误差,因此造成水准管气泡居中,水准管轴居于水平位置,而望远镜视准轴却发生倾斜,致使读数误差。这种误差与视距长度成正比,观测时可通过中间法(前后视距相等)和距离补偿法(前视距离和等于后视距离总和)消除。中间法在实际操作过程中立尺人是关键,可采用普通皮尺测定距离之后立尺。而补偿法却不易操作。另外有水准尺误差:水准尺误差有尺长误差(尺子长度不准确),刻划误差(尺上的分划不均匀)和零点差(尺的零刻划位置不准确),三种情况组成。施工测量前对所使用的水准尺进行检查,尽可能不使用尺长误差和刻划误差的标尺,如只能使用应找出误差特点,进行数据修正后进行使用,对于尺的零误差,控制方法可通过在一个水准测段内,交替轮换使用两根水准尺(本测站用作视尺,下测站用作前视尺),并把测段站数目布设成偶数,以在高差中相互抵消,同时可减弱刻划误差和尺长误差的影响。

  2.观测误差。

  (1)符合水准管气泡居中的误差:由于符合水准气泡未能做到严格居中,造成望远镜视准轴倾斜面,产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关,景要是水准管分划值J的大小。此外,读数误差与视线长度成正比,水准管居中误差一般认为是0.1.J,根据人公式m居=0.1.s/p,因此只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中,且对视线长度加以限制,与中间法一致,此误差可消除。

  (2)视差的影响当存在视差时,尺像与十字丝平面不重合,观测时眼睛所在的位置不同,读数也不同,产生读数误差。所以在读数前,要进行仔细物镜对光,消除视差。

  (3)水准尺的倾斜误差水准尺如果是向视线的在右倾斜,观测时通过望远镜十字丝很容易察觉。尺子倾斜总是使尺上读数增大,它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小(即视线距地面主高度)有关。尺的倾斜角越大,对读数的影响也越大;尺上读数越大,对读数的影响就越大。所产生的读数误差为△a=(1-r)当r=30,a=1.5时,△a=2㎜.因此,此项影响是不容忽视的。通常我们立镜高度是1.6m~1.7m,则△a就超过2㎜以上,因此,在施工测量中,一定要认真立尺,使尺处于铅垂位置尺上有圆水准的应使气泡居中。

  3.外界条件的影响。用水平面代替水准面对高程的影响,可以用公式△h=D2/(2R)表式:地球半径R=6371km,当D=75m时,△h=0.44㎝;当D=100m时,△h=0.08㎝时;当D=500m时,△h=2㎝时,当D=1km时,△h=8㎝;当D=2km时,△h=31㎝.显然,以水平面代替水准面时,高程所产生的误差要远大于测量高程的误差,所以,对于高程而言,即使距离很短,也不能将水准面当作水平面,一定要考虑地球曲率对高程的影响,实测中可采用中间法消除。大气折光使视线成为一条曲率为地球半径7倍的曲线,使读数减小,可用公式△h=D/2(2×7R)表示,视线离地面越近,折射越大,因此视线距离地面的角度不应小于0.3m,并且其影响也可用中间法消除或减弱,应避开光照强烈的中午时间。此外,应选择有利的时间,一日之中,上午10时至下午4时这段时间大气比较稳定,便于消除大气折光的影响,但在中午前后观测时,尺像会有跳动,影响读数,应避开这段

钢塑土工格栅以高强钢丝(或其他纤维),经特殊处理,与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),并添加其他助剂,通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带,且表面有粗糙压纹,则为高强加筋土工带。由此单带,经纵、横按一定间距编制或夹合排列,采用特殊强化粘接的熔焊技术(超声波焊接技术)焊接其交接点而成型。应用领域: 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

时间,阴天、有微风的天气可全天观测。

  仪器下沉是指在一测站上读的后视读数和前视读之间仪器发生下沉,使得前视读数减小,算得的高差增大。为减弱其影响,当采用双面尺法或变更仪器高法时,第一次是读后视读数再读前视读数,而第二次则先读前视读数再读后视读数。即“后、前、前、后”的观测程序。这样的两次高差的平均值即可消除或减弱仪器下沉的影响。

  水准尺下沉的误差是指仪器在迁过程中,转点发生下沉,使迁站后的后视读数增大,算得的高差也增大。如果采取往返测,往测高差增大,返测高差减小,所以取往返高差的平均值,可以减弱水准尺下沉的影响。最有效的方法是应用尺垫,在转点的地方必须放置尺垫,并将其踩实,以防止水准尺在观测过程中下沉。

  三、结语

  减小和消除误差的方法都是以增加时间或采取更多的步骤为代价。在测量中操作熟练,才能提高观测的速度,采取规范的办法,严格执行正确步骤,司仪与立尺互相配合,才能得到正确结果。只有认真细心,反复校核,相信测量误差会减小到最低。

  参考文献:

  [1]钟孝顺,聂让。测量学。北京:人民交通出版社,2005,8


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