【关键词】特大桥;桥位控制网;测量;计算
【中图分类号】 [TU279.7+2] 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-7723(2005)08-0135-02 桥梁是公路最重要的组成部分之一。在桥位的控制测量中,一般精度要求较高,特别是特大桥的桥位控制网更是如此。建立特大桥的桥位控制网的传统方法, 一般是采用测角网;随着电磁波测距仪的广泛应用,又出现了测边网。测角网有利于控制方向误差,而测边网有利于控制长度误差。为了充分发挥二者的优点,现在一般布设同时测角和测边的边角网。
一、公路特大桥的桥位控制网的布设要求
特大桥的桥位控制网的布设除满足三角测量本身的需要外,还要求控制点应选在不被水淹,不受施工干忧便于放线的地方,并且其中两点应设在桥轴线上,桥轴线上的控制点间应实测距离,基线应尽量与桥轴线垂直。基线长度一般不小于桥轴线长度的0.7倍,困难地段不小于0.5倍。
二、公路特大桥的桥位控制网的技术要求
表1 控制网的技术指标 注:桥长>500m为特大桥。
三、公路特大桥的桥位控制网的网形设计
桥位控制边角网的网形主要有双三角形、四边形,双四边形。如图1:
双三角形 四边形 双四边形
图1
桥位控制边角网应根据地形情况以及桥梁长度进行布设,若桥位有一岸有障碍物或其它因素不宜测定基线的地形,可布设为双三角形;若两岸均有一侧不宜测定基线的地形,可布设为四边形;若两岸是两侧均可测定基线的地形且长度>2000m时可布设双四边形。
由测量平差原理可知,如果三角形的所有边和角都测了,无论采用条件平差还是采用间接平差,都会大量增加法方程式的解算工作。因此布设边角网时,还需考虑计算的难易、繁简,一般情况下,不一定观测所有的边长,尽可能采用较简捷的方法进行布网和观测,只要有足够的多余观测可作为检核即可。
四、实例分析及计算
北江某特大桥,桥轴线长1237.795m。地形条件:南岸两则无障碍物,易于测边;北岸两侧均为建筑群,不宜测量基线,试进行桥位控制网的布设及观测值平差计算。
(一)确定控制网的等级及网形布设
如表1可知,应布设四等网。
采用边角网,布设图2所示的双三角形。等精度观测六个内角L1、L2、L3、L4、L5、L6和三条边S1、S2、S3,其中S2为桥轴线(观测值见表2)。
图2
(二)边角网的计算(按条件平差)
1.改正数条件方程式
由多余观测可列出独立的两个图形条件式和两个正弦条件式。
L1+L2+L3-1800=0 不符值:W1=1.2″
L4+L5+L6-1800=0 W1=5.5″
S1 sinL2-S2sinL1=0 W1=-10.43
S2sinL6-S3sinL5=0 W1=-9.95
对第三式取全微分
sinL2S1+ S1 cosL2
用改正数代替对应的微分得改正数条件方程式:
同理得双三角形改正数条件方程组,代入观测值不符值为:
V1+V2+V3+1.2″=0
V4+V5+V6+5.5″=0
-4.27 V1+2.36 V2+0.87Vs1-0.70 Vs2-10.43=0
-2.75 V5+4.35 V6+0.69Vs2-0.83 Vs3-9.95=0
2.法方程式例立
令测角中误差MB为单位权中误差,则角度的权为PB=1;边长的权为PS1=M
式中MB由非列罗公式求得,边长中误差采用测距仪标称误差。本例实测时采用2″级宾得全站仪,则
Ms=±(2mm+2×10-6.D)
法方程式的组成
3.改正数的计算
解法方程式得Ka、Kb、Kc、Kd将其代入下式得改正数。
Vi=
4.最或自然值的计算
观测值加改正数即为最或然值。
全过程计算如表2
表2 边角网平差计算
辅助计算如下:
1.测角中误差
2.法方程式组成及解算
3K -1.91Kc+1.2=0 3Kb+1.60Kd+5.5=0
-1.91Ka+27.96Kc-1.85Kd-10.43=0
1.6 Kb-1.85Kc+30.44Kd-9.95=0
解法方程式:
Ka=-0.15 Kb=-2.07 KC=0.39 Kd=0.46
3.边长相对中误差。
S2边长相对中误差为:
五、结 语
综合上所述,特大桥的桥位控制网宜采用边角网测设,从实例计算可以看出,测量成果精度还是比较高的。但在实际应用中应根据实际情况布网及观测,使测量工作在成果可靠的基础上更简捷、灵活、高效。
【参考文献】
[1]公路勘测规范JT061-99[S].北京:人民交通出版社出版,1999.
[2]刘启沐.测量平差[M].北京:测绘出版社,1984.
[3]钟孝顺,等.测量学[M].北京:人民交通出版社,1997.
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