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1、浅析全站仪在桥梁施工高程测量中的应用摘要：笔者结合多年实际工程经验，对三角高程测量法的基本原理进行了简述，系统地介绍了全站仪的操作方法和使用要点，重点突出了全站仪在桥梁工程高程测量施工中的应用。关键词：全站仪；桥梁测量；三角高程测量全站仪拥有使用方便，可支持扩大存储，内存量大的优点，比如我们使用的Nikon DTM-352C型全站仪存储点就达10000个，并可与电脑连接交换数据。在同一测站中不仅可进行高程测量，距离和角度等平面测量，也可进行坐标测量，坐标放样等，是一种测量效率很高的测量仪器，还可在室内对工程数据进行预先复核输入仪器存放，也大大提高了现场作业的工作效率和准确性。高程测量在桥梁施工
2、过程中最为常用，虽然采用水准仪直接测量具有测量精度高，操作简单的优点，而在桥梁施工或山区环境，其性能将大打折扣，使用起来就极为不便。目前最为工程测量人员接受的使用方法是采用反射镜配合全站仪。本文首先阐述了三角高程测量的原理，然后探讨了全站仪在桥梁工程高程测量施工中的应用。 一、 三角高程测量的基本原理 新型三角高程测量不需要对仪器高和棱镜的高进行测量，可以将全站仪任意设站，就像水准仪一样，且其测量精度较高，测量速度快，可在满足一定外界条件的情况下代替三等或四等水准测量，其基本原理是利用水平距离和竖直角对两点之间的垂直距离进行计算，进而通过基本公式算出高程。上述式子中设测站到A点的天顶距为a，斜
3、距为L，i为测量仪器高，v为棱镜高。高差及斜距水平距可通过使用光电全站仪对棱镜进行照准测距得到，根据竖直角传感器可将斜距转化为高差和平距。 当所采用的三脚架腿加工精度较高时，采取合适的测量方法，棱镜高和仪器高的误差很小，可以忽略，H(i)的精度可根据误差传播定律得到，其精度为。随着倾角的增大，测边误差对高程的影响越来越大，倾角误差对精度的影响也随着倾角增大而减小，取全站仪测距精度(2+2ppm*D)mm左右，测角精度0.5上下，当导线点之间的距离为100m，a=0,测距误差为0.4mm时MH(i)=0.001mm。 二、 全站仪在桥梁工程高程测量施工中的应用 1. 测量方法概述 首先是高程放样
4、测量。地面已知控制点与桥涵的墩台基础以及顶面的高度差一般较大，个别高架桥的高甚至达到数十乃至数百米，因此若直接用几何水准测量其高程是比较困难的，一般采取的方法是使用两台水准仪，辅以悬挂钢尺进行高程放样测量，该方法的缺点是精度差，效率低，劳动强度过大。使用全站仪三角高程测量是解决这类问题的首选方法。全站仪S-OV等于高程差实际测量值与高程差的放样值之差，仪器根据棱镜高，仪器高，放样点设计高，测站高进行计算。实际上，高程放样测量的关键在于要以施工图为主要依据，对放样的高程进行计算，以拓普康型全站仪为例，具体高程放样流程为：(1)在测站安置好全站仪，对仪器高进行精确测量；(2)在仪器菜单选择进入放样
5、；(3)对放样数据进行选择，按S-0，在悬高，高差，平距，斜距之间切换输入模式，内存中的已知高程可通过按读取进行调用，进行放样选观测；(4)按照屏幕显示可对棱镜进行上下移动，向下箭头表示高于放样高程，向下箭头表示低于放样高程；(5)在放样结束后做好中杆底部对应位置的标记，土方工程一般在桩侧用油漆标记放样高程或在桩顶用油漆标记放样高程，对于桥涵混凝土工程来说，一般用油漆标记在模板或混凝土壁上；(6)对放样点高程进行检核复测；(7)在实际工作中，坐标放样，直线角度放样，高程放样一般是同时进行的。 其次是后方交会高程测量。笔者通过在完成江西新余某特大桥工程桩基施工中，发现其加密点已经被破坏，若已施工
6、部分不可能和重新引点完全吻合，那么以已完工的墩台和已知点作为后视对测站高程进行后方高程交会恢复是最具可行性的方法，既能保证和已完工部分吻合又能保证和控制点吻合。具体测量流程如下：(1)在菜单中选取后方交会；(2)选择交会高程并将所有已知点高程输入；(3)观测各已知点；(4)屏幕在已观测量足以对测站高程进行计算时提示进行计算；(5)在完成对全部点的观测后按计算选项，计算结果会显示在屏幕上。 最后是悬高测量。悬高测量适用于无法测量河水面到便桥的高度，高压线到路线的高度等情况，具体测量流程如下：(1)将棱镜设在待测物上方或下方对棱镜高进行读取；(2)输入棱镜的高，然后对棱镜进行照准，对距离进行测量；
7、(3)选取悬高测量；(4)对待测物进行照准，地面点到待测物之间的高度将显示在屏幕上。 2. 参数设置和注意事项 全站仪的参数设置应该考虑以下因素。使用全站仪对距离进行测量时，必须严格选用合作目标，即反光棱镜，保证合作目标能与全站仪配套，并且棱镜站和仪器站都需要精确整平，对中。应该在测量距离之前进行测距模式设置，棱镜常数改正，棱镜类型改正，气象改正等，然后才能对距离进行测量。在操作全站仪的过程中发生错误是难免的，无论在何种情况下都可以通过返回基本测量模式，再选择相应测量模式进而对已经发生的误操作错误进行纠正。除了角度测量模式外，其它测量模式实际上是测距，如果接收不到信号可返回基本模式，再对棱镜进
8、行准确瞄准以进行相应测量工作，否则可能是棱镜没有正对仪器。当太阳光与视线接近正对时应该增加望远镜遮光罩才能进行测距。 在桥梁测量工程中应用全站仪应该注意如下事项：第一，为了避免二极管被强光损坏，不要将镜头对准太阳，在强光下测站时要打伞；第二，观测时视线与地面的距离保持在1.3米以上为佳，且应选择大气稳定，通视效果良好的条件进行观测。第三，反射信号的强弱直接影响测距精度，因此要准确对准反光镜，存在电信信号的地方要将视线远离。第四，冬季室内外温差较大，若直接将全站仪拿出室外立刻使用可能造成材质发生轻微变化，导致施测过程中本来已经水平的水准光气泡发生偏移，对测量精度造成影响。因此，应注意将全站仪拿到
9、室外使其适应外界环境，时间一般在半小时以上。 三、 结论 随着社会的发展，进入二十一世纪，科学技术的进步日新月异，全站仪在功能使用上日益自动化，全能化，极大减小了大量外业工作的复杂度，在提高作业精度和工作效率的同时降低了工作强度。全站仪在桥梁测量工程施工中的广泛应用，能有效加快桥梁工程建设。随着科技的进步，仪器设备的改进和更新，工程测量工作趋于简单化，高精度化。科学合理地使用全站仪开展测量工作，需要我们不断探讨和积累工程经验，掌握新的测量方法和技术。 参考文献 【1】 李义云.全站仪在工程测量中的应用.科技风,2009,(05). 【2】 李闽.拓普康全站仪及其在工程测量中的运用.中小企业管理与科技(下旬刊),2009,(09). 【3】 秦美荣.全站仪在实际工程中的应用.科技资讯,2011,(03).