用边角网和结点导线网代替传统桥梁平面控制网的应用

【摘要】：本文通过对桥梁平面控制网的改造即用边角网、结点导线网取代传统的测角网、单一的导线网从而提高精度和效率进行了分析和探讨。
【关键词】：边角网点位中误差 相对精度
 
  随着我市近几年城市高速公路的快速发展，大桥、特大桥、匝道互通区的施工在我院承揽的勘测项目中也越来越多，如何提高特大桥、匝道互通区平面控制网的布网速度及精度，减少误差，越来越迫切的摆在测量人员的面前。本文通过对传统的桥控网（测角网）改造为边角网，对匝道互通区用结点网代替单一的导线网，进行了初步探讨，对精度的提高进行了一定的分析评定，根据地形地貌尽最大可能减少控制网的误差，对施工的影响可忽略不计，现举两实例供广大同行参考。
例一、 连霍高速公路灵宝段七标“枣乡河特大桥“：本桥桥长2450米，最大水深5米。按照传统布网形式选择经典图形大地四边形布控，测角中误差《±2.5秒施测。如图4所示：

  现要提高控制网的精度，在测角网的基础上加测边长，改造为边角网。目的使待定点位的误差减少，提高相对精度。
例如图4一、为测角网时（已知起算边AB＝2231.0937m，桥轴线长度BP₂＝2650.6025m，测角中误差m_β=±2.5〞起始边、基线边丈量精度不低于1/30_万）平差后桥轴线边长相对中误差m_s/S=1/22.6_万。现改造为边角网加测边长AP₁、AP₂、BP₁、BP₂、BP₃、BP₄、（注意：一定要使观测边的权与测角的权相匹配、精度相当，此例光电测距鉴定精度不低于2+2PPm）。
改造后如图例二，加测边长成为边角网严密平差后精度提高见下表：

通过以上两组数据比较，改造为边角网后，精度大大提高。桥轴线的相对中误差由原来的1/22.6万提高为1/72.5万。如仍选用传统的测角网布控，则测角中误差m_β《±1.8秒方能满足规范要求，边角网与测角网相比施测时间缩短10天左右。
  需要注意的问题是：过水面测距时的时间段选择应尽量减少水面反射光的强度影响，一般应选在清晨日出前或黄昏时，尤其要注意桥轴线上的距离实测值与基线推算值应加以比对，防止出现错误，边长要往返观测。
 例二 由匝道桥组成的互通区，以前易出现的问题：单一闭合导线转折角过多、边过短、误差累积过大，有主线桥的未以主线桥相接处附近为导线起始点。解决的方法：由单一闭合导线改为带结点的导线网，结点数视通视情况和地形复杂程度而定，例如图6：“京津高速天津中段东堤头互通立交”匝道导线网J1、J2、J3分别为结点，A、B、C、D为已知点且两两通视各条导线的边长以标在图上，预设测距的精度为5+5ppm，平均边长为200m。测角中误差mβ=±5"按结点导线精度估算各结点误差如下：
MJ₁=+18mm，MJ₂=+16mm，MJ₃=+22mm各闭合环的相对精度为：Ⅰ环=1/8.9万、Ⅱ环=1/10.5万、Ⅲ环=1/8.3万、Ⅳ环=1/9.1万，如未形成结点（图6网图二）相应各点的点位误差为：MJ_1'=+23mm ， MJ_2'=+28mm，MJ_3'=+33mm。
各条导线边的相对精度：第一条=1/6.5万，第二条=1/4.3万，第三条=1/5.2万。

 
 


 
可见形成节点后各点位的精度都有显著提高。
在测角中每测站采用左右角观测，平差时则增加一个圆周条件从而减小误差，理论推导如下：
设左角观测值为L，同理右角为R， L+R-360=W，改正后L’= W，R’= W，以左角L’为例：L’=-  [L+R-360]，L’=- L-1/2R+180，两边求导dL’= dL-1/2DR，根据误差传播定律M²L¹=1/4M’L+1/4M²R因为L与R是同一测站上的两个相关角度，因此观测为等精度，故ML=MR=Mβ，M²L^’= 1/2╳Mβ，M^’L= Mβ 1/2，M^’L=0.7Mβ。即左右角观测圆周闭合差分配后精度比单一观测误差减少30%。
通过对以上两种布设桥梁平面控制网的探讨，根据现场情况，工程所需的仪器设备、配备等，可选用不同的平面控制网布设形式和精度。以上两例是我院测量人员在实践摸索中的应用，供我市广大同行参考并提出宝贵意见和建议。
参考文献：
[1] 顾孝烈 《城市导线测量》同济大学
[2] 陈龙飞、金其坤 《工程测量》同济大学出版社
[3] 李青岳 《工程测量学》测绘出版社
[4] JTJ0417—2000，公路桥涵施工技术规范 [S]
[5] 刘启沐 《测量平差》测绘出版社
[6] 建设部、国家技术监督局 《工程测量规范》GB50026-93
[7] 武汉测绘科技大学 《边角网平差范例》
 
 
 

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