免棱镜全站仪测量定位栈桥钢管桩.docx

免棱镜全站仪测量定位栈桥钢管桩余国元一、引言免棱镜全站仪相对一股型全站仪而言，是指不照准反射棱镜、反射片等专用反射工具，干脆照准测量目标即可测距的全站仪.测绘行业许多厂家也称为无协作目标全站仪、无极镜全站仪、免棱镜激光全站仪等。免棱镜全站仪的主要优点：可免棱镜测距，相宜无法或不宜放置反射棱镜或者反射片的目标测量。免棱镜测距再足以全站仪的其他固有功能，可以在工程测域中得到广泛的应用，如：测量危急及危害点、不行及目标、岩石表面、建筑物内部的顶部和墙面等对象.广深沿江高速马路机场特大桥主线桥位于海中公沙水道，距机场三期防波堤600-750m,其中一段栈桥钢管桩的测量定位，运用的测量仪潜是裸卡TCR1201+R1000型全站仪.仪器标称的角度测疥精度为1”,全站仪免梭镜测距主要参数见表1°1株卡TcR1.201邮OOo型全站杈包检检潴庵分敦豪测程一般气象条件PinPoimR100O1.000m500m(柯达灰度卡；90%反时/18%反射希度/测量时间(标准偏差，1SO171234乂目标在阴影中，阴天激光点大小无棱镜5(X)m2nm+21.(rhD/一般为3S5.最大为12s无棱镜5(X)m4mm+21.O*D/一般为3fs,最大为12s长测程5mm+2x1.0*D一般为2.5s最大为激光点大小20m处的7mmX14mm100m处约12mm×40nm测瑙方法PinPoin1.R1.(MX)系统分析器(同轴、可见红色激光)事实上免棱铺测距往往达不到标称的即离,主要缘由是由于不同蹶色的材质对无棱镜测距所反射信号的不同所产生的，如颜色越浅则反射越强。在强光卜或炙热气流下，也影响到测距距离。在现场测量中发觉,此型号全站仪对钢管桩定位测量能免梭镜测距的最远距离仅为400米左右。假如放样距离超出这个范围，钢管桩放射回来的信号较弱,那么无法形成测量结果：所以要留意测站距离目标点不要超出最远测即距离“免棱镜全站仪测量定位栈桥钢管桩的施工方法栈桥作为建设运输材料、设符、人员而修建的临时桥梁设施，是海上主桥施工物资供应及交通出入的主要通道，也是整座跨海大桥施工的基础性工程和限制性工程。栈桥般由桥墩、桥台、铜梁及桥面板等组成,上部结构主要由贝雷梁片结构及桥面板等组成，其下部结构基础桥墩-般采纳钢管桩支承。栈桥钢管批施工主要有两种方法：采纳打桩船和浮吊协作作业的水上施工方法；采纳吊机与打桩锤协作作业，采纳“钓鱼法”由岸边起先逐孔向前推动施工。其中，用打桩船定位钢管桩相对简单、效率尚，但成本较大。钢管桩作为栈桥重要的承重部分，施工中对其测量定位有比较严格的要求。对钢管桩测量定位的精度及效率，干脆影响到栈桥的施工质量和施工进度。（一）测量定位对栈桥钢管桩测用定位的方法主要有：（D运用经纬仪或全站仪进行交会法定位；采纳安装在打桩船上的GPS及配套系统进行定位。第一种方法较为常用的测量方法。其次种仅适用于采纳打桩船作业的水上施工方法，其优点是可自动化程度高、速度快、可远离海岸线工作，缺点是软便件配置多、成本投入大“结合工程实际状况，充分利用免棱镜全站仪的优点，采纳单台免棱镜全站仪进行栈侨钢管定位测量。其详细原理如下：1 .栈桥钢管桩平面位置的测B定位采纳极酸标法进行放样，先通过切边法放样钢管机的方向，然后通过无极镜激光测距干脆测量钢管桩中来限制距离，或先测距再限制方向，直至调整到位为止，放样示看法图1。因为钢管桩般为圆柱形，而实际计算为桩中心坐标，所以放样时要考虑计和切边角及距离偏心。距圉偏心公式：S0=X02+Y02-d(1)公式中d钢管桩半径：IXo=X«'boX«ViA(2>y<>=yt中心-y*w切边放样方位角如下计算公式：左切边方位角：=arc1.g-+n180-arcsin(3)XoS右切边方位角：=arctg-+n-180+arcsin-(4)XoS公式中S一一测站点与钢管桩距离：n的取值如下:1.,>oXo>0Xo<0Xo<0y.>°<y1.1.<0y.>>0,y«<0(5)n=0n=2n=1n=1事实上，运用全站仪放样很便利，只须要输入坐标，即可自动计算H1.方位角和距离；更有一些全站仪还可以干脆设置偏心测量.2 .栈桥钢管桩垂直度的测量限制钢管桩定位后垂直度偏差的大小将干脆影响横桥钢管桩设计单桩承载力,因为倾斜过大，会大大减弱桩基承栽力数值进而干脆威逼到栈桥的运用平安，所以钢管机垂直度限制在海翎栈桥施工质量限制中甚为重要。钢管机垂直度可以通过两个方一直限制：正面垂直度通过测量钢管桩上、下端桩中平距来限制，侧向垂直度通过观测钢管桩上、下端水平角差来限制。钢管桩垂直度通过测量其上、下端粒中三维坐标来计算垂直度，计算公式如下：1.(Xt-X1.)2+(Y1.-Y5)2，.1.=!X1.oO%(6)H1.HF式中K丫卜II.钢管桩上端的三维坐标:XhYhH1.一一钢管桩下端的三维坐标.3 .栈桥钢管桩的高程测量假如条件永许，可运用一般水准仪来放样或测地钢管桩高程。假如因故无法运用水准仪测员，可运用免校镜全站仪免棱镜模式干脆测员即可，其测量精度是符合施工要求的。（二）栈桥钢管桩定位偏差来源分析栈桥钢管桩定位的偏差，主要有以下几个方面：1 .机械设备施工对位造成的偏差栈桥钢管桩定位主要偏差般是由于施工中，人为操作打桩船或吊机对位钢管桩的位巴偏差造成的；其中采纳打桩船定位钢管桩相对精确，吊机定位钢管机难度大，由于其不易精确调整，定位过程相对时间长些，好终定位精度相对低.2 .测量定位偏差测量定位的偏差有两个方面的影响：切边测角定位造成的偏差：测盘钢管桩距离时，偏离钢管桩正中造成的测距偏差。切边测用定位造成的偏差，如图2所示。测站点B2测量管域切边测JI偏J1.承叁用一般放样距离S要远大于钢管桩半径d,因测角放样偏差角特别小，故切边测角定位造成的偏差值公式为：S2g（）×s2-d2（7）依据公式（7）,选取外径为60OnIm的钢管桩，计算由不同角度偏差及距离远近所产生的偏差值见表2.<2温角电很偏基值¾I(X)14()IHO22026()30034038042()46()5(X)02”1.01.41.72.12.52.93.33.74.14.54.804"1.92.73.54.35.05.86.67.48.18.99.706"2.94.15.26.47.68.79.911.112.213.414.508"3.95.47.08.510.111.613.214.716.317.819.410"4.86.88.710.712.614.516.518.420.422.324.212"5.88.110.512.815.117.519.822.124.426.829.1I4n6.89.512.214.917.620.423.125.828.531.233.9I6n7.810.914.017.120.223.326.429.532.635.738.818"8.712.215.719.222.726.229.733.236.740.143.620"9.713.617521.325.229.133.036.840.744.648.5221110.714.919.223.527.732.036.340.544.X49.153.324"11.616.320.925.630.334.939.644.248.953.558.226"12.617.622.727.732.837.842.947.952.958.063.028n13.619.024.429.935.340.746.251.657.062.467.930”14.520.426.232.037.843.649.555.361.166.972.7注：衣中.用针桩外径b600m.S以I1.为的位.S2以nn为胞位.由表1计算数据可以发觉，即离越远及偏差角越大，偏差值就越大>所以,切线方向定位因偏角引起偏差值不容忽视。测量钢管桩正中偏向所造成的测距偏差，如图3。纲管桩测站点S39HHR餐柱测左偏向承*国实测测墩距离:+4/)'+d2-2X(S(I+4)XdXCXS(arcsin'S。1.+""sing一6)(8)dIII(9)公式中s(,理论计算距离：依据公式(8),选取外径为60Omm的钢管机，计算由照准钢管桩偏向引起的测题的偏差值见表2。仁10014018022026030034。3804204605(M)2°0.00.0().00.00.00.00.00.00.00.00.()5"0.00.00.00.00.10.10.10.10.20.20.2I(K0.00.10.10.20.30.40.50.6”70.81.015*0.10.20.30.40.60.81.01.31.61.92.220*0.20.30.5().81.11.41.82.32.83.33.925-0.20.50.81.21.72.22.83.64.35.26.230*0.40.71.11.72.43.24.15.16.37.68.935"0.50.91.62.33.34.35.67.010.312.240*0.61.22.03.04.35.77.39.211.313.616.145*().81.62.63.95.47.29.311.714.317.320.550“1.01.93.24.86.78.911.514.517.821.525.655"1.22.33.95.88.110.914.017.621.726.231.2MT1.42.84.66.99.713.016.821.126.031.537.6注，衣中.用/柢半径d=30Qm.(So+D)以为单位.SZ以画为单位.由表2计算数据可以发觉，在测站距离