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全站仪无棱镜测量模式在拱桥检测中应用 　　摘要:文章通过介绍全站仪无棱镜测量模式的特殊测量功能,结合其在桥梁检测中的应用,分析了旧拱桥是否下挠,并为旧拱桥承载能力的结构检算和荷载试验提供真实的第一手资料。 　　关键词:无棱镜测量模式;桥梁检测;拱轴线;结构检算 　　中图分类号:P271文献标识码:A 　　文章编号:1009-2374#8196;(2010)22-0097-02 　　 　　0前言 　　随着国民经济的高速发展,我国公路交通事业发展迅猛。特别近十年,桥梁工程技术的发展极其迅速,截至1998年底,公路桥梁已超过21万座;而到了2007年底,公路桥梁已达53万座。随着交通事业的发展,当大量新桥不断投入运营后,就有无数的旧桥与日俱增。目前,在县乡桥梁的普查中,发现有相当一部分旧桥都面临着荷载等级偏低、承载能力不足的状况;这些桥大部分为石拱桥,且修建年代普遍较早,基本没有原始图纸和资料,只有通过对这些旧桥的全面仔细检测才能评价其性能,而对于拱桥而言,拱轴线的确定是进行下一步工作的关键,如荷载试验,加固设计,结构检算等。本文就全站仪无棱镜测量模式在旧拱桥检测中的实际应用进行探讨。 　　1无棱镜全站仪简述 　　全站仪是全站型电子速测仪的简称,它由光电测距仪、电子经纬仪和数据系统组成。一台全站仪,在辅助人员和棱镜的协作下,才能完成一个测站的工作,包括测量平距、高差、高程、坐标以及各种放样等。 　　无棱镜全站仪是指具有无棱镜测量模式或无棱镜测量超长模式进行距离测量功能的全站仪。无棱镜全站仪除了常规全站仪所具有的功能和特点外,在无棱镜测量模式下,它还具有不使用反射棱镜,不需要辅助测量人员配合,只需测站一人就能完成测量工作的优点。目前,无棱镜距离测量此项技术在全世界范围内得到了广泛的应用,它具有良好的技术规范:高精度(3mm+2ppm)。在测绘界中,它常用于完成建筑物表面测量、房间空间测量、高边坡测量及大型建筑物的变形观测,还用于反射介质较好的城市测量、地籍测绘等,从而解放了生产力,提高了工作效率。无棱镜距离测量的优越性体现在无需测会人员到达测点现场,就可以轻易测量出反射面裸露的测点坐标和高程,如岩石,房屋、公路等视线可及的地形、地物点坐标和高程。随着无棱镜距离测量技术的不断提高,该技术也逐渐用于桥梁检测工作中,它在桥梁检测中的独特优势也得到了充分体现。 　　2全站仪无棱镜测量在旧拱桥检测中的实际应用 　　在大量旧桥检测工作中,除了检查桥梁主要结构的病害外,还要对桥梁的几何尺寸、拱桥的拱轴线等数据进行实地采集,并通过结构检算和荷载试验来评定旧桥的承载能力。对有施工设计图或竣工图纸的旧拱桥的承载能力作鉴定时,首先是要复核该桥主要结构的几何尺寸,拱桥的拱轴线等数据,经过对比、分析,然后通过计算该桥的试验弯矩,并确定好加载效率,最后才能实施荷载试验。对于年代较远的旧拱桥,大部分都没有原始图纸和资料,即使有也残缺不全,所以对于这类桥的几何尺寸、拱桥的拱轴线等数据的采集就更为重要了。 　　以前,对旧拱桥来说其拱轴线数据实地测量主要靠传统的全站仪进行测量,即在脚手架配合下,测量辅助人员携带棱镜,用棱镜紧贴在拱圈拱脚上,测站观测者首先测量该棱镜点的平距,然后再调整仪器精确照准放置棱镜的拱脚起拱点,读取该点的水平角和垂直角,才能计算出起拱点的坐标和高程,用同样的观测方法,可以测量整个拱圈的数据。因此传统的全站仪数据采集需要的测量人员多,需要先搭设好脚手架,采集数据时间长,观测数据多,内业计算量大,经济效益和工作效率差。 　　无棱镜全站仪因其具有无棱镜测量模式和无棱镜超长测量模式进行距离测量的功能,因而该仪器省去了很多常规仪器的繁琐环节。使用无棱镜全站仪测量旧拱桥拱轴线的方法是简单易操作的,现在以拓普康自动跟踪全站仪GTS-7501为例,首先在正对旧拱桥较平坦的地方设置仪器,根据旧拱桥跨径的大小,测站到该桥拱脚最佳观测距离控制在10～50m范围内。在设置好测站后开机,但无需对仪器进行任何参数设置,包括测站设置、仪器高、后视设置及镜高等等,然后按键盘上的[★]键,点击“NP/P”图标,选择无棱镜模式“NP”,再在主菜单中打开“程序”模式,按[MLM]对边测量图标,在“MLM“栏选择“(A-B,A-C)”,精确照准拱桥拱脚起拱点下缘,按[观测],此时显示仪器到拱脚下缘A点的水平距离;转动仪器,精确照准拱圈下缘另一B点,按[观测],此时仪器自动显示拱脚下缘A点到拱圈下缘B点的水平距离和高差;重复上述步骤,观测拱圈至另一拱脚,记录每一观测点的数据,可以列出整个拱圈下缘的观测数据,无需进行数据处理,可以直接画出整个拱圈下缘线形。同理,拱桥的腹拱圈线形也同样可以轻易获得。用同样的方法,拱圈的厚度和横向宽度以及桥梁的立柱高度和宽度等几何尺