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核电厂常规岛高精度微型平面控制网的建立
摘要常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量 控制网,控制的范围小,控制点密度大,精度要求高;文中 推导了微网的技术要求,介绍了某核电厂施工测量中有关微 型控制网的优化设计、精度估算、观测方法等问题。所用方 法在实践中取得了满意的结果。
关键词核电厂微型控制网优化设计精度
1、前言
常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网,由 布设在厂房基础底板上的多个测量标志构成,作为常规岛工 程和各个子项工程厂房内部的施工和安装定位,设备安装测 量、变形监测及局部控制网加密的依据。根据《B.T.S10. 12》 ①中对大型动力设备基础预埋螺栓的施工要求,控制网最弱 点位精度不得低于±2,坐标分量精度、<±1.4。
核电微型控制网较常规控制网具有如下特点:
1)控制的范围小,控制点密度大,精度要求高;
2)使用频繁,对控制点的稳定性、使用的方便性要求
较高;
3) 受施工干扰较多,通视条件、点位密度要求较高;
4) 变长变化大,最大边长达到100以上,最小边长达
到4以下,网型的优化设计显得非常重要;
5)采用施工坐标系统,方便使用。
由于核电厂微网具有上述特征,因此需要周密计划、详 细到现场踏勘,进行详细的优化设计,认真仔细的观测,才 能达到规格要求。
2、微网的布设及优化
微网由固定在各厂房基础底板上的若干个平面控制标 志和多个竖向控制标志构成,平面控制标志为焊有锚杆的 100X100X6的不锈钢盘,盘上钻有一个直径2的孔洞表示 其平面控制点的准确位置,以确保各项工程建设施工放样, 设备安装定位,调试、运行期间设备变形监测的高程控制和 相关检核。
由于微网受现场情况影响较大,长短边相差悬殊,最小 角度也不好控制,因此在观测之前做好优化设计工作。测量 控制网的优化设计问题一般分为两类;一类是在给定控制点 精度要求的约束条件下力求观测成本最低,称为一类优化; 二类是在观测条件和设备的约束条件下,力求控制点精度最 高,称为二类优化。因为核电厂的建设对工程质量的要求特 别高,强
调“质量第一、安全第一”的方针,因此在工程质量和 经济效益相矛盾时,往往宁可舍弃经济效益也要确保工程质 量。因此,本文中笔者着重讨论第二类优化,即把追求网的
精度和可靠性放在第一位。
一般来说,优化的方法包括以下两种:一是图形设计, 就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况 下,选择最佳的点位布置和最合理的观测值数目。根据图形 条件,模拟观测值,推算出最弱点点位中误差和最弱边长相 对中误差,和设计值作比较,如果迗不到要求的话,适当该 变图形强度,以达到提高最弱点精度的目的。
1是某核电厂常规岛微网布置
1是某核电厂常规岛微网布置
由于外墙的遮挡
微网点只能和部分已知点通视,可以看出靠近两厂房中间部 位的微网点点位精度比较差。因此,笔者在适当位置增加了 几个点,用于加强图形强度,增加网的可靠性。
1某核电厂常规岛微网布置
第二种方法是权设计,即在控制网的网形和网的精度要 求已定的情况下,进行观测工作量的最佳分配,决定各观测 值的权,使各种观测手段得到合理组合。根据现场实际情况, 测角误差来源主要有以下几方面:照准误差,仪器本身误差, 因为微网测量时,镜站和测站都要用投点仪精密对中,即使 如此,还存在对中误差。边长较短时,仪器、觇标对中误差 对测角的影响较大,成为主要误差来源,如图2所示:
2对中误差对测角的影响示意图 仪器、觇标对中误差引起的测角误差可以用以下公式计
算:
(2-1)
式中:、为测站至、点的边长;
、为觇标在A、B点的对中线量误差;
为觇标在A、B点的对中线量误差;
为、、夹角;
取常规岛微网平均边长为20,即=20,===0.2,=180°C 时,,=3.5726令。人眼的识别角度为60令,望远镜放大倍数 为30倍,则照准误差=2令,=0. 5令(LeicaTC2003标称精度), 则测角中误差为:
=4. 12令(2-2)
三角形最大闭合差为,即14。因此,常规岛微网的技 术指标见表1:
表1常规岛微网测量主要技术要求
3、微网的施测方法
水平角测量采用全圆方向法,使用TCA2003全站仪测两 个测回,每半个测回每方向3次照准读数取平均值,测角精 确到,各方向值取两个测回的平均值,由于边长变化范围比 较大,各方向在盘左测量完成之后,应紧接着进行盘右的观 测,以避免反复调焦对精度造成影响。垂直角观测用TCA2003 全站仪测2测回,每半测回3次照准读数取平均值,测角精 确到,各方向垂直角值取两个测回平均值。边长观测用 TCA2003全站仪测2测回,每半测回照准一次5次读数取平 均值,距离测量精确到0.1;在测距的同时测定仪器高、温 度、气压、相对湿度。仪器高测定精确到1,温度精确到10°C, 相对
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