浅析锥形视线法在工程测量中的应用.docxVIP

??

?

??

浅析“锥形视线法”在工程测量中的应用

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：在市政道路、管道工程、小区配套工程建设等施工过程中，利用水准仪的水平视线法测设坡度线相比倾斜视线法，工效低而且发生失误的概率高，运用倾斜视线法有着很好的应用价值，“锥形视线法”是在倾斜视线法的基础上，笔者通过实践及翻阅大量理论资料总结而来，在工程测量过程中应用方便快捷，减少失误，极大的提高工作效率。

关键词：坡度测设；倾斜视线法；锥形视线法；精度分析

直线坡度i是指两端点的高差与两点的水平距离之比，即i=h/D，常以百分率表示。在工程测量的教学实习中翻阅大中专院校工程测量教材、期刊论文及实践过程中对已知坡度线的放样方法总结出锥形视线法的运用，本文以具体实例及数据表格进行分析。

一、利用微倾水准仪进行坡度线测设

某小区室外配套工程建设：修筑AB段150m的小区道路，如图2；起点路床面标高为106.00，按8%的坡度修筑，道路宽为6m。以上述为例简单叙述倾斜视线法的原理：分别在A点、B点打一个标记桩，然后通过水准点测量这两个标记桩顶标高，A点桩顶标高为106.25，B点的桩顶标高为94.50；然后重新架设仪器至A点上，架设仪器时，用线坠等工具对中，然后仪器三个脚螺旋尽可能的其中两个与所测设的坡度线垂直，并且第三个脚螺旋按一个方向尽可能的拧到头，此时用脚架粗略调平水准仪，然后精平。用卷尺量取水准仪十字丝中心线位置至桩顶的高度为1.25m，确定修筑路床坡度线的水准尺读数为1.25+0.25=1.5m。如图1。完成上述步骤，接下来就要用第三个脚螺旋来调至8%的坡度，在B点立好水准尺，调整第三个脚螺旋直至看到读数1.5-{94.5-（106-150*8%）}=1m即完成坡度线的设定；此时在修筑路床的过程中，在AB连线上即看读数1.5m即可；与水平视线法相比，不用移站，不需要量取距离和过程计算，避免了量距和计算错误带来的失误，此种测量方法只是应用在AB这条中心线上，对于实际道路施工应用方面受到限制。笔者在此基础上分析了利用经纬仪或者全站仪转动过程形成的轨迹进行了误差分析，在精度要求不高，尤其是基层土方施工过程利用经纬仪或全站仪进行测量，失误小，效率高。

图2

二、利用经纬仪或全站仪测设坡度线。通过三角高程测量，观测两个控制点的水平距离和天顶距(或高度角)求两点间高差。通俗来讲，测设坡度线是用三角高程测量替代水准测量。如图3，A、B为地面上两个控制点，自A点观测B点的竖直角为α，D为两点间水平距离，i为A点仪器高，v为B点觇标高，则A、B两点间高差为:hAB=Dtgα+i-v（1）

上式必须假设地球表面为一平面，观测视线为直线才成立。在大地测量中，当两点距离大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。三角高程测量，一般应进行往返观测(双向观测)，它可消除地球曲率和大气折光的影响。在住宅小区道路、管线施工等工作中，土方开挖等工序相对来说精度要求不是特别高，在距离不远的情况下，应用全站仪任意架设在未知的便于观测的高程点HA（本文以修路为例，仪器架设在道路中心线或反向延长线）上，通过已知高程点HB反算得到HA的高程，进而测量其他未知点的高程或坡度线。

图3

首先由(1)式可知:

HA=HB-(Dtanа+i-v)(2)

上式除了Dtanа即Z的值可以用仪器直接测出外,i,V都是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好,i值也将随之不变,同时选取跟踪杆作为反射棱镜,假定V值也固定不变。从(2)可知:

HA+i-V=HB-Dtanа=W(3)

由(3)可知,基于上面的假设,HA+i-V在任一测站上也是固定不变的.而且可以计算出它的值W。通过后视已知高程点HB，能计算W值，全站仪测量过程，水平距离D，及高度角均可知。量取仪高i（或者为零，反算HA时就为仪器照准部十字中心线处的高程），设定棱镜高V。仪器任一置点,但所选点位要求能和已知高程点通视。

用仪器照准已知高程点,设定棱镜高V的值,并算出W的值。(此时与仪器高程测定有关的常数如测站点高程,仪器高,棱镜高均为任一值。施测前不必设定。)

把W当做架设仪器位置的点的高程来用，仪器高和棱镜高设为0即可。照准待测点测出其高程。结合(1),(3)

HB′=W+D′tanа′(4)

HB′为待测点的高程

W为测站中设定的测站点高程

D′为测站点到待测点的水平距离

а′为测站点到待测点的观测垂直角

从(4)可知,不同待测点的高程随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。

将(3)代入(4)可知:

HB′=HA+i-v+D′tanа′(5)

按