全站仪对边测量在跨河水准中的应用

1、中铁二十四局集团福建公司QC成果 全站仪对边测量在跨河水准中的应用 第 PAGE 2 页 共 NUMPAGES 17 页澳中铁二十四局扒集团挨福建铁路建设板有限公司QC叭成果爸全站仪对边测般量巴在跨河水准中捌的应用敖中铁二十四局绊集团福建公司澳测量QC小组捌2006年2昂月2办0熬日第 PAGE 1 页 共 1 页目 录矮课题介绍 伴把把叭 1哀小组概况 岸奥哎把 2昂选题理由 按俺矮啊 3拌确定目标 癌瓣傲阿 3捌方案选择 唉邦翱扮 4拔制定对策 哀肮安拌 7八实施阶段 巴胺瓣跋 8版效果检查 背稗板搬 12扳巩固措施和标办准化 靶唉袄 13办总结及今后的矮打算 盎暗疤 14跋附录：小组活奥

2、动记录一览表般 懊 半15第 PAGE 16 页 共 15 页课题介绍名词解释哀全站仪对边测艾量耙：根据三角高蔼程测量原理和碍余弦定理，用扮全站仪间接地罢测定远处两测瓣点间的斜距、按平距、高差，阿如图1所示。稗在P点安置全搬站仪，测量P笆至P俺1瓣、P坝2艾的斜距S叭1柏、S爸2板和竖直角哀1吧、柏2凹，以及水平角拜，即可求得袄P按1澳P疤2坝的平距D和高蔼差h。凹制 图：盎洪 淮 斌 鞍 奥日 期：绊2004年1板2月16日扮跨河水准佰：利用各种技耙术测量江河两扒岸水准点间高拜差的过程。工程概况吧福州市湾边大跋桥是福（州）吧至厦（门）高昂速公路复线工耙程的配套控制凹工程，是福建拜省重点工程。

3、扮大桥位于福州耙市湾边和闽侯吧县南屿，跨越昂福州市两大河搬流之一的乌龙霸江，大桥全长耙1874m，拔其中跨江部分爸1500m，败主航道宽约5芭00m。肮该桥桥位靠近案闽江口，每天柏受两次潮汐影啊响，退潮时除啊主航道外均为熬沙滩，徒步可哀通行。主航道安水深且急，徒靶步无法通行。版为了保证大桥哀施工放样的精扮度，保证大桥败顺利合龙，必碍须对设置在两肮岸上的水准基扳点进行联测。扒课题难点和特巴点昂河面宽：既使笆在完全退潮期岸间，河面宽度哀仍有500m岸左右；拔精度高：规哀范规定安桥梁高程施工绊控制网中，跨芭河两水准点间坝高差的中误差肮2mm；埃仪器少：公司绊没有跨河水准鞍测量所需的高扳精度水准仪和啊

4、特制觇牌；阿时间紧：建设邦单位要求在1敖月28日前举凹行开工典礼，板为此项目部要爸求在1月21败日前完成大桥哀的平面、高程搬控制测量及施笆工复测工作。小组概况小组概况蔼小组名称傲中叭铁唉二十四局集败团佰福建公司败测昂量QC小埃组唉注 册 号啊FTJS:2盎005-01摆0-012霸小组类型凹创啊 新 型澳成立日期稗2004年1绊2月 1日奥登记日期啊2004年1耙2月蔼 1岸日般重新登记日期罢200扒5瓣年百 百1月鞍10耙日凹小组人数扮5人鞍QC教育时间版平均48小胺时耙以上拌活动时间肮2004.1般2.10唉般2005.3拌.10唉活动次数班8瓣次哎制 表：芭洪 淮 斌 白 啊日 期：版2

5、004年1凹2月 1日主要成员澳序拔姓 名斑性别疤年龄懊职 称爸文化程度熬组内职务及分搬工啊1傲洪淮斌昂男癌3伴2拔工程师敖大学稗组 长扒2跋王 澄哎男癌2邦8捌助 工翱大学唉副 组 长巴3唉林 凡板男跋29氨助 工案中专半对策实施记昂录整理伴4搬戴天荣佰男伴3艾4翱工程师挨大专笆对策实施资背料收集笆5隘刘传标俺男绊6办2斑高 工盎大学扒技术顾问拌制 表：唉洪 淮 斌 暗 叭日 期：暗2004年1扳2月 1日选题理由摆湾边大桥是福安建省重点工程叭，业主、公司埃、项目部对该疤工程的施工提摆出了很高的要稗求；案湾边大桥主桥盎为4隘5+90+1瓣06+90+俺45跋m佰单肋拱加劲V捌型撑刚构连唉续梁

6、巴，引桥为板预应力连续箱稗梁邦，高程控制是捌施工的关键之搬一；笆规范对跨绊河水准点间高跋差提出了很高案的要求；跋公司目前没有鞍配备跨河水准笆测量所需的高耙精度水准仪。确定目标活动目标活动目标精确：跨河水准点间高差中误差2mm高效：按业主要求的时间完成测量敖制 图：埃洪 淮 斌 耙 办日 期：摆2004年1白2月13日可行性分析矮小组成员具有翱丰富的工程测坝量经验，扎实氨的理论基础；熬小组成员具有巴良好的团队精隘神和很强的创耙新能力；罢公司和项目部哀领导非常重视跋工程实施的每翱一个环节，并蔼且在人员、设矮备等方面给予癌大力支持。拔经过分析论证拌，小组成员一昂致认为此目标胺能够实现。方案选择制定方

7、案拌通过熟读规挨范、查阅各案种专业测量书扮籍、向兄弟单坝位咨询，结合安现场地形条件跋和以往的施工绊测量经验，我唉们初步拟定了绊三种可行的跨澳河水准测量方叭案。埃跨河水准测量半方案案编号摆测 量 方 敖案柏所 需 的 半仪 器 设 啊备邦一摆传统的跨河水鞍准测量摆S隘1按或S班0.5敖高精度水准仪背，特制觇牌哀二背光电测距三角翱高程测量般全站仪或光电案测距仪安三皑全站仪对边测板量唉全 站 八仪疤制 表：班王 澄颁 半日 期：疤2004年1癌2月17日方案比选疤为了保证跨河挨水准测量方案挨经济可行、结傲果准确可靠，奥并能如期完成伴，我们运用头皑脑风暴法，对瓣三个方案的优按、缺点进行细傲致、全面的分

8、扳析讨论，为下扒一步方案评估瓣以及确保方案摆顺利实施打下碍坚实的基础。拔跨河水准测量按方案优、缺点伴对照表芭优 点跋缺 点碍方 案案 一靶规范及各瓣专业书籍中对伴观测的等级、癌方法、限差均疤有明确规定，胺按部就班即可靶顺利完成测量蔼任务；邦有成熟的经验瓣可供借鉴；办结果的可靠性拜和准确性较高蔼；袄需购置两台高氨精度水准仪；氨需专门制作观柏测用的觇牌；敖需两台仪器同案步对向观测；叭测量操作较为叭繁琐，而且要邦求严格，对观跋测者、立尺者矮均有较高要求芭；懊方 案岸 二扒不需要另购仪半器，可直接利鞍用公司现有的岸仪器；埃可收集到相关白的经验供参考癌；斑需对向观测，岸要求对向观测矮的大气条件相岸同或相

9、近，受哀天气尤其是大傲气折光的影响靶很大；澳测量时间较长扒；岸测角的精度要唉求很高，远距隘离的高差精度阿很难保证；百可供参考的成罢功经验不多；板方 案般 三阿不需要另购仪扳器，可直接利俺用公司现有的隘仪器；挨一次置镜即可稗完成观测，受把天气和环境条疤件的影响小；爸结果直接显示叭，人为误差小般；背测量操作简单奥、快捷；唉结果的可靠性啊和准确性较高叭；靶可供参考的资瓣料很少；耙棱镜高度的量背取误差较大；爸对全站仪的精皑度、稳定性、碍可靠性要求较半高；哀制 表：爸洪 淮 斌 八 奥日 期：疤2004年1傲2月23日按方案分析及评哎估绊为了保证测量疤结果准确可靠胺，并用最经济凹的方案顺利完拔成跨河水准

10、测按量任务，我们扒在对三个测量笆方案的优、缺拜点进行比较的奥基础上，进一敖步对其可行性笆进行分析，并奥在小组内采用百民主的方法对疤这三个方案进捌行评估，由此敖得出最终的结鞍论。败方案评估时我傲们借鉴了加权稗平均的做法，坝经过充分的讨白论，我们筛选扮出下4个因素背作为测量方案氨评估的主要因疤素，并根据测捌量专业的特点扮确定了各因素俺的权重，具体靶如下：懊a颁可靠性，哎权重为耙5矮；暗b澳准确性，翱权重为4；c肮易操作性氨，权重为2；叭d拌经济性，颁权重为1。每坝个因素的满分板为5分。般跨河水准测量盎方案评估表罢可行性分析矮评 估绊结论奥方 案 盎一版多年总结形成昂的成熟的测量唉方案，结果的凹可靠

11、性、准确疤性都较高，是拜跨河水准测量啊的首选；肮购置仪器需投斑入23万元哎，还要制作专啊用的观测觇牌板；案测量过程较为安繁琐；唉公司缺少这方蔼面的成功经验稗；澳洪八王碍林啊戴盎刘唉得分摆备选俺a伴5啊5矮4碍4熬5傲115霸b芭5耙5般4摆4蔼5唉92瓣c隘2蔼2氨1瓣2八4氨22昂d摆1版1盎1疤1靶2白6隘合 懊计奥235白方 案 爸二败在理论上是可肮行的，但影响艾因素太多，包蔼括大气条件等扳；颁测量结果的误艾差与距离成正罢比，测量结果霸的精度不易保柏证；澳测量过程最为靶繁琐；背无需增加投入挨；背洪笆王敖林埃戴班刘傲得分八否定笆a拌3氨3矮3班2把2稗65百b安3胺3安3隘3挨2肮56办c

12、稗4板3翱3吧3胺2版30哎d捌5矮5澳5案5疤4靶24哀合 碍计矮175岸方 案 把三肮在理论上是可艾行的；办各影响因素的隘影响值可控制办在一定范围内安；半测量结果可靠版性、准确性较哀高；拔测量方案简单瓣，易于掌握；胺无需增加投入袄；背洪柏王埃林败戴扒刘罢得分肮首选蔼a罢5捌4澳4唉3柏3笆95唉b隘5疤5矮4艾4靶3拌84扮c啊5败5扳4柏5奥3奥44傲d瓣5矮5拌5佰5碍4案24拔合 颁计奥247奥制 表：安洪 淮 斌 柏 背日 期：矮2004年1安2月23日结论澳经过综合分析凹和民主评估，坝方案三即全站哎仪对边测量方罢案以其较高的百可靠性和准确斑性、实施简单俺、无需增加投岸入，并可充分

13、邦挖掘全站仪的凹潜力等优点受暗到了小组成员胺的青睐，一致板同意将该方案胺定为首选方案翱。制定对策斑方案确定后，百我们应用5W岸1H方法，分碍析论证该方案败实施中存在的板问题和难点，稗并制定了相应背的对策，具体搬如下表：挨全站仪对边测疤量方案对策表靶序扒问 题肮对 策艾目 标扒措 施般负责人稗时 间扮1澳测角精度对测扒量结果影响大柏提高角度测量阿精度懊测角精度的影班响值控制在可袄接受的范围内伴使用经检定合胺格的高精度的白全站仪；选择皑合适的天气和熬地形；减少仪斑器系统误差斑洪淮斌按林 凡摆2004.1扮2.31佰八2005. 凹1.20盎2俺棱镜高度误差八大、棱镜下沉蔼提高棱镜量高靶精度，降低下

14、安沉影响罢误差控制在1八mm以内半采用水准仪测邦量棱镜高度；隘观测过程中多奥次量取棱镜高拜；优化对边测案量观测顺序安洪淮斌邦王 澄柏2004.1袄2.31八扒2005. 盎1.20办3碍大气折光、地氨球曲率及环境班的影响叭降低影响的程案度按将影响降低到班可接受的程度按通过查阅资料叭、现场调查，败借鉴他人成功奥经验；优化跨奥河位置；巴洪淮斌半戴天荣搬2004.1安2.31癌岸2005. 岸1.10拜4白应观测多少测把回，限差如何叭控制邦确定观测的测肮回数和限差计笆算公式吧保证测量结果暗的准确性和可拔靠性佰从理论上分析熬计算所需测回哎数；通过查阅啊资料，确定观氨测限差的计算阿公式埃洪淮斌昂2004

15、.1挨2.31坝懊2005. 摆1.20坝制 表：敖林 凡坝 啊日 期：挨2004年1靶2月31日实施阶段阿实施一：制定半措施，提高测俺角精度，保证阿成果精度哎为了保证所制颁定的措施更有捌针对性，我们坝首先从对边测阿量的原理入手板，运用误差理肮论对其进行分鞍析。背根据全站仪对昂边测量原理，拜由误差传播定叭律可得，全站白仪对边测量高柏差的中误差公佰式如下：俺其中，翱，案。则由此可知柏，高差误差的叭主要来源是距艾离阿、安和测角精度爸，为此我们采凹取了如下措施瓣：奥使用公司拥有挨的测角精度为埃1的全站仪敖TOPCON艾 GTS60安1。柏确保仪器处于癌正常的合格状颁态：该仪器1伴个前刚刚经省柏计量检

16、定站检坝定合格，各项奥技术指标均符傲合其标称值。胺选择合适的天皑气施测对边测熬量：选择在风颁力微弱以及气挨温变化较小、罢呈像清晰稳定奥的阴天进行。白选择最佳的地凹形：经过多次皑实地踏勘，我胺们巧妙地利用罢北岸河堤丁坝百和码头这些有柏利地形（如图柏2），不仅缩暗短了跨河的距奥离，而且使前坝、后视边长接拔近，两岸临时把水准点高程相柏近且与置镜点版的高差都很小瓣。这避免了观阿测过程中全站凹仪多次调焦所案带来的影响，懊提高了测角、霸测距的白精度。靶制 图：笆戴 天 荣 巴 叭日 期：阿2005年 案1月12日八观测时，全站半仪微调螺旋最胺后旋转方向均瓣为“旋进”，般并严格按有关澳操作要求进行叭作业。柏

17、实施二：采用佰水准仪量高法瓣，提高棱镜高吧测量精度斑如果采用钢尺奥按斜量法量取敖棱镜高度，其啊精度约为2瓣3mm，对啊于高精度的跨哀河水准来说，氨这个精度显然盎是无法接受的办。同时，主航百道南侧的临时澳水准点设在沙柏滩上，观测过安程中棱镜的下凹沉是在所难免皑的，如何减少半这方面的影响疤这也是我们应捌考虑和研究的傲问题。捌经过查阅资料敖和论证，我们霸采用水准仪法拜测量棱镜的高暗度，翱将其精度提高盎到0.2m吧m。具体做法斑如下：碍在离棱镜2.艾53.5m拌处安置水准仪拌，用直尺（毫半米刻划）的零笆点对准棱镜觇碍牌中心，用水笆准仪读出直尺阿上的读数，估胺读至0.1m般m。对边观测霸前、后及观测癌半

18、数测回时各疤读取一次直尺版的读数，取其唉平均值；移去颁棱镜后，立即案在转点上立水爸准尺，并用直氨尺对准水准尺败的整数刻划，班用水准仪读出耙直尺上的读数板，估读到0.办1mm，再加邦上水准尺的整稗数刻划。这两氨个数值之差即摆为棱镜高。百对边测量观测按前、后及观测颁到半数测回时柏各用水准仪测凹量一次棱镜，白取其平均值。佰对边测量的观艾测顺序进行优岸化调整：奇数矮测回的观测顺翱序为“后前俺前后”，按偶数测回的观敖测顺序为“前隘后后前笆”。澳实施三：优化懊跨河方案，减瓣少大气、环境吧的影响哎全站仪对边测埃量的基本原理暗还是三角高程挨测量，因此大安气折光、地球芭曲率等因素对哀测量结果的影班响是不容忽视癌

19、的。为此，我矮们采取了如下般措施：哎查阅大量的资坝料，借鉴三角扒高程测量的成绊功经验。熬采用推荐的大耙气折光系数0澳.13，并输邦入全站仪中实板时进行改正。啊测量全站仪仪岸器中心附近的版温度（读记至拌0.2）和耙大气压（读记奥至1Pa），拜并输入全站仪熬中实时进行改熬正。柏观测前打开仪扒器箱半小时以绊上，以使仪器澳温度与环境温斑度一致。稗前后视边长、扮高差相近，减俺少地球曲率、巴大气折光的影盎响。扮两岸的临时水暗准点到水边的鞍距离、距水面盎的高度相近，伴保证前后视线扒通过的环境相叭近，降低环境稗条件的影响。败实施四：理论案分析计算，确氨定对边测量的叭测回数和限差跋由于规范中没捌有全站仪对边埃测

20、量用于跨河半水准测量的资拔料，仅有光电隘测距三角高程鞍应用于四、五柏等测量的资料翱。为了保证测捌量成果的可靠哀性和准确性，哎我们从理论上昂进行分析计算唉。叭测回数的确定哀：百我们拟采用的哎全站仪测角精翱度为1，测啊距精度为2m熬m+2ppm按，根据现场情懊况，前、后视澳的竖直角均不版会大于5，板距离均不大于颁600m，分罢析时我们取皑，坝，根据对边测吧量高差的中误肮差计算公式有斑：氨也就是说，在癌此条件下，全拜站仪对边测量皑观测一测回的佰高差值的中误芭差为4.14澳mm，如果观疤测5个测回，安其高差中误差靶为百，就完全能够八满足规范鞍中“桥梁高程颁施工控制网中把，跨河两水准奥点间高差的中罢误差

21、不应大于熬2mm”的要挨求。罢测量限差的确柏定安规范规定氨光电测距三角芭高程对向观测傲较差的限差为霸：碍规范规定搬水准仪跨河水捌准测量各测回半高差互差的限埃差为：俺经过分析比较懊，我们采用后昂者作为高差观扮测一测回较差鞍的限差。效果检查实测结果坝根据分析论证哎结果，我们于翱2005年1皑月20日组织盎实测，经过计芭算和验证，测隘量取得了成功哀。测量结果如奥表1所示。背湾边大桥对边懊测量(跨河水昂准)成果表版测回爸对 边 测 凹量 结 果佰棱 镜 高 爸度翱高 差胺（m）稗dD跋dh靶高 差互 差岸高 差哎均 值摆LBM1芭LBM2鞍1霸402.68吧40 笆1.3912背 俺-10.0背1.3

22、962傲402.67伴48 叭-1.401疤2 鞍2安402.67鞍66 拜1.3948鞍 斑-6.0坝1.3978凹402.66疤72 岸-1.400耙8 阿3巴402.68颁40 肮1.3900把 扒-8.6伴1.3943半402.67懊72 凹-1.398半6 伴4笆402.68疤14 盎1.3880傲 蔼-9.2叭1.3926绊402.67澳70 蔼-1.397半2 鞍5鞍402.67巴92 跋1.3930哎 扳-9.6班1.3978笆402.67耙62 般-1.402袄6 瓣6班402.67叭98 拌1.3986懊 瓣-9.4吧1.4033绊402.68背02 疤-1.408靶0 胺

23、均般值罢402.67爸81 笆1捌9.8敖 扮1.3970挨 盎1.4265霸 罢1.5092扮 奥1.3143背 熬制 表：鞍林 凡拌 把日 期：矮2005年 柏1月20日拌实测D唉1按501.3扳638m，D傲2俺458.6氨422m，绊，袄，则实测的高哎差中误差为：瓣计算结果表明爸，测量结果满白足规范要求，笆达到了我们预埃期的目标。我蔼们的测量结果罢同时也通过了阿监理单位的验澳证。经济效益背通过此次QC岸活动，一方面氨节省了购置高盎精度水准仪的暗费用2万多元挨；另一方面，稗本方案大大缩版短了水准路线扳的长度，仅用凹时一个半小时岸就完成了全桥巴的高程控制测翱量，大大提高佰了工作效率。技术效

24、益隘通过此次QC办活动，我们对肮全站仪的应用霸有了进一步的耙认识，改变了耙一些组员“全扒站仪就是测角埃、测距和坐标哀放样的工具”耙的片面看法。稗同时，总结出板一种新的跨河安水准测量方法暗，这让我们在埃今后的工程实岸践中又多一种笆选择。社会效益耙我们的跨河水蔼准测量方案得吧到了监理单位邦的好评，监理芭单位对我们的邦工作态度、业半务能力给予了澳充分肯定。佰本次QC活动拔的成功，极大蔼地鼓舞了小组傲的每一个成员拔，增强了大家霸的自信心，也凹进一步增强了败团队的凝聚力吧和创造力，培哎育了小组成员扳勇于开拓、敢扳于创新的精神盎。岸了强代行箱半板小时以上以使凹仪器适应环境伴温度，挖掘全蔼站仪的潜力，巴受到

25、PAGE盎XXXPAGE澳XXXPAGE氨XXXPAGE矮XXXPAGE啊XXXPAGE傲XXXPAGE霸XXXPAGE百XXXPAGE拔XXXPAGE斑XXXPAGE般XXXPAGE安XXXPAGE芭XXXPAGE矮XXXPAGE拌XXXPAGE隘XXXPAGE蔼XXXPAGE埃XXXPAGE百XXXPAGE把XXXPAGE岸XXXPAGE啊XXXPAGE按XXXPAGE鞍XXXPAGE胺XXXPAGE背XXXPAGE案XXXPAGE霸XXXPAGE坝XXXPAGE哀XXXPAGE皑XXXPAGE靶XXXPAGE扒XXXPAGE扮XXXPAGE澳XXXPAGE颁XXXPAGE拌XXXPAGE

26、柏XXXPAGE艾XXXPAGE癌XXXPAGE鞍XXXPAGE拌XXXPAGE凹XXXPAGE邦XXXPAGE柏XXXPAGE盎XXXPAGE扳XXXPAGE蔼XXXPAGE邦XXXPAGE拌XXXPAGE办XXXPAGE澳XXXPAGE笆XXXPAGE靶XXXPAGE芭XXXPAGE稗XXXPAGE案XXXPAGE癌XXXPAGE般XXXPAGE碍XXXPAGE笆XXXPAGE扳XXXPAGE耙XXXPAGE拌XXXPAGE拜XXXPAGE疤XXXPAGE疤XXXPAGE案XXXPAGE岸XXXPAGE版XXXPAGE哀XXXPAGE哀XXXPAGE捌XXXPAGE俺XXXPAGE氨XXXPAGE百XXXPAGE斑XXXPAGE笆XXXPAGE案XXXPAGE蔼XXXPAGE艾XXXPAGE搬XXXPAGE捌XXXPAGE岸XXXPAGE背XXXPAGE板XXXPAGE矮XXXPAGE阿XXXPAGE隘XXXPAGE百XXXPAGE佰XXXPAGE邦XXXPAGE斑XXXPAGE耙XXXPAGE凹XXXPAGE翱XXX昂巩固措施与标半准化昂我们已将本次跋测量的方案形拌成作业指导暗书，并被收白编到公司的斑工程施工测量