CN109631839A - 一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，包括以下步骤：在桥梁两侧均没有既有线的情况下，在河道两岸各建立两个控制点，并在两个控制点中间的观测位置处搭建一个观测站，或者，在桥梁仅有一侧没有既有线的情况下，在没有既有线一侧所对应的河道岸边建立两个控制点，并在两个控制点中间的观测位置处搭建两个观测站；在每个桥墩上间隔设置两个观测标，观测标与观测站相对应；利用精密水准仪将标高引至控制点，在观测站上设置全站仪，通过全站仪测量观测标与控制点之间的高度变化来获得桥墩的沉降。既保证了沉降观测的需求，又提高了沉降观测的效率，同时可靠、方便、快速。

Description

一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法

技术领域

本发明涉及沉降观测技术领域，具体来说，涉及一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法。

背景技术

目前传统对于水中墩柱观测标的观测，经现场勘察只能采用两种方法：一、利用现场施工搭设的栈桥，按二等水准要求进行观测，观测时则因栈桥稳定性，栈桥上施工车辆行驶及人员穿梭走动影响，无法保证测量精度达到二等水准要求。二、如采用墩柱两侧搭设平台观测，因桥梁跨距为不等跨，则无法满足《高速铁路工程测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》中二等水准测量前后视距≤50米的要求。根据以上所述此两种方法都无法实施。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，解决了铁路客运专线大流域河流中桥墩沉降观测的需求，又提高了沉降观测的效率。同时可靠、方便、快速。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，包括以下步骤：

S1设置控制点和观测站，其中，在桥梁两侧均没有既有线的情况下，在河道两岸各建立两个所述控制点，并在两个所述控制点中间的观测位置处搭建一个所述观测站，或者，在桥梁仅有一侧没有既有线的情况下，在没有既有线一侧所对应的河道岸边建立两个所述控制点，并在两个所述控制点中间的观测位置处搭建两个所述观测站；

S2设置观测标，其中，在每个桥墩上间隔设置两个观测标，所述观测标与所述观测站相对应；

S3利用精密水准仪将标高引至所述控制点，在所述观测站上设置全站仪，通过所述全站仪测量所述观测标与所述控制点之间的高度变化来获得所述桥墩的沉降。

进一步地，在S2中，两个所述观测标位于同一所述桥墩的横截面上。

进一步地，在S3中，所述精密水准仪按二等水准要求将标高引至所述控制点。

进一步地，在S3中，所述控制点每6个月复测一次。

进一步地，在S3中，所述观测标采用强制对中标志时，所述全站仪采用二等水准测量方法对所述桥墩的沉降进行测量。

进一步地，在S3中，所述观测标采用棱镜时，所述全站仪采用三角高程测量方法对所述桥墩的沉降进行测量。

进一步地，所述棱镜通过L形的棱镜连接杆固定在所述桥墩上。

进一步地，在S3中，首次观测时按照附合水准路线往返测的方式进行，其余次观测时采用附合水准路线的方式进行。

进一步地，在利用所述控制点进附合水准路线观测时，将所述全站仪安置在所述控制点上，将所述观测标作为转点使用。

本发明的有益效果：采用全站仪对水中桥墩进行沉降观测可实现桥墩沉降观测的通用，既保证了沉降观测的需求，又提高了沉降观测的效率，同时可靠、方便、快速。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的在桥梁两侧均没有既有线时控制点的布置图；

图2是根据本发明实施例所述的在桥梁仅一侧没有既有线时控制点的布置图。

图中：

1、控制点；2、观测站；3、观测标；4、既有线；5、桥墩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，包括以下步骤：

S1设置控制点1和观测站2，其中，在桥梁两侧均没有既有线4的情况下，在河道两岸各建立两个所述控制点1，并在两个所述控制点1中间的观测位置处搭建一个所述观测站2，或者，在桥梁仅有一侧没有既有线4的情况下，在没有既有线4一侧所对应的河道岸边建立两个所述控制点1，并在两个所述控制点1中间的观测位置处搭建两个所述观测站2；

S2设置观测标3，其中，在每个桥墩5上间隔设置两个观测标3，所述观测标3与所述观测站2相对应；

S3利用精密水准仪将标高引至所述控制点1，在所述观测站2上设置全站仪，通过所述全站仪测量所述观测标3与所述控制点1之间的高度变化来获得所述桥墩5的沉降。

在本发明的一个具体实施例中，在S2中，两个所述观测标3位于同一所述桥墩5的横截面上。

在本发明的一个具体实施例中，在S3中，所述精密水准仪按二等水准要求将标高引至所述控制点1。

在本发明的一个具体实施例中，在S3中，所述控制点1每6个月复测一次。

在本发明的一个具体实施例中，在S3中，所述观测标3采用强制对中标志时，所述全站仪采用二等水准测量方法对所述桥墩5的沉降进行测量。

在本发明的一个具体实施例中，在S3中，所述观测标3采用棱镜时，所述全站仪采用三角高程测量方法对所述桥墩5的沉降进行测量。

在本发明的一个具体实施例中，所述棱镜通过L形的棱镜连接杆固定在所述桥墩5上。

在本发明的一个具体实施例中，在S3中，首次观测时按照附合水准路线往返测的方式进行，其余次观测时采用附合水准路线的方式进行。

在本发明的一个具体实施例中，在利用所述控制点1进附合水准路线观测时，将所述全站仪安置在所述控制点1上，将所述观测标3作为转点使用。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。

本发明采用全站仪对桥墩5进行观测。根据现场情况，在第一段线路桥梁的河道两岸各建立两个控制点1，并用精密水准仪按二等水准要求将标高引至控制点1，两个控制点1中间的观测位置处需要搭建一个观测台。

第二段线路桥梁的一侧有既有线路不能满足分别在河道两岸建立两个观测控制点1的测量方案，为满足现场测量技术要求，在现场没有既有线的桥梁一侧的河岸上埋设两个控制点1，并用精密水准仪按二等水准要求将标高引至控制点1。两个控制点1中间的观测位置处需要搭建两个观测台。

控制点1使用时应做稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。沉降变形观测采用国家二等水准测量技术要求，结合沉降评估实施细则施测。采用双路线往返观测，每次观测均形成闭合检验条件。每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。

沉降变形观测网高程采用施工高程控制网***。控制点1每6 个月复测一次。

由于现场条件观测限制（由于受桥墩5与河岸边相对位置等条件的限制，个别桥墩5与河岸的距离大于50m 等），观测时无法满足二等水准测量仪器主要技术要求（前后视差超限≤1.5m、最低视线高度≥0.5m、前后累计视线差≤6.0m、视线长度≤50m 等），故采用不量仪器高和棱镜高的高差差分光电测距三角高程测量法传递。为确保沉降数据的准确性，须采用固定仪器、固定测站安置位置的方法进行。

，桥墩5沉降点位的观测使用高精度全站仪（测距误差±1mm/km，角误差为0.5″），采用三角高程的测量方法进行施测。具体要求如下：

1.为了减小折光的影响，应尽量选择阴天进行观测，垂直角观测宜在日出后2h至日落前2h期间目标成像清晰时进行。

2.测回数在4个测回以上，强制对中标的重复安装误差小于0.2mm。

3.进行观测时的温度气压严格记录输入，温度精确到0.2℃ ，气压0.5hPa。

4.仪器设站位置每次严格固定，应设置在固定的工作控制点1上，两次设站所测高差之差应小于1mm。

5.观测线路设计中，尽量减少设站数或减少线路距离，有利于精度控制，避免远离工作控制点1的变形监测点的高程平差精度超限。

6.当相邻观测周期的沉降量出现异常时，应重新进行观测并和上次测量结果进行对比，如两次结果不符合则要立即检查工作控制点1的稳定性，必要时需联测基准点进行检测。如发现工作控制点1或基准点有下沉现象即将观测数据上报评估单位，对进行基准点或工作控制点1的高程值进行修正。然后再依据修正后的基准点或工作控制点1进行沉降观测并计算沉降值。

7.成果数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数据库。

本发明所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法具体如下：

1．观测标3布置，为了满足变形观测的需要，需要在桥墩5上设置观测标3。

（1）每个桥墩5均设置两个观测标3，两个观测标3位于同一桥梁横截面处。

（2）观测标3埋设于桥墩左右两侧。本区段观测标3设置在桥墩上高度和河岸高大约相等的位置。

2．观测标3可以采用棱镜和L形棱镜连接杆。

3．为了进行正常的沉降变形监测，最好采用中间设站三角高程方法，使用高精度全站仪进行测量的方案，若观测标3采用强制对中标志，测量时使用开发的全站仪自动观测程序，在沉降监测的在桥墩垂直线路两侧河岸上架设全站仪，桥墩埋设强制对中观测标志，强制对中标志高度与全站仪架设高度等高，控制点1的高度埋设时与观测标3基本同高，控制点1在位置选择好后，采用二等水准测量方法进行测量，河岸两侧的控制点1应进行联测，单独完成监测网建立工作，若全站仪采用三角高程测量方法进行测量时观测标3由棱镜连接杆和棱镜构成，控制点1的高程严格归化到棱镜中心。

桥墩的观测标3分左右线分别进行观测，以左侧为例（其中一个控制点1命名为CPII036，另一个控制点1命名为GCPII037，桥墩5依次命名为319~323，桥墩左侧的观测标3命名为D1），首先在CPII036到323D1之间自由设站，观测CPII036～319D1；319D1～320D1；32D1～321D1；321D1～322D1；322D1～323D1之间的高差；再在GCPII037到219D1之间自由设站，观测GCPII037～323D1；323D1～322D1；322D1～321D1；321D1～320D1；320D1～319D1之间高差，形成一条路线，每个观测站2调整仪器高度进行两次独立观测，两次独立观测形成往返测量。

本发明在首次观测（零观测）应当按照附合水准路线往返测的方式进行，按照《建筑变形测量规范》的要求：“变形测量的时间性很强，它反映某一时刻变形体相对于控制点1的变形程度或变形趋势，应此首次观测（初始值）是整个变形观测的基础数据，应认真观测，仔细复核，增加观测量，进行两次同精度独立观测，以保证首次观测成果有足够的精度和可靠性。”其余次的观测可以采用附合水准路线的方式进行。

水中桥墩5的观测路线利用河岸上的控制点进行附合水准路线观测，在观测时，将全站仪安置在河岸控制点1上，将桥墩上的观测标3作为转点使用。附合水准路线测量起闭于CPII036和GCPII037。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，采用全站仪对水中桥墩进行沉降观测可实现桥墩沉降观测的通用，既保证了沉降观测的需求，又提高了沉降观测的效率，同时可靠、方便、快速。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1设置控制点（1）和观测站（2），其中，在桥梁两侧均没有既有线（4）的情况下，在河道两岸各建立两个所述控制点（1），并在两个所述控制点（1）中间的观测位置处搭建一个所述观测站（2），或者，在桥梁仅有一侧没有既有线（4）的情况下，在没有既有线（4）一侧所对应的河道岸边建立两个所述控制点（1），并在两个所述控制点（1）中间的观测位置处搭建两个所述观测站（2）；

S2设置观测标（3），其中，在每个桥墩（5）上间隔设置两个观测标（3），所述观测标（3）与所述观测站（2）相对应；

S3利用精密水准仪将标高引至所述控制点（1），在所述观测站（2）上设置全站仪，通过所述全站仪测量所述观测标（3）与所述控制点（1）之间的高度变化来获得所述桥墩（5）的沉降。

2.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S2中，两个所述观测标（3）位于同一所述桥墩（5）的横截面上。

3.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S3中，所述精密水准仪按二等水准要求将标高引至所述控制点（1）。

4.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S3中，所述控制点（1）每6个月复测一次。

5.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S3中，所述观测标（3）采用强制对中标志时，所述全站仪采用二等水准测量方法对所述桥墩（5）的沉降进行测量。

6.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S3中，所述观测标（3）采用棱镜时，所述全站仪采用三角高程测量方法对所述桥墩（5）的沉降进行测量。

7.根据权利要求6所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，所述棱镜通过L形的棱镜连接杆固定在所述桥墩（5）上。

8.根据权利要求1所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在S3中，首次观测时按照附合水准路线往返测的方式进行，其余次观测时采用附合水准路线的方式进行。

9.根据权利要求8所述的采用全站仪进行水中桥墩沉降观测的方法，其特征在于，在利用所述控制点（1）进附合水准路线观测时，将所述全站仪安置在所述控制点（1）上，将所述观测标（3）作为转点使用。