專利名稱：將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高架橋上水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量定位方法，特別是涉及一種將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法及其裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)在高速鐵路的修建中采用了大量的橋梁結(jié)構(gòu)，有的橋梁長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里，為保證高速鐵路修建的高精度要求，在這些特大橋上、隧道里、路基上都需要建立精密的施工控制網(wǎng)，也稱CPIII網(wǎng)。CPIII網(wǎng)是由分布在線路兩側(cè)相距大約60m—對(duì)的CPIII點(diǎn)組成，每個(gè)CPIII點(diǎn)都需測(cè)量出精確的平面坐標(biāo)和高程，然而已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)均設(shè)置在地面上，如何將地面的水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到位于高架橋防撞墻上的CPI11點(diǎn)上， 一直以來(lái)都是困擾高鐵建設(shè)者的一大難題。由于高差太大，平時(shí)用來(lái)測(cè)量高程的水準(zhǔn)儀無(wú)法派上用場(chǎng)，測(cè)量人員只能借助全站儀，在橋下的水準(zhǔn)點(diǎn)上架設(shè)全站儀并量取全站儀中心到水準(zhǔn)點(diǎn)的高度，在橋上的被測(cè)點(diǎn)上利用木腳架或?qū)χ袟U架架設(shè)棱鏡并量取棱鏡中心到被測(cè)點(diǎn)的高度，測(cè)量出儀器到棱鏡的距離和與水平面的夾角，利用三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)的高程值。這種傳統(tǒng)的方法被稱為"三角高程測(cè)量"法，這種方法需要人為量取儀器高和棱鏡高，且需局限在較短的距離內(nèi)，施測(cè)不方便且精度較差。另一種方法是在高架橋上搭設(shè)鋼管架，將已經(jīng)經(jīng)過(guò)鑒定的帶毫米刻畫的鋼尺吊掛重錘懸掛至地面，待靜止不動(dòng)后分別在地面和橋面架設(shè)帶測(cè)微器的光學(xué)水準(zhǔn)儀觀測(cè)鋼尺而獲得高程差，這種方法觀測(cè)條件苛刻，雖然也能解決問(wèn)題，但無(wú)法滿足快捷、簡(jiǎn)便的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法，該方法簡(jiǎn)單方便且精度高。
本發(fā)明還要提供一種實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量方法的裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法，該方法包括以下步驟
1)將排水孔或梁縫的有效孔徑或間距的中心投射到地面上，在此預(yù)埋一枚測(cè)釘，此點(diǎn)為P ，使測(cè)釘?shù)闹行呐c排水孔的有效孔徑的中心或梁縫的中心在一條鉛垂線上，使用水準(zhǔn)儀從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)弓1觀P的高程，計(jì)為HP;2) 使用三腳架在P點(diǎn)上架設(shè)全站儀，在全站儀目鏡上安上彎管目鏡，將全站儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向；
3) 將平板放在排水孔或梁縫上，平板的圓孔位于排水孔或梁縫中央，在平板的圓孔上放上測(cè)量棱鏡，測(cè)量棱鏡反射面朝下，使測(cè)量棱鏡中心與全站儀的十字絲中心重合；
4) 在全站儀里輸入當(dāng)時(shí)的氣象參數(shù)和測(cè)量棱鏡的加常數(shù)，對(duì)測(cè)量棱鏡的中心進(jìn)行測(cè)距，取多次合格觀測(cè)值的平均值，計(jì)為d;
5) 觀測(cè)測(cè)量棱鏡頂點(diǎn)到防撞墻頂端處CPIII點(diǎn)的高差，計(jì)為h;
6) 數(shù)據(jù)處理可以得出防撞墻頂端處0 111點(diǎn)的高程1 ^111=冊(cè)+八+ (d+a+d*b) +r+h。將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置，包括全站儀、三腳架和測(cè)量棱鏡，還包
括帶通孔的平板和測(cè)釘，所述測(cè)量棱鏡安裝在所述平板的通孔上，在所述測(cè)釘上通過(guò)三腳架架設(shè)全站儀，所述測(cè)釘?shù)母叱唐鹚泓c(diǎn)、全站儀視準(zhǔn)軸、測(cè)量棱鏡中心處于同一鉛垂線上。
本發(fā)明的有益效果是可以方便的解決水準(zhǔn)高程直接上橋的難題，并且精確度高，對(duì)觀
測(cè)條件要求寬松，容易操作。


圖l是本發(fā)明方法的示意圖。
圖2是本發(fā)明的平板的主視圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是本發(fā)明的測(cè)釘?shù)闹饕晥D。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，高架橋上的兩個(gè)橋墩2之間的箱梁1都預(yù)留了多個(gè)排水孔3，根據(jù)排水孔孔徑或兩個(gè)箱梁1之間的梁縫加工一張平板4，平板中央開(kāi)一通孔用于放置球型測(cè)量棱鏡5，通孔半徑小于球型測(cè)量棱鏡的半徑，通孔半徑大于球型測(cè)量棱鏡反射面的半徑。
如圖2和圖3所示，上述平板4最好采用金屬圓形平板，其上設(shè)置有三個(gè)著地點(diǎn)9，三個(gè)著地點(diǎn)9等角度設(shè)置，三個(gè)著地點(diǎn)9可以確定一個(gè)唯一的平面。上述球型測(cè)量棱鏡5可采用申請(qǐng)?zhí)枮?008103046073的球型測(cè)量棱鏡。
在高架橋排水孔或梁縫正下方的地面上預(yù)埋一枚測(cè)釘6，如圖4所示，測(cè)釘6的高程值利用水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺及水準(zhǔn)尺適配器等工具從地面已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)上精確的引入，在測(cè)釘6上利用精密對(duì)中三腳架7架設(shè)全站儀8。預(yù)埋測(cè)釘6目的是讓此起算點(diǎn)高程穩(wěn)定可靠，也方便架設(shè)全站儀8，精密對(duì)中三腳架7可采用專利號(hào)為200720079847. 9的精密對(duì)中三腳架。
測(cè)量時(shí)取下全站儀8的提手，在全站儀望遠(yuǎn)鏡的目鏡處安裝上彎管目鏡，將全站儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向，將球型測(cè)量棱鏡反射面朝下放置在金屬平板中的通孔中，金屬平板三個(gè)著地點(diǎn)9朝下放置在排水孔處，根據(jù)全站儀彎管目鏡中的圖像移動(dòng)平板4，將球型測(cè)量棱鏡5的中心移動(dòng)到全站儀8的鉛垂方向上。此時(shí)測(cè)釘6的高程起算點(diǎn)、全站儀視準(zhǔn)軸、球型測(cè)量棱鏡中心均處于同一鉛垂線上，然后利用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺等工具將球型測(cè)量棱鏡中心的高程傳遞到防撞墻頂端處CPI 11點(diǎn)上。本發(fā)明的具體步驟如下
1) 在需要將高程傳遞到橋上的地方選擇一個(gè)排水孔或梁縫，通過(guò)此排水孔或梁縫能看到地面上。
2) 使用垂球或全站儀的激光對(duì)點(diǎn)器將排水孔或梁縫的有效孔徑或間距的中心投射到地面上，在此處修建一個(gè)簡(jiǎn)易的水泥觀測(cè)墩，在觀測(cè)墩上預(yù)埋一枚測(cè)釘，使測(cè)釘?shù)闹行呐c排水孔的有效孔徑的中心或梁縫的中心基本在一條鉛垂線上，偏差控制在2cm以內(nèi)。假設(shè)此點(diǎn)為P，使用水準(zhǔn)儀就近從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)P的高程，計(jì)為HP。
3) 使用固定高度的精密對(duì)中三腳架在P點(diǎn)上架設(shè)全站儀。在全站儀目鏡上安上彎管目鏡，將全站儀的天頂距讀數(shù)調(diào)到零，即將全站儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向，這時(shí)全站儀的視準(zhǔn)軸指向天頂方向。
4) 橋上的操作者將金屬平板放在排水孔或梁縫上，金屬平板的圓孔位于排水孔或梁縫中央，在金屬平板的圓孔上放上球型測(cè)量棱鏡，球型測(cè)量棱鏡反射面朝下。橋上的操作者聽(tīng)從橋下儀器觀測(cè)者的指揮移動(dòng)金屬平板，最終使球型棱鏡中心與全站儀的十字絲中心重合。金屬平板到位后，檢査金屬平板是否穩(wěn)固，不能有翹動(dòng)。
5) 橋下儀器觀測(cè)者在全站儀里輸入當(dāng)時(shí)的氣象參數(shù)和球型測(cè)量棱鏡的加常數(shù)，對(duì)橋上的球型測(cè)量棱鏡中心進(jìn)行測(cè)距，并進(jìn)行多次觀測(cè)，各次觀測(cè)值的互差不能超過(guò)O. 2mm，最后觀測(cè)結(jié)果取多次合格觀測(cè)值的平均值，計(jì)為d。
6) 橋上操作者使用水準(zhǔn)儀觀測(cè)金屬平板上球型測(cè)量棱鏡頂點(diǎn)到防撞墻頂端處CPI11點(diǎn)的高差，計(jì)為h。
7) 數(shù)據(jù)處理可以得出防撞墻頂端處0 111點(diǎn)的高程1 ^111=冊(cè)+八+ (d+a+d*b) +r+h
式中A:儀器高(包括精密對(duì)中三腳架和全站儀)，出廠時(shí)給出；
r:球型測(cè)量棱鏡的半徑；
a:全站儀鑒定報(bào)告中的加常數(shù)；
b:全站儀鑒定報(bào)告中的乘常數(shù)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)將排水孔或梁縫的有效孔徑或間距的中心投射到地面上，在此預(yù)埋一枚測(cè)釘，此點(diǎn)為P，使測(cè)釘?shù)闹行呐c排水孔的有效孔徑的中心或梁縫的中心在一條鉛垂線上，使用水準(zhǔn)儀從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)P的高程，計(jì)為HP；2)使用三腳架在P點(diǎn)上架設(shè)全站儀，在全站儀目鏡上安上彎管目鏡，將全站儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向；3)將平板放在排水孔或梁縫上，平板的圓孔位于排水孔或梁縫中央，在平板的圓孔上放上測(cè)量棱鏡，測(cè)量棱鏡反射面朝下，使測(cè)量棱鏡中心與全站儀的十字絲中心重合；4)在全站儀里輸入當(dāng)時(shí)的氣象參數(shù)和測(cè)量棱鏡的加常數(shù)，對(duì)測(cè)量棱鏡的中心進(jìn)行測(cè)距，取多次合格觀測(cè)值的平均值，計(jì)為d；5)觀測(cè)測(cè)量棱鏡頂點(diǎn)到防撞墻頂端處CPIII點(diǎn)的高差，計(jì)為h；6)數(shù)據(jù)處理可以得出防撞墻頂端處CPIII點(diǎn)的高程HCPIII＝HP+A+(d+a+d*b)+r+h式中A儀器高；r球型測(cè)量棱鏡的半徑；a全站儀鑒定報(bào)告中的加常數(shù)；b全站儀鑒定報(bào)告中的乘常數(shù)。
2 如權(quán)利要求l所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量 方法，其特征在于，所述測(cè)量棱鏡為球型測(cè)量棱鏡。
3 如權(quán)利要求l所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量 方法，其特征在于，所述平板為金屬圓形平板。
4 如權(quán)利要求l所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法，其特征在于，所述三腳架為精密對(duì)中三腳架。
5 將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置，包括全站儀、三 還包括帶通孔的平板和測(cè)釘，所述測(cè)量棱鏡安裝在所述平板 的通孔上，在所述測(cè)釘上通過(guò)三腳架架設(shè)全站儀，所述測(cè)釘?shù)母叱唐鹚泓c(diǎn)、全站儀視準(zhǔn)軸、 測(cè)量棱鏡中心處于同一鉛垂線上。
6 如權(quán)利要求5所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置 ，其特征在于，所述三腳架為精密對(duì)中三腳架。
7 如權(quán)利要求5所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置 ，其特征在于，所述平板為金屬圓形平板。
8 如權(quán)利要求5所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置 ，其特征在于，所述測(cè)量棱鏡為球型測(cè)量棱鏡。
9 如權(quán)利要求8所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝置 ，其特征在于，所述通孔半徑小于球型測(cè)量棱鏡的半徑，通孔半徑大于球型測(cè)量棱鏡反射面 的半徑。
10 如權(quán)利要求5所述的將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的裝 置，其特征在于，所述平板上設(shè)置有三個(gè)著地點(diǎn)，三個(gè)著地點(diǎn)確定一個(gè)唯一的平面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程精確傳遞到高架橋上的測(cè)量方法，該方法包括以下步驟1)將排水孔或梁縫的有效孔徑或間距的中心投射到地面上，在此預(yù)埋一枚測(cè)釘，使用水準(zhǔn)儀從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其高程；2)在全站儀目鏡上安上彎管目鏡，將全站儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向；3)將平板放在排水孔或梁縫上，在平板的圓孔上放上測(cè)量棱鏡；4)對(duì)測(cè)量棱鏡的中心進(jìn)行測(cè)距，取多次合格觀測(cè)值的平均值；5)觀測(cè)測(cè)量棱鏡頂點(diǎn)到防撞墻頂端處CPIII點(diǎn)的高差；6)數(shù)據(jù)處理可以得出防撞墻頂端處CPIII點(diǎn)的高程HCPIII。本發(fā)明可以方便的解決水準(zhǔn)高程直接上橋的難題，并且精確度高，對(duì)觀測(cè)條件要求寬松，容易操作。
文檔編號(hào)G01C5/00GK101464146SQ200910300299
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者周敬勇, 杰 唐, 姚云峰, 姜燮榮, 張曉燕, 兵 彭, 鵑 杜, 娛 楊, 羅小軍, 書 蔣, 陳心一 申請(qǐng)人:成都普羅米新科技有限責(zé)任公司