浅谈全站仪在公路桥梁施工放样中的运用及精度分析

张亮

【摘 要】本文对施工放样的基本定义进行了概述，重点对控制点的布设、坐标计算、中线放样作了介绍，对全站仪在工程施工放样中的精度进行了分析，通过加强全站仪在工程施工放样中的运用，来提升公路桥梁建设质量。

【关键词】全站仪；公路桥梁；施工放样；精度

随着我国公路桥梁建设的不断进步，传统的工程放样方式已逐渐显示出其滞后性，且其工作量大、效率低下、放样精度低等缺陷，不再适合公路桥梁的施工放样工作。而目前随着科技的发展，施工放样的方法也得到了更新，且其具有非常鲜明的特点，如自动化程度高、测量速度快、精度高、性能相对稳定等，对于工程施工放样工作能够起到重要的辅助作用。

1 施工放样的基本定义

比较常见的放样工作有平面位置的放样、高程放样，以及竖直轴线放样，同时许多图纸上的信息，如平面位置和高程均可通过对每个特征点的放样来实现，并且直角坐标法、极坐标法、交汇法都可应用在特征点的放样工作中。其次公路桥梁的施工多为野外作业，不确定因素非常多，施工放样的难度较大，对外业勘测的要求也更为精密，因此不同的公路桥梁工程有不同的放样技术要求。就道路工程而言，在工程动工前期的勘测设计阶段的工程控制测量和地形测量工作中，更为讲究周密的外业勘测和精心的设计，而桥梁工程首先需要计算得出施工放样的相关数据，并对简单曲线或卵形曲线等复杂曲线进行数据计算。目前的施工放样工具有经纬仪、GPS、激光指向仪、水准仪、激光经纬仪、全站仪、激光水准仪等，这些仪器在工程中的应用不仅解放了劳动力，同时也从侧面提高了工程质量，而评定一项工程是否是高质量的工程，可从定位准确、尺寸准确、高程合适、组织合理、程序得当、选料合格、工艺精湛、质检及时等八个方面加以保证。

2 全站仪在公路桥梁施工放样中的应用

2.1 控制点的布设

由于在公路桥梁的建设中，四等导线的标准控制导线点的间距很远，对于施工放样、隧道以及大桥等构筑物的控制非常不利，并且也不能保证测量的精度，因此还需对导线点进行加密。其次在两个导线点之间使用闭合导线或是支导线全测回的方式将控制点加密，可使其能够形成闭合导线，但如通视条件不佳，可使用支导线点的方式，加密的距离在400-800m之间为佳，并且闭合导线在平差计算过程中，需注意调整导线点间的坐标值与方位角。

2.2 坐标计算

坐标放线方式指的是将仪器置于导线点或其它已知坐标点之上，使用极坐标的方式对公路桥梁的中线进行测设。工程中线位置通常使用大地坐标表示，而设计单位在提供中线的逐桩坐标之后，施工单位需依据给出的坐标进行放样工作。如：某公路桥梁路段的地形条件复杂，多山地与丘陵地形，通视条件较差，且在实施放样工作时，所有的导线点均使用GPS进行测点，得到的数量较少，对于放样工作来说较为不利，所以需要对导线点进行加密处理。首先该路段由直线段、圆曲线和缓和曲线路段共同构成，可将每一个路段作为曲线元的端点，当一个曲线元的长度以及两个端点的曲率和半径已知，那么这个曲线元的形状和尺寸也基本能够确定，同时要以桥梁设计图纸为依据，以找到中心桩号与墩台的设计尺寸，计算各个墩台中心里程桩号，并在此基础上，计算所在线路中的平面坐标，而设计文件中给出墩台的中心坐标，则可直接进行测设。其次在通过线路的勘测设计之后，可进一步确定直线段的坐标方位角、转角、圆曲线的半径与缓和曲线道路的长，最后就能够计算出中线桩点的坐标（X，Y）。

2.3 中线放样

在放样点的坐标系当中输入坐标，将会弹出棱镜高的对话框，同样的，放线不涉及高程上的坐标，可跳过该对话框。其次在坐标输入完毕之后，全站仪的屏幕上会显示角度的选项，例如显示dHR，也就是水平角的差值为：31°2142”，即表示放样点与仪器对准放线出现31°2142”的偏差，因此需要将全站仪的水平度盘适当旋转，直到屏幕显示水平角的差值为0°0000”时，固定全站仪水平制动螺旋。之后在屏幕中选择距离选项，全站仪会向前发射光源，而棱镜在这一方向上可保证不会终止距离的测量，同时测量工作人员通过调整棱镜的移動，让屏幕中的水平距离差值dHD为0.000m时，棱镜点即为本次的放样点。

3 全站仪在公路桥梁施工放样中的精度分析

3.1 在墩台定位放样中的精度分析

1）在全站仪墩台定位放样中，第一步确定后视方位角，在测站上支全站仪，并在后视点架设棱镜来实现；2）在支后视棱镜的过程中，需用长边控制短边，即后视距离一定要大于前视距离；3）定完后视后，检验后视点的位置是否被别人动过，确保放样工作万无一失；4）在放样过程中，应检查定位是否准确：如图1所示，按“极坐标法”放样出P点位置后，可利用全站仪的座标测量功能，再测出已放样的P点座标，并与其设计座标值相比较，按公式f=√Δ2X+Δ2Y 计算偏差值，即可验核放样点的精度是否满足桥梁墩位放样精度（一般为±2cm，即|f|≤2cm）的要求。5）在一个控制点上也可进行多个墩位的放样，其定位精度取决于离控制点的远近，同时为了检核水平度盘在观测过程中是否发生变动，往往在瞄准A方向时，需两次水平度盘读数之差，也被称为半测回归零值。其次，在全站仪多目标放样完成后需“归零”。方法为：后视三棱镜在施工放样过程中不要挪动，在放样完成后，全站仪重新照准后视三棱镜，并进行“归零”校核工作，半测回归零差应控制在12″，一测回2C互差应控制在18″，这样墩台放样精度和准确度就可提高。

3.2 在测距中的精度分析

全站仪采用的是光电测距，但误差由多个因素决定。首先全站仪的调制频率会发生变化，而这主要是由于全站仪在使用时，内部的部分元件发生了老化，因此为减少调制频率带来的误差，可定期对仪器进行检测，并对测定值乘以R，以此改正测量的距离。其次外界环境也容易造成误差，如气温、气压和标准值有一定的差距，但对测量误差的影响比较小，但仪器中出现的误差对测量的影响较大，因此测量前要保证对中的准确性。另外还有光速误差、照准误差、仪器加常数误差、周期误差等，在测量时要时刻注意这些误差，保证测量的精度。

4 总结

总之，全站仪技术应用于我国公路桥梁工程测量过程中，不仅可提升测量结果的精度，还可有效提高工作效率，具有明显的经济效益。同时随着科学技术的进步，我们应将新的研究成果应用于工程测量过程中，同时不断改进和完善测量技术，促进交通经济稳定发展。

【参考文献】

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[2]郑巍.全站仪在施工放样中的精度探讨[J].黑龙江科技信息，2015（16）.

[3]邱健壮，解明东，王继芳.全站仪在公路施工放样中的应用[J].山东农业大学学报（自然科学版），2001（2）.

[责任编辑：田吉捷]