黃克輝

(中船勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 上海 200063)

某特大型龍門(mén)吊軌道東西向軌距為172 m,南北向軌道長(zhǎng)度為915 m,由于設(shè)備行進(jìn)中出現(xiàn)“啃軌”現(xiàn)象,需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量其兩根軌道的準(zhǔn)直度和兩軌道之間軌距。因軌道長(zhǎng)度和軌距很大,加之現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,給測(cè)量工作造成了很大困難。

1 分段基準(zhǔn)線法軌道測(cè)量實(shí)踐

基準(zhǔn)線法的原理是通過(guò)建筑物或平行于建筑物軸線固定不變的鉛直平面為基準(zhǔn)面,一般用來(lái)測(cè)定建筑物的水平位移。當(dāng)基準(zhǔn)線很長(zhǎng)時(shí),照準(zhǔn)誤差影響會(huì)增大。為了獲得較高的觀測(cè)精度,可以分段進(jìn)行觀測(cè),即先測(cè)定基準(zhǔn)線中少數(shù)分段點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)線的偏離值,再將它們作為起始點(diǎn),然后在各分段中測(cè)定測(cè)點(diǎn)相對(duì)分段基準(zhǔn)點(diǎn)的偏離值,最后歸算到兩端點(diǎn)的基準(zhǔn)線上。

本次龍門(mén)吊軌道測(cè)量方案如圖1所示：在平行于軌道西側(cè)10 m處設(shè)置一條915 m長(zhǎng)基準(zhǔn)線AB,在AB基準(zhǔn)線中點(diǎn)測(cè)定1/2分段點(diǎn)C,同理分別測(cè)定1/4分段點(diǎn)D、E,如此把915 m基準(zhǔn)線分成4段,每段基準(zhǔn)線長(zhǎng)228.75 m。首先在分段基準(zhǔn)線上定出相應(yīng)P點(diǎn),然后在P點(diǎn)設(shè)站撥90°角分別測(cè)量P到東西軌道的距離SE、SW,通過(guò)歸算到AB求得軌道準(zhǔn)直度,而P點(diǎn)處軌距SP=SE-SW。

圖1 軌道測(cè)量示意

由于基準(zhǔn)線AB很長(zhǎng),分段點(diǎn)D、C、E與基準(zhǔn)線AB會(huì)出現(xiàn)偏離值,通過(guò)角度觀測(cè)測(cè)定D、C、E相對(duì)AB的偏離值,以使成果可以歸算到AB基準(zhǔn)線上,角度測(cè)量方案如圖2所示。

圖2 角度測(cè)量示意

2 精度分析

軌道準(zhǔn)直度由東西側(cè)軌道相對(duì)基準(zhǔn)線AB的距離確定,其精度由P點(diǎn)定位精度和距離SE、SW的測(cè)量精度決定。易知BE、EC段與AD、DC段相同,以下僅對(duì)AD、DC段測(cè)量進(jìn)行分析。測(cè)角和測(cè)距采用萊卡TCRM1201+R1000型全站儀,儀器標(biāo)稱精度：測(cè)角1″,測(cè)距±(1+1.5×10-6D)mm(D為測(cè)量長(zhǎng)度),望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)為v=30。為簡(jiǎn)化計(jì)算,以下分析未考慮測(cè)量對(duì)中誤差影響。

2.1 分段點(diǎn)C、D、E偏離值測(cè)定精度

如圖2所示,進(jìn)行4測(cè)回測(cè)角,測(cè)角中誤差為mα=±2″,用間接平差法列出誤差方程

權(quán)1

權(quán)1

權(quán)4

權(quán)4

權(quán)4

權(quán)4

權(quán)4

權(quán)4

式中：LC、LD、LE為分段點(diǎn)C、D、E到AB的偏離值；Vi為觀測(cè)角度對(duì)應(yīng)的距離改正數(shù)；SAB、SAD、SDC、SCE、SEB為基準(zhǔn)線相應(yīng)段的長(zhǎng)度,單位以km表示；mLC、mLD、mLE分別為L(zhǎng)C、LD、LE測(cè)量精度。

mLC=0.99SABmα=1.82 mm

mLD=mLE=0.93SABmα=1.71 mm

2.2 基準(zhǔn)線AD段

以A為測(cè)站,D為后視點(diǎn)照準(zhǔn)觀測(cè),縱向誤差對(duì)測(cè)量的影響可忽略,主要考慮P點(diǎn)橫向測(cè)定誤差。P點(diǎn)測(cè)定誤差主要來(lái)源是儀器照準(zhǔn)誤差mν和分段偏離值測(cè)定誤差mLD,易知

P點(diǎn)對(duì)應(yīng)處

式中β——視力臨界角,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取β=15″；

ν——望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù),已知ν=30；

mP——P點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線AD的測(cè)量精度；

mSE、mSW——分別表示在P點(diǎn)到東西側(cè)軌道長(zhǎng)度測(cè)量精度；

mE、mW——分別表示P點(diǎn)對(duì)應(yīng)軌道準(zhǔn)直度測(cè)量精度。

將參數(shù)值代人計(jì)算式可得：mν=0.5″,mPmax=1.80 mm。

又mSE=1+1.5×0.01=1.015 mm,mSW=1+1.5×0.182=1.273 mm。

則最弱點(diǎn)mEmax=2.07 mm,mWmax=2.21 mm,也即準(zhǔn)直度測(cè)量最弱點(diǎn)精度為2.07 mm和2.21 mm。

2.3 基準(zhǔn)線DC段

以D為測(cè)站,C為后視點(diǎn)照準(zhǔn)觀測(cè)。P點(diǎn)測(cè)定誤差主要來(lái)源是儀器照準(zhǔn)誤差mν和分段偏離值測(cè)定誤差mLD、mLC,易知

同前所述,可得mPmax=2.56 mm,最弱點(diǎn)mEmax=2.76 mm,mWmax=2.86 mm。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用分段基準(zhǔn)線法進(jìn)行軌道的準(zhǔn)直度測(cè)量和軌距測(cè)量,精度可達(dá)到毫米級(jí),如果提高測(cè)距測(cè)角精度或增加觀測(cè)次數(shù),可以進(jìn)一步提高測(cè)量精度；為了提高測(cè)角精度,分段基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量應(yīng)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段進(jìn)行。

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