【正文】 期間儀器和標(biāo)尺的穩(wěn)定性。立尺點(diǎn)標(biāo)志須穩(wěn)固可靠，當(dāng)儀器安置在土質(zhì)地面時(shí)，應(yīng) 加設(shè)儀器腳樁。 4）橋梁工程跨河水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)采用雙線觀測(cè)，并通過岸上水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)形 成跨河水準(zhǔn)閉合環(huán)，以確?？绾铀疁?zhǔn)測(cè)量成果的精度及可靠性。 跨河水準(zhǔn)觀測(cè)作業(yè)前應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行覘牌或標(biāo)燈的設(shè)計(jì)制作、儀器檢校，觀測(cè)過程中必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，采取有效措施，如選擇有利觀測(cè)時(shí)間、兩岸遠(yuǎn)標(biāo)尺同步觀測(cè) (必須嚴(yán)格執(zhí)行 )、儀器標(biāo)尺正確安置、覘牌準(zhǔn)確對(duì)位并無滑移、盡可能地縮短一測(cè)回觀測(cè)時(shí)間等等，以提高測(cè)量精度。觀測(cè)成果應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行限差驗(yàn)算和成果取舍，并評(píng)定測(cè)量精度。 當(dāng)跨越障礙的距離很大（ 500m 以上甚至 1～ 2km）時(shí)，光學(xué)測(cè)微器法的照準(zhǔn)和讀數(shù)精度就會(huì)受到限制，在這 種情況下，必須采用其他方法來解決向?qū)Π端疁?zhǔn)標(biāo)尺的照準(zhǔn)和讀數(shù)問題。目前所采用的是“傾斜螺旋法”。 32 圖 2 圖 3 所謂傾斜螺旋法，就是用水準(zhǔn)儀的傾斜螺旋使視線傾斜地照準(zhǔn)對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺（一般叫遠(yuǎn)尺）上特制覘板的標(biāo)志線（用于傾斜螺旋法的覘板上有 4條標(biāo)志線），利用視線的傾角和標(biāo)志線之間的已知距離來間接求出水平視線在對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的精確讀數(shù)。視線的傾角可用傾斜螺旋分劃鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)格數(shù)（指傾斜螺旋有分劃鼓的儀器，如 N3 精密水準(zhǔn)儀）或用水準(zhǔn)器氣泡偏離中央位置 的格數(shù)（指水準(zhǔn)器管面上有分劃的儀器，如 Ni 004 精密水準(zhǔn)儀）來確定。 用于傾斜螺旋法的覘板，一般有 4 條標(biāo)志線或兩條標(biāo)志線，覘板中央也有小窗口和覘板指標(biāo)線，借覘板指標(biāo)線可以讀取水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，如圖 圖 3 所示。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)儀器距水準(zhǔn)標(biāo)尺為 25m 時(shí)，水準(zhǔn)尺分劃線寬以取 1mm 為宜。仿此，如果跨河寬度為 ms ，則覘板標(biāo)志線的寬度 mm)251( mSa ? （ 111） 覘板上、下相距最遠(yuǎn)的兩條標(biāo)志線，也 就是標(biāo)志線 4的中線之間的距離d ，以傾斜螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)一周的范圍（對(duì) N3 水準(zhǔn)儀而言約為 100)或不大于氣泡由水準(zhǔn)管一端移至另一端的范圍（對(duì) Ni 004 水準(zhǔn)儀而言約為 110)為準(zhǔn)，一般取 80左右，故 sd ???? 08 （ 112） 式中， s 為跨河距離。在圖 528 中，覘板的 3標(biāo)志線可適當(dāng)?shù)膶?duì)稱安排。覘板的寬度 b 一般取 s /5，跨河距離 s 以 m為單位，覘板寬度 b 的單位為 mm。 傾斜螺旋法的基本原理是：通過觀測(cè)對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上覘板的 4 條標(biāo)志線，并根據(jù)傾斜螺旋的分劃值來確定標(biāo)志線之間所張的夾角，然后通過計(jì)算的方法求得33 相當(dāng)于水平視線在對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，而本岸水平視線在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)可用一般的方法讀取。 設(shè)在本岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)為 b ，對(duì)岸水準(zhǔn) 標(biāo)尺上相當(dāng)于水平視線的讀數(shù)為A ，則兩岸立尺點(diǎn)間的高差為（ b A ）。 為了求得 A 值，在遠(yuǎn)尺上安置覘板，以便對(duì)岸儀器照準(zhǔn)，如圖 2 所示。 圖 4 圖 4 中： 1l 為覘板標(biāo)志線 4間的距離； 2l 為覘板標(biāo)志線 3 間的距離； 1a為水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)至覘板標(biāo)志線 1 的距離； 2a 為水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)至覘板標(biāo)志線 2的距離； 1x 為標(biāo)志線 1至儀器水平視線的距離； 2x 為標(biāo)志線 2 至儀器水平視線的距離。 1? 、 2? 、 2? 、 1? 為儀器照準(zhǔn)標(biāo)志線 4 的方向線與水平視線的夾角。 這些夾角的值根據(jù)儀器照準(zhǔn)標(biāo)志線 4 時(shí)傾斜螺旋讀數(shù)與視線水平時(shí)傾斜螺旋讀數(shù)之差（格數(shù)），乘以傾斜螺旋分劃鼓的分劃值 ? 而求得。圖中 s 為儀器至對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離。 由于 1? 、 2? 、 2? 、 1? 都是小角，所以按圖 4可寫出下列關(guān)系式 11 xs ??? 111 xls ???? 由上兩式可得 11111 ?? ??? lx （ 113） 同理，可得 22221 ?? ??? lx （ 114） 由圖 530又知 ????? ?? 222 111 xaA xaA （ 115） 34 則取其平均數(shù)即為儀器水平視線在對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù) A ，即 )(21 21 AAA ?? （ 116） A 值求出后，即可按一般方法計(jì)算兩岸立尺點(diǎn)間的高差。設(shè)在本岸水準(zhǔn)標(biāo)尺（近尺）上讀數(shù)為 b ，則高差為 Abh ?? （ 117） 1l 、 2l ，可在測(cè)前用一級(jí)線紋米尺精確測(cè)定； 1a 和 2a 是由覘板指標(biāo)線在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)減去覘板標(biāo)志線 2 的中線至覘板指標(biāo)線的間距求得。 一測(cè)回的觀測(cè)工作和觀測(cè)程序如下： （ 1）觀測(cè)近尺，直接照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃，用光學(xué)測(cè)微器讀數(shù)。進(jìn)行兩次照準(zhǔn)并讀數(shù)。 （ 2）觀測(cè)遠(yuǎn)尺，先轉(zhuǎn)動(dòng)光學(xué)測(cè)微器，使平行玻璃板置于垂直位置，并在觀測(cè)過程中保持不動(dòng)。旋轉(zhuǎn)傾斜螺旋，由覘板最低的標(biāo)志線開始，從下至上用楔形絲依次精確照準(zhǔn)標(biāo)志線 4，并分別讀取傾 斜螺旋分劃鼓讀數(shù)（對(duì)于 Ni 004水準(zhǔn)儀，讀取水準(zhǔn)氣泡兩端的讀數(shù)），稱為往測(cè)；然后，從上至下依相反次序用楔形絲照準(zhǔn)標(biāo)志線 1，同樣分別讀取傾斜螺旋分劃鼓讀數(shù)，稱為返測(cè)。必須指出，在往、返測(cè)照準(zhǔn) 4條標(biāo)志線中間（往測(cè)時(shí)，照準(zhǔn)標(biāo)志線 2之后；返測(cè)時(shí)，照準(zhǔn)標(biāo)志線 3之后），還要旋轉(zhuǎn)傾斜螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡精確符合兩次（往、返測(cè)各兩次）并進(jìn)行傾斜螺旋讀數(shù)，此讀數(shù)就是當(dāng)視線水平時(shí)傾斜螺旋分劃鼓的讀數(shù)。 由往、返測(cè)合為一組觀測(cè)，觀測(cè)的組數(shù)隨跨河視線長(zhǎng)度和水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)不同而異。各組的觀測(cè)方法相同。 由（ 1）、（ 2）的觀測(cè)組成上半測(cè)回。 （ 3）上半測(cè)回結(jié)束后，立即搬遷水準(zhǔn)標(biāo)尺和水準(zhǔn)儀至對(duì)岸進(jìn)行下半測(cè)回觀測(cè)。此時(shí)，觀測(cè)本岸與對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺的次序與上半測(cè)回相反，觀測(cè)方法與上半測(cè)回相同。由上、下半測(cè)回組成一個(gè)測(cè)回。 從前面所述的觀測(cè)方法知道，近尺的讀數(shù)是用光學(xué)測(cè)微器測(cè)定，而照準(zhǔn)遠(yuǎn)尺的覘板標(biāo)志線時(shí)，只是在傾斜螺旋分劃鼓上進(jìn)行讀數(shù)，最后通過計(jì)算得到相當(dāng)于視線水平時(shí)在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，并沒有使用光學(xué)測(cè)微器。因此，必須在遠(yuǎn)尺讀數(shù)中預(yù)先加上平行玻璃板在垂直位置時(shí)的光學(xué)測(cè)微器讀數(shù) C （對(duì)于 N3 為 = 5mm），然后與近尺讀數(shù)相減得到近、遠(yuǎn)尺立尺點(diǎn)的高差，即 )( CAbh ??? 在 1I 岸時(shí)，由（ b A ）所得的是立尺點(diǎn) 2b 對(duì)于立尺點(diǎn) 1b 的高差 1h ；在 2I 岸時(shí)由（ b A ）所得的是立尺點(diǎn) 1b 對(duì)于立尺點(diǎn) 2b 的高差 2h 。它們的正負(fù)號(hào)相反，35 所以一測(cè)回的高差中數(shù)為 )(21 21 hhh ?? 用兩臺(tái)儀器在兩岸同時(shí)觀測(cè)的兩個(gè)結(jié)果，稱為一個(gè)“雙測(cè)回”的觀測(cè)成果，雙測(cè)回的高差觀測(cè)值 H是取兩臺(tái)儀器所得高差的中數(shù)，即 )(21 hhH ????? 取全部雙測(cè)回的高差中數(shù)，就是最后的 高差觀測(cè)值 0H 。 高程控制網(wǎng)必要精度確定 工程上對(duì)方樣橋墩頂面高程的要求是：放樣兩相鄰橋墩頂面設(shè)計(jì)高程時(shí)高差的誤差不大于 厘米，現(xiàn)已 厘米作為橋梁工程高程放樣的精度要求來推算施工高程控制網(wǎng)的必要精度。 設(shè) M為高程放樣點(diǎn)放樣后高程的總誤差，其中 為控制點(diǎn)高程誤差引起的放樣點(diǎn)高程誤差， 為放樣過程中產(chǎn)生的誤差引起的放樣點(diǎn)高程誤差，則有： M= = 很顯然 ，將上式的二次項(xiàng)展開略去高次項(xiàng)，則有， M= （ 1+ ） 若使上式中 =，即控制點(diǎn)高程誤差的影響僅占放樣高程總誤差的10%，則有 得 = 可以確定高程控制網(wǎng)中最弱水準(zhǔn)點(diǎn)的高程誤差應(yīng)小于 * 厘米 = 毫米，取兩倍中誤 差為準(zhǔn)許誤差，則最弱點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)小于 毫米。 在 AUTOCAD 中設(shè)計(jì)水準(zhǔn)網(wǎng)型，二等水準(zhǔn)網(wǎng)。兩個(gè)已知水準(zhǔn)網(wǎng)： A和 B。六個(gè)已知控制點(diǎn)為首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)。 把 AUTOCAD所設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)控制網(wǎng)在 控制測(cè)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)與平差 軟件中打開： 36 由于布設(shè)成二等水準(zhǔn)網(wǎng)，所以 在設(shè)置計(jì)算方案的對(duì)話框中的高程單位權(quán)中誤差為2。 37 網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù) 備注 平面已知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 2 平面未知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 0 方向觀測(cè)設(shè)站數(shù) 站 0 方向觀測(cè)總 數(shù) 個(gè) 0 邊長(zhǎng)觀測(cè)數(shù) 條 0 最大邊長(zhǎng) m 最小邊長(zhǎng) m 驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差 驗(yàn)后測(cè)角中誤差 最大平面點(diǎn)位中誤差 mm 最大平面相鄰點(diǎn)間誤差 mm 最大方位角誤差 最大邊長(zhǎng)誤差 mm 最大邊長(zhǎng)比例誤差 高程已知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 2 高程未知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 18 高差觀測(cè)數(shù) 段 20 驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差 mm 最大高程中誤差 mm 點(diǎn)名： 06 最大高程相鄰點(diǎn)間誤差 mm B－ 06 優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬控制點(diǎn)成果表 點(diǎn)名 坐標(biāo) 高程 ( m ) 備注 X( m ) Y( m ) B A 點(diǎn)位誤差 點(diǎn)名 坐標(biāo)誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程中誤 差 (mm) Mx(mm) My(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) 01 04 02 38 06 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 點(diǎn)間誤差 起點(diǎn)名 終點(diǎn)名 縱橫向誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程點(diǎn)間 誤差(mm) 縱向(mm) 橫向(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) B 06 B 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 01 01 6 6 7 7 8 8 04 04 A A 9 9 10 10 11 11 02 02 12 12 13 13 14 14 06 39 數(shù)據(jù)分析 ：由控制網(wǎng)的圖形可知，由 優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表 可知 最大高程中誤差 mm 點(diǎn)名： 06 小于規(guī)范的要求最弱點(diǎn)的高程中誤差應(yīng) 小于 （ mm）。 在滿足精度要求的情況下可進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì) :減少水準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 在 次級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)方案一的基礎(chǔ)上 ，減少水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù) (由 18 減為 12)。以下為控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。 網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù) 備注 平面已知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 2 平面未知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 0 方向觀測(cè)設(shè)站數(shù) 站 0 方向觀測(cè)總數(shù) 個(gè) 0 邊長(zhǎng)觀測(cè)數(shù) 條 0 最大邊長(zhǎng) m 最小邊長(zhǎng) m 驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差 驗(yàn)后測(cè)角中誤差 最大平面點(diǎn)位中誤差 mm 最大平面相鄰點(diǎn)間誤差 mm 最大方位角誤差 最大邊長(zhǎng)誤差 mm 最大邊長(zhǎng)比例誤差 高程已 知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 2 高程未知點(diǎn)數(shù) 個(gè) 12 高差觀測(cè)數(shù) 段 14 驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差 mm 最大高程中誤差 mm 點(diǎn)名： 06 最大高程相鄰點(diǎn)間誤差 mm B－ 06 點(diǎn)位誤差 點(diǎn)名 坐標(biāo)誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程中誤 差 (mm) Mx(mm) My(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) 01 04 02 40 06 6 8 5 7 3 4 2 1 數(shù)據(jù)分析 ：由控制網(wǎng)的圖形可知，由 優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表 可知 最大高程中誤差 mm 點(diǎn)名： 06 小于規(guī)范的要求最弱點(diǎn)的高程中誤差（ 4mm）。 小結(jié)： 以上兩 種方案均滿足施工控制網(wǎng)的要求， 兩 種方案 加密控制網(wǎng)點(diǎn)位誤差基本相同。 其中方案 1的精度相對(duì)高點(diǎn)。但方案 2減少了水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)，減少了工作量并降低