朱 眾 ,李宏亮 ,周曉璽
(1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司,貴州貴陽 550000;2.貴州高速公路集團有限公司,貴州貴陽 550000)
杭瑞高速公路畢節(jié)至都格段T17標(biāo)位于貴州省六盤水市境內(nèi),屬于中國西南部高原山地區(qū)域,平均海拔在1 300 m左右,地勢起伏大,受大氣環(huán)流及地形影響,氣候呈多樣性,“一山分四季,十里不同天”,氣候極不穩(wěn)定,災(zāi)害性天氣種類多。該區(qū)域全年最冷月(12-1月)-5℃~0℃ ,最熱月(7-8月)25℃~35℃,局部地區(qū)達到40℃,太陽紫外線輻射極強,全年日照時間較短。
對該標(biāo)段崔家坡大橋左幅5-1墩柱測設(shè)時,發(fā)現(xiàn)在相同氣壓、不同時間段的溫度對同一距離段測定數(shù)據(jù)存在異常,以下就現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進行分析,如表1所列(設(shè)定氣壓860 mbar,實際溫度12℃,距離標(biāo)準(zhǔn)值為457.845 m)。
表1 溫度對測量誤差的影響一覽表
從表1可知,溫度對測距的影響有著顯著的規(guī)律,基本呈線性遞增趨勢,隨著溫度的增加,觀測值隨之增加,當(dāng)溫度降低時,觀測值隨之減小,試驗表明溫差越大,誤差越大。
通過對現(xiàn)場同一溫度設(shè)定,不同時間段的氣壓,對同一距離進行測設(shè),試驗數(shù)據(jù)如表2所列(設(shè)定溫度12℃,實際氣壓860 mbar,距離標(biāo)準(zhǔn)值457.845 m)。
表2 氣壓對測量誤差的影響一覽表
從表2可知,當(dāng)實際氣壓值比設(shè)定氣壓值小時,所測得的距離比標(biāo)準(zhǔn)值大,當(dāng)實際氣壓值比設(shè)定大時,測得值比實際值要小,當(dāng)實際值接近1 000 mbar時,所測值偏差有所縮小,即在高海拔地區(qū)氣壓值對測量誤差的影響較大,在低海拔平緩地區(qū),氣壓值對誤差的影響相對較小。
通過對不同時間段的大氣壓強、溫度進行整體分析,如表3所列(取設(shè)定氣壓、溫度分別為12℃及 1 013.25 mbar)。
從表3可知,隨著距離的增加,差值也隨之增加,與此同時相對誤差緩慢地降低,且時間在14:30左右所測得要比其他時間段的高,說明在同一設(shè)定距離下溫度對測距的影響較大,當(dāng)距離增加到800 m時,相對誤差有緩慢增高的趨勢。
注:該項試驗所測得數(shù)據(jù)均采用徠卡TPS1201+全站儀。
用于紅外EDM的公式:
表3 氣壓與溫度對測量誤差的數(shù)據(jù)分析一覽表
式中:ΔD1——大氣改正,ppm;
P——氣壓,mbar;
t——大氣溫度,℃;
h——相對濕度,%;
a——空氣膨脹系數(shù),1/273.15;
x——(7.5×t/(237.3+t))+0.7857。
儀器參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值:
氣壓P為1 013.25 mbar;
氣溫t為12℃;
空氣相對濕度為60%。
(1)假定外界大氣壓為1 000 mbar,氣溫為12℃,距離為800 m,則氣象改正為:
ΔD1=283.05-[291.96/1.044-0.002]=3.397故改正值為:ΔD1=3.397×0.8=2.717(mm)
(2)假定外界大氣壓為600 mbar,氣溫為12℃,距離為800 m,則氣象改正為:
ΔD1=283.05-[233.568/1.044-0.002]=59.328
故改正值為:ΔD1=59.328×0.8=47.462(mm)
(3)假定外界大氣壓為1 000 mbar,氣溫為30℃,距離為800 m,則氣象改正為:
ΔD1=283.05-[291.96/1.1098-0.002]=19.978
故改正值為:ΔD1=19.978×0.8=15.982(mm)
(4)假定外界大氣壓為600 mbar,氣溫為30℃,距離為800 m,則氣象改正為:
ΔD1=283.05-[233.568/1.1098-0.002]=73.111
故改正值為:ΔD1=73.111×0.8=58.488(mm)
通過以上幾組數(shù)據(jù)計算可以看出,在相對低海拔地區(qū),氣壓與溫度對測量誤差的影響較小,而在高海拔地區(qū)氣壓與溫度對測量誤差的影響較大。
在高海拔,氣候復(fù)雜的地區(qū)進行作業(yè),大氣壓強與溫度對測量誤差的影響較大。針對這一情況,在以后的測量過程中必須用氣壓計測定即時氣壓,用溫度計測定即時溫度,以盡量保持全站儀的設(shè)定參數(shù)與外界氣壓,溫度一致,從而減小由于外在因素對測量產(chǎn)生的誤差,進而保證工程施工的高精度,高品質(zhì)。