Báo cáo khoa học: "Đánh giá độ chính xác l-ới khống chế mặt bằng xây dựng cầu" doc

i. đặt vấn đề Với tính năng vợt trội của máy TĐĐT là vừa đo góc và đo cạnh với độ chính xác cao vì vậy trên thực tế ở Việt nam đã thành lập lới khống chế mặt bằng dạng tam giác đo góc cạnh để xây dựng cầu (hình 1). Loại lới này có đồ hình chặt chẽ và độ chính xác cao, tuy nhiên xét về nhiều khía cạnh khác nhau thì lới này có khối lợng đo lớn tốn nhiều thời gian ngoại nghiệp và trong nhiều điều kiện khả năng thực hiện đợc là rất khó khăn. Trong trờng hợp các cạnh trên bờ sông không thông hớng thì thành lập lới đo góc cạnh dạng đờng truyền (hình 2). Lới đo góc cạnh dạng đờng truyền có đồ hình đơn giản, vị trí điểm lới linh hoạt, kinh tế và độ chính xác vẫn đáp ứng yêu cầu và phù hợp với điều kiện địa hình phức tạp nh ở khu vực miền núi hoặc ở các thành phố lớn. ii. nội dung 1. Cơ sở lý thuyết a. Lới tam giác đo góc cạnh Lới tam giác đo góc cạnh là lới đợc đo tất cả các cạnh và tất cả các góc (hình 1). Đánh giá độ chính xác lới khống chế mặt bằng xây dựng cầu TS. trần đắc sử ThS. Hồ thị lan hơng Bộ môn Trắc địa Khoa Công trình - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Bi báo xem xét đánh giá độ chính xác của lới mặt bằng đo góc-cạnh (lới tam giác đo góc cạnh v lới đo góc cạnh dạng đờng truyền) phục vụ xây dựng cầu với ứng dụng của máy ton đạc điển tử (TĐĐT). Summary: The article assesses accuracy of plane network of angle and side measurement (angle and side triangulation; angle and side traverse) for bridge construction using Total station. Hình 1. Lới tam giác đo góc cạnh Lới tam giác đo góc cạnh đợc bình sai theo phơng pháp bình sai gián tiếp * Phơng trình số hiệu chỉnh góc V 1 = (a 16 - a 13 ) 1 x + (b 16 - b 13 ) +l 1 y 1 V 2 = (a 13 - a 12 ) 1 x + (b 13 - b 12 ) + 1 y + a 12 2 x + b 12 2 y + l 2 V 3 = - a 21 1 x - b 21 1 y + (a 21 - a 26 ) + 2 x + (b 21 - b 26 ) + l 2 y 3 V 4 = a 31 1 x + b 31 1 y + (a 26 - a 23 ) + 2 x + (b 26 - b 23 ) + l 2 y 4 V 5 = - a 32 2 x - b 32 2 y + l 5 V 6 = - a 31 1 x - b 31 1 y + l 6 V 7 = a 35 5 x + b 35 5 y + l 7 V 8 = - a 35 5 x - b 35 5 y + a 34 + 4 x + b 34 4y + l 8 V 9 = (a 43 - a 46 ) 4 x + (b 43 - b 46 ) + l 4 y 9 V 10 = (a 46 - a 45 ) 4 x + (b 46 - b 45 ) 4 y + + a 45 5 x + b 45 5 y + l 10 V 11 = (a 54 - a 53 ) 5 x + (b 54 - b 53 ) 5 y - - a 54 4 x - b 54 4 y + l 11 V 12 = (a 53 - a 56 ) + (b 5 x 53 - b 53 ) 5 y + l 12 V 13 = - a 65 5 x - b 65 5 y + a 64 4 x + b 64 4 y + l 13 V 14 = - a 64 4 x - b 64 4 y + l 14 V 15 = a 62 2 x + b 62 2 y + l 15 V 16 = - a 62 2 x - b 62 2 y +a 61 1 x + b 61 1 y + l 16 trong đó: x i , y i là số hiệu chỉnh toạ độ điểm i (ẩn số) a ij , b ij là các hệ số hớng. l i là số hạng tự do của phơng trình số hiệu chỉnh hớng. * Phơng trình số hiệu chỉnh cạnh + = 112112 12 S ysinxcosV 12 S212212 lysinxcos + + + 13S11311313 lysinxcosVs + = 16 S11611616 lysinxcosVs + = 6226226262 lsysinxcosVs + + = 6446446464 lsysinxcosVs + + = 6556556565 lsysinxcosVs + + = 5355355353 lsysinxcosVs + = + = 55455454 ysinxcosVs 54454454 lsysinxcos ++ + 4344344343 lsysinxcosVs + = 3223223232 lsysinxcosVs ++ = trong đó: ij là góc định hớng cạnh ij Ls ij là số hạng tự do phơng trình số hiệu chỉnh cạnh. b. lới đo góc cạnh dạng đờng truyền Hình 2. Lới đo góc cạnh dạng đờng truyền Trong lới đo tất cả các góc và tất cả các cạnh. Điểm T3 và điểm T6 trùng với 2 điểm A, B là điểm đầu và điểm cuối trục tim cầu, các điểm còn lại đợc chọn 2 bên bờ sông, nhng giữa các điểm trên bờ không nhất thiết phải thông hớng với nhau nên sự lựa chọn điểm rất thuận tiện. * Phơng trình số hiệu chỉnh góc V 1 = (a 13 - a 12 ) 1 x + (b 13 - b 12 ) + 1 y + a 12 2 x + b 12 2 y + l 1 V 2 = - a 21 1 x - b 21 1 y + (a 21 - a 26 ) 2 x + + (b 21 - b 26 ) + l 2 y 2 V 3 = - a 31 1 x - b 31 1 y + l 3 V 4 = a 35 5 x + b 35 5 y + l 4 V 5 = (a 46 - a 45 ) + (b 4 x 46 - b 45 ) + 4 y + a 45 5 x + b 45 5 y + l 5 V 6 = (a 54 - a 53 ) 5 x + (b 54 - b 53 ) 5 y - - a 54 4 x - b 54 4 y + l 6 V 7 = - a 64 4 x - b 64 4 y + l 7 V 8 = a 62 2 x + b 62 2 y + l 8 *Phơng trình số hiệu chỉnh cạnh + = 112112 12 S ysinxcosV 12 S212212 Lysinxcos + + + 13S11311313 LysinxcosVs + = 6226226262 LsysinxcosVs + + = 6446446464 LsysinxcosVs + + = 5355355353 LsysinxcosVs + = + = 55455454 ysinxcosVs 54454454 Lsysinxcos + + + 3223223232 LsysinxcosVs + + = c. Bình sai lới mặt bằng đo góc cạnh Lới đợc bình sai bằng phơng pháp bình sai gián tiếp theo trình tự sau: * Thnh lập phơng trình hiệu chỉnh đại lợng đo: iiyixii lut baV +++ += (1) trong đó: a i , b i , t i , l i : là hệ số và số hạng tự do của phơng trình số hiệu chỉnh thứ i. x, y, , u: số hiệu chỉnh (ẩn số) * Kiểm tra các hệ số v số hạng tự do của phơng trình số hiệu chỉnh. * Thnh lập hệ phơng trình chuẩn [paa] x + [pab] y + [pac] z + + + [pat] u + [paL] = 0 [pab] x + [pbb] y + [pbc] z + + + [pbt] u + [pbL] = 0 [pac] x + [pbc] y + [pcc] z + + + [pct] u + [pcL] = 0 (2) [pat] x + [pbt] y + [pct] z + + + [ptt] u + [ptL] = 0 * Kiểm tra các hệ số v số hạng tự do của hệ phơng trình chuẩn =+++++ =+++++ =+++++ nnnnnn 222222 111111 sLt cba sLt cba sLt cba (3) Tính dòng tổng bằng cách cộng theo các cột dọc của hệ (3). Nếu tính đúng thì phải có: [a] + [b] + [c] + + [t] + [L] = [s] (4) * Kiểm tra hệ số của hệ phơng trình chuẩn Sau khi kiểm tra các hệ số và số hạng tự do của phơng trình số hiệu chỉnh, tiếp tục tính các hệ số và số hạng tự do của hệ phơng trình chuẩn. Kiểm tra các hệ số của phơng trình chuẩn: =++++ =++++ =++++ =++++ =++++ ]pLS[]pLL[ ]pcL[]pbL[]paL[ ]ptS[]ptL[ ]pct[]pbt[]pat[ ]pcS[]pcL[ ]pdc[]pbc[]pac[ ]pbS[]pbL[ ]pbc[]pbb[]pab[ ]paS[]paL[ ]pac[]pab[]paa[ (5) Tính dòng tổng bằng cách cộng theo các cột dọc của hệ (5). Nếu đúng phải có: [paS] + [pbS] + [pcS] + + [pLS] = [pSS] (6) + Giải hệ phơng trình chuẩn để tìm các ẩn số: x = - [ ] [] [ ] [] [] [] [] [] paa paL paa pat paa pac paa pab TZY y = - [ ] [] [ ] [] [] [ ] 1.pbb 1.pbL 1.pbb 1.pbt 1.pbb 1.pbc TZ (7) . . z = - [ ] [] 1tt 1tt Tp Lp * Đánh giá độ chính xác Sai số trung phơng của đại lợng bất kỳ nào đó có thể xác định theo công thức: i i P m = hay i i P 1 .m = (8) trong đó: sai số trung phơng trọng số đơn vị P i trọng số đại lợng cần đánh giá độ chính xác + Sai số trung phơng trọng số đơn vị: tn ]Pvv[ . = (9) trong đó: n - t = r số đại lợng đo thừa v số hiệu chỉnh của đại lợng đo p trọng số của đại lợng đo. + Sai số trung phơng của các ẩn số đợc tính: ii i x QM = , jj j Y QM = (10) trong đó: Q ii : nghịch đảo trọng số của ẩn số thứ i. 2. Kết quả thực nghiệm Sau khi đo thực nghiệm lới tam giác đo góc cạnh và lới đo góc cạnh dạng đờng truyền bằng máy TĐĐT chúng tôi tiến hành bình sai lới theo phơng pháp bình sai gián tiếp nhận đợc kết quả nh sau: trong đó: - m p sai số điểm yếu nhất trong lới. - m sai số phơng vị cạnh yếu nhất - m s /s sai số tơng đối chiều dài cạnh yếu nhất Căn cứ kết quả thực nghiệm chúng tôi có nhận xét sau: - Lới tam giác đo góc cạnh có độ chính xác cao hơn, tuy nhiên số đại lợng đo quá nhiều, mất nhiều thời gian đo ngoại nghiệp, rất khó chọn điểm lới khi địa hình phức tạp. - Lới đo góc cạnh dạng đờng truyền có độ chính xác đáp ứng độ chính xác yêu cầu, số đại lợng đo ít, chọn vị chí điểm linh hoạt, phù hợp với địa hình phức tạp. III. Kết luận Trong điều kiện địa hình phức tạp, khi 2 điểm đo trên 2 bờ sông không thể thông hớng đợc với sự trợ giúp của máy TĐĐT nên thành lập lới khống chế mặt bằng đo góc cạnh dạng đờng truyền, bởi lới cho phép chọn điểm rất linh hoạt mà vẫn đảm bảo độ chính xác xây dựng cầu. Tài liệu tham khảo [1]. TS. Trần Đắc Sử. Bài giảng đo đạc công trình đặc biệt, 2000. [2]. Hồ Lan Hơng. Luận văn thạc sỹ, 2002 . với độ chính xác cao vì vậy trên thực tế ở Việt nam đã thành lập lới khống chế mặt bằng dạng tam giác đo góc cạnh để xây dựng cầu (hình 1). Loại lới này có đồ hình chặt chẽ và độ chính xác. tam giác đo góc cạnh Lới tam giác đo góc cạnh là lới đợc đo tất cả các cạnh và tất cả các góc (hình 1). Đánh giá độ chính xác lới khống chế mặt bằng xây dựng cầu TS. trần đắc sử ThS Khoa Công trình - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Bi báo xem xét đánh giá độ chính xác của lới mặt bằng đo góc-cạnh (lới tam giác đo góc cạnh v lới đo góc cạnh dạng đờng truyền) phục vụ xây dựng