CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦUCÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦU
CHƯƠNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦU Cầu cơng trình có kết cấu phức tạp, xây dựng điều kiện địa hình khó khăn, u cầu độ xác xây dựng cao cơng tác trắc địa xây dựng cầu đóng vai trò quan Trong giai đoạn khảo sát thiết kế, cơng tác trắc địa cung cấp bình đồ khu vực xây dựng cầu tỷ lệ lớn, xác định xác chiều dài cầu đo nối xác định lý trình vị trí xây dựng cầu, thành lập lưới độ cao khu vực xây dựng cầu cung cấp số liệu mặt cắt sông cần thiết Trong giai đoạn xây dựng, công tác trắc địa cung cấp hệ thống lưới khống chế thi công đảm bảo độ xác vị trí kích thước hình học cơng trình cầu Để đảm bảo độ xác vị trí từ (1 ÷ 2)cm xây dựng cầu cơng tác trắc địa từ giai đoạn khảo sát đến giai đoạn thi công phải tiến hành cách chặt chẽ mặt trình tự, quy trình thực phương pháp thực 4.1 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG GIAI ĐOẠN KHẢO SÁT XÂY DỰNG CẦU - Cơng trình cầu vượt sơng tạo thành từ phận dầm, mố, trụ hay tháp v.v - Cơ sở để xác định vị trí cầu vượt thơng số cầu tài liệu khảo sát tổng hợp về: địa hình, thủy văn, địa chất thá p Trụ cầu 4.1.1 Nội dung trình tự khảo sát cầu vượt sơng: + Khảo sát địa hình: - Dựa vào bình đồ tuyến để xác định thực địa vị trí xây dựng cầu vượt sơng đánh dấu vị trí ngồi thực địa - Thành lập đồ tỷ lệ lớn phục vụ cho công tác thiết kế chi tiết sau - Xác định xác chiều dài cầu vượt đo nối mốc đánh dấu vị trí cầu với cọc tuyến để tính lý trình vị trí cầu - Thành lập lưới khống chế độ cao chuyền độ cao qua sông, xác định cao độ điểm cần thiết - Cung cấp mặt cắt sông cần thiết + Khảo sát địa chất: - Thăm dò sơ địa chất toàn khu vực xây dựng cầu vượt sông thành lập đồ địa chất nơi xây cầu - Thăm dò chi tiết địa chất tồn khu vực xây dựng cầu vượt sơng thành lập mặt cắt dọc địa chất nơi xây cầu - Thăm dò nơi khai thác nguyên vật liệu phục vụ xây dựng cầu + Khảo sát thủy văn: - Xác định độ cao mực nước đặc trưng - Đo lưu tốc xác định hướng dòng chảy - Xác định lưu lượng nước, thiết diện ướt tốc độ dòng sơng Để thực cơng tác nói việc khảo sát phải tiến hành qua giai đoạn: + Công tác nội nghiệp: Dựa vào tài liệu có tài liệu điều tra đồ, địa chất , thủy văn kinh nghiệm xây dựng cầu để xác định phương án vị trí xây dựng cầu dạng cơng trình + Khảo sát chi tiết ngoại nghiệp nhằm làm rõ phương án chọn 4.1.2 Một số yêu cầu chọn vị trí xây dựng cầu: Căn vào nhiệm vụ thiết kế, chọn vị trí xây dựng cầu cần phải thoả mãn yêu cầu sau: - Hướng tim cầu trùng với hướng tuyến đường định - Hướng tim cầu cần phải vuông góc với hướng nước chảy, độ sai lệch từ (5 ÷10)0 - Đoạn sơng vị trí xây cầu phải thẳng chỗ hẹp nhất, tránh vùng có nhánh sơng, bãi bồi, đảo nhỏ - Vị trí xây dựng cầu có điều kiện địa chất, thuỷ văn ổn định, thay đổi theo thời gian Tuy vậy, thực tế số yêu cầu chưa đảm bảo được, ví dụ hướng cầu hướng tuyến không trùng nhau, phải dùng đường cong để nối tuyến với cầu, điều kiện địa hình q phức tạp để đảm bảo tính mỹ quan, phải chọn vị trí cầu nằm đường cong Tuyến đường khu vực xây dựng cầu phải vị trí tương đối cao lưu vực sơng để giảm khối lượng đào đắp xây dựng vùng tiếp giáp với cầu, đồng thời tránh có chỗ ngoặt bất thường vùng ngập nước Ngoài cần lưu ý cho vị trí chuyển tiếp từ lưu vực sơng lên bờ sơng, địa hình phải thống, mặt đất dốc thoải, tạo điều kiện tốt để bố trí đường cong chuyển tiếp cầu tuyến đường với độ dốc quy định Sau chọn vị trí xây dựng cầu vượt sơng, cần phải đánh dấu đường tim cầu cọc bê tông chắn bờ sơng, sau theo hướng vng góc với tim cầu thành lập mặt cắt ngang sông khoảng 200m phía thượng lưu 100m phía hạ lưu 4.1.3 Đo vẽ đồ địa hình khu vực xây dựng cầu Sau xác định vị trí xây dựng cầu, cần tiến hành lập bình đồ khu vực để phục vụ cho công tác thiết kế cầu sau Bình đồ khu vực xây dựng cầu thường thành lập theo tỷ lệ lớn phải thỏa mãn yêu 1000 500 cầu [3] Phạm vi đo vẽ quy định sau: - Đo phía thượng lưu đo đến 1,5 lần chiều rộng sông, phía hạ lưu chiều rộng sơng - Đo phía hai bờ sơng đến nơi cách mực nước lũ cao từ (1 ÷ 2)m Phương pháp thành lập tính tốn lưới khống chế trình bày chươngVIII giáo trình Trắc địa đại cương, Lưới đo nối với tọa độ điểm lưới tuyến Lưới khống chế độ cao thành lập phương pháp thủy chuẩn hình học kép đo nối với lưới độ cao nhà nước 4.1.4 Công tác đo sâu mặt cắt sông Đo sâu nhằm mục đích thành lập đồ địa hình đáy sông, cung cấp tài liệu cho việc lựa chọn vị trí xây dựng cầu bố trí cơng trình phụ trợ, thiết bị xây dựng sông Các dụng cụ đo sâu + Sào đo sâu: Sào đo làm gỗ chiều dài thường 5m, đường kính (5 ÷ 6)cm, đáy sào có đế thép thường diểm “0”, sào có chia vạch đến dm với màu sơn xen kẽ đỏ trắng hay đen trắng, độ xác đạt khoảng ±5cm Khi đo, người ta lao sào phía trước chiều dòng nước ít, sào chạm đáy sơng lúc sào vừa vị trí thẳng đứng + Quả dọi: Quả dọi làm chì sắt, nặng (1 ÷ 1,5)kg có dạng nón cụt hay chng, dây buộc thép hay dây thừng bện dài (20 ÷ 30)m, dây có buộc vải hay đánh dấu sơn đến dm Khi đo, ném dọi phía trước chiều dòng nước ít, dọi chạm đáy sơng dây vị trí thẳng đứng Khi đo sâu dọi người ta phải hiệu chỉnh độ võng dây + Cá sắt: Nặng hàng chục kg dùng để đo chỗ sâu khơng có máy hồi âm + Máy hồi âm: Dựa vào thời gian sóng âm truyền từ máy phát tới đáy sông trở máy thu, thơng qua vận tốc truyền sóng âm nước ta tính độ sâu Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào độ mặn nhiệt độ nước Hiên có nhiều loại máy đo sâu hồi âm đại, tần hay hai tần (để đo thông thường đo sâu vào lớp bùn), cảm biến nhiệt độ tốc độ gắng máy, tự ghi kết kết nối với máy tính Độ xác sử dụng máy đo sâu đạt tới ±0,1% Máy đo sâu đại kết nối với hệ thống định vị GPS Mặt cắt ngang sông - Theo hướng mặt cắt ngang cần đo xác định cọc đánh dấu bên bờ, tiến hành đo mặt cắt ngang thời điểm đo sâu Thơng thường, dùng máy tồn đạc điện tử định hướng, đo cao độ mặt nước thời điểm đo sâu, đo khoảng cách đến gương đặt vị trí đo sâu, từ tính cao độ đáy sơng vẽ mặt cắt ngang lòng sơng Khoảng cách mặt cắt ngang điểm đo phụ thuộc vào tỷ lệ đồ ghi bảng sau Tỉ lệ đồ Khoảng cách mặt cắt ngang cho phép (m) Khoảng cách điểm đo cho phép (m) 1:500 812 23 1:1000 1525 416 1:2000 3050 515 1:5000 80120 1525 - Các yếu tố biểu diễn mặt cắt ngang sông + Khoảng cách số hiệu cọc mặt cắt ngang tăng theo chiều đo (từ trái sang phải ngược lại) + Ghi độ cao mực nước ngày đo + Mực nước cao mực nước thấp cần ghi cao độ mùa kết điều tra + Trên mặt cắt ngang phải ghi cao độ bờ sông, độ sâu đáy sông, khoảng cách điểm đo sâu so với điểm khởi đầu, thổ nhưỡng + Ngồi ghi tên sơng, số hiệu mặt cắt, người đo, người vẽ, người kiểm tra Mặt cắt dọc sơng Nhìn vào mặt cắt dọc sơng ta thấy độ dốc mặt nước độ dốc đáy sông Thường mặt cắt dọc sông thành lập giai đoạn khảo sát để lựa chọn vị trí xây dựng cầu bố trí phận cầu thiết bị tổ chức thi cơng Phạm vị đo từ khoảng 200m phía thượng lưu đến 100m phía hạ lưu Mặt cắt dọc sơng mặt cắt dòng hay mặt cắt nơi sâu Trên vẽ mặt cắt dọc sông, trục đứng biểu thị độ cao, trục ngang biểu thị độ dài Tỷ lệ mặt cắt quy định sau: Đặc tính mặt cắt dọc sơng Tỷ lệ ngang Tỷ lệ đứng Bản vẽ chi tiết mặt cắt dọc 1:25 000 1:50 ÷ 1:100 1:50 000 1:100 ÷ 1:200 1:30 000 1:500 ÷ 1:1000 Bản vẽ sơ lược Ví dụ mặt cắt dọc sơng: Bờ sơng - Mặt cắt dọc sông theo đường sâu Mực nước cao - Thành lập theo tài 20 liệu đo năm 2005 - Độ cao tuyệt đối so với mực nước biển Mực nước đo 15 - Tỷ lệ đứng 1:100 - Tỷ lệ ngang 1:25 000 Mực nước thấp 10 Đáy sơng 4.2 CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG CẦU 4.2.1 Lưới khống chế mặt thi công cầu Đặc điểm chung u cầu độ xác Lưới thi cơng cơng trình cầu thành lập khu vực xây dựng cầu giai đoạn thi công, sở để chuyển yếu tố hình học cơng trình cầu thiết kế thực địa Ngồi ra, lưới thi cơng sở để kiểm tra, kiểm định, đo hồn cơng đo biến dạng cơng trình cầu q trình khai thác Lưới thi cơng cầu có số đặc điểm sau: - Các điểm lưới khống chế sử dụng thời gian dài (nhiều năm), tần suất sử dụng cao, yêu cầu hệ thống mốc có độ ổn định tốt, kết cấu mốc phải sử dụng định tâm bắt buộc độ xác cao - Tất bậc lưới cần phải tính tọa độ hệ tọa độ thống lựa chọn giai đoạn khảo sát công trình - Sự thơng hướng điểm lưới điểm bố trí thường bị thay đổi q trình thi công, thiết kế lưới phải ý để chọn mật độ vị trí điểm lưới cho phù hợp - Vị trí hạng mục cơng trình cầu tính hệ tọa độ thi cơng (hệ tọa độ cục bộ) lấy trục cơng trình làm trục tọa độ (thường trục tim cầu làm trục X) nên để việc tính tốn bố trí thuận lợi dễ dàng kiểm tra, chọn điểm trục cầu làm điểm lưới khống chế - Đồ hình lưới khống chế thi cơng cầu đo máy kinh vĩ máy toàn đạc điện tử có dạng sau: a/ b/ 3 thi công cầu nhỏ, hình Hình (4.3a) sử dụng (4.3b) dùng thi Hình 4.3: Lưới khống chế thi cơng cầu cơng cầu lớn Trong xây dựng cầu, độ xác lưới thi công cầu cần phải đảm bảo cho sai số trung phương bố trí tâm mố trụ cầu sai số trung phương bố trí độ dài nhịp khơng vượt q (1,52) cm [3] Vì vậy, sai số trung phương điểm lưới khống chế thi cơng mặt cần phải nhỏ độ xác bố trí tâm mố trụ bậc, nghĩa khoảng 1cm [23] Các phương pháp thành lập lưới thi cơng cầu a Phương pháp đo góc Trong lưới đo góc, đo tất góc lưới phương pháp đo tồn vòng, số vòng đo phụ thuộc vào độ xác yêu cầu lưới độ xác máy đo, đo chiều dài cạnh, cạnh bờ sông với độ xác cao,ví dụ cạnh 1-2 3-4 (hình 4.3), sau sử dụng quan hệ hàm sin tam giác để tính chiều dài cạnh lại Phương pháp lưới tam giác đo góc thành lập trường hợp khơng có máy tồn đạc điện tử Khi áp dụng phương pháp để thành lập lưới thi cơng cầu có ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: Có nhiều trị đo thừa nên loại trừ sai số thơ nâng cao độ xác yếu tố xác định lưới, độ xác yếu tố tương đối đồng đều, độ xác phương vị cạnh lưới tam giác khơng phụ thuộc vào hình dạng tam giác, phù hợp với công nghệ đo đạc trước Nhược điểm: Lưới thi cơng cầu xây dựng khu vực có điều kiện địa hình phức tạp, tạo nên vùng tiểu khí hậu, trường chiết quang cục ảnh hưởng tới tia ngắm Ngoài kết cấu đồ hình phải đảm bảo hình dạng cho phép tam giác việc chọn điểm tương đối khó khăn, tốn nhiều thời gian b Phương pháp đo cạnh Lưới tam giác đo cạnh mạng lưới đo tất cạnh đối hướng máy tồn đạc điện tử, góc tính từ cạnh Trước đây, việc đo cạnh khó khăn, nên lưới tam giác đo cạnh phát triển mặt lý thuyết, từ có máy tồn đạc điện tử, lưới tam giác đo cạnh ứng dụng nhiều thực tế Ưu điểm: Phù hợp với thiết bị đo cạnh có độ xác cao phổ biến; chịu ảnh hưởng điều kiện thời tiết đo góc; thời gian thi cơng ngoại nghiệp nhanh (nhanh nhiều lần so với đo góc); sai số chuyển vị dọc chuỗi nhỏ so với chuỗi tam giác đo góc cấp Nhược điểm: Trong tam giác khơng có trị đo thừa nên khơng kiểm tra thực địa; giá trị góc tính tam giác khơng độ xác nên ảnh hưởng đến việc chuyền phương vị mạng lưới c Phương pháp đo góc - cạnh Trong lưới đo tất góc phương pháp tồn vòng với nhiều vòng đo tất cạnh máy TĐĐT (hình 4.3), số đại lượng đo thừa nhiều so với lưới tam giác đo góc lưới tam giác đo cạnh lưới có độ xác cao Trong q trình thiết kế lưới đo góc cạnh, cần xác định tương quan hợp lý sai số đo chiều dài sai số đo góc lưới nhằm xây dựng mạng lưới với sai số đồng đạt hiệu kinh tế Theo [23] tương quan hợp lý sai số đo góc đo chiều dài lưới đo góc - cạnh: m ms S (4.1) Trong m ; m S sai số đo góc đo chiều dài lưới Vì thiết kế tiêu độ xác đo mạng lưới đo góc cạnh cần ý đảm bảo điều kiện: m mS : 3 S (4.2) Nếu không đáp ứng điều kiện (4.3) nên áp dụng phương pháp đo góc hay đo cạnh có hiệu Cơng nghệ đo chiều dài độ xác cao máy toàn đạc điện tử ứng dụng việc thành lập lưới nói chung lưới thi cơng cầu nói riêng phương pháp đo cạnh phương pháp đo góc - cạnh kết hợp sử dụng rộng rãi phương pháp đo góc truyền thống Đối với tất phương pháp kết đo bình sai chặt chẽ phần mềm kiểm nghiệm, công nhận 4.2.2 Lưới khống chế độ cao Đặc điểm chung yêu cầu độ xác Lưới độ cao thành lập để phục vụ cho công tác thiết kế, thi cơng cơng trình cầu Lưới độ cao thành lập toàn khu vực xây dựng cầu công tác chuyền độ cao qua sông với mục đích thống độ cao bên bờ sơng, mốc độ cao sử dụng để quan trắc lúc cầu trình sử dụng Lưới khống chế độ cao thành lập phải thỏa mãn yêu cầu sau []: - Sông rộng nhỏ 0,5km thành lập lưới độ cao hạng IV Sông rộng từ (0,5 ÷2) km thành lập lưới độ cao hạng III - Sông lớn 2km thành lập lưới độ cao hạng II Lưới độ cao thành lập giai đoạn khảo sát xây dựng cầu, bờ sơng có điểm độ cao Trong có điểm nằm ngồi khu vực xây dựng cầu điểm nằm khu vực xây dựng cầu Tùy theo phạm vi xây dựng, bờ sơng người ta thành lập lưới khống chế độ cao thi công sở tăng dày lưới độ cao có Cơng tác kiểm tra mốc độ cao tăng dày lưới độ cao phụ thuộc vào giai đoạn thi công Các phương pháp chuyền độ cao qua sông Các mốc lưới đo cao bố trí bờ sơng việc chuyền độ cao qua sông tiến hành đo cao hình học kép, đo cao lượng giác hay đo cao thủy tĩnh a Phương pháp thủy chuẩn hình học kép Trước đo hai bờ ta chôn mốc R P1 RP2 cách mốc 10 -30m ta chọn trạm đặt máy thủy chuẩn J1 J2 (Hình 4.4) Hình 4.4: Chuyền độ cao qua sông Độ cao điểm J J2 xấp xỉ nhau, cao mặt nước (2 ÷ 3)m thỏa mãn: J1 RP J RP2 J1 RP J RP1 (4.4) đồng thời tiến hành kiểm nghiệm máy móc dụng cụ, đặc biệt kiểm nghiệm góc i máy thủy bình Đầu tiên đặt máy J cân xác, quay máy ngắm mia tai RP đọc trị số S1, ngắm RP2 đọc trị số T1 Sau chuyển máy sang J làm tương tự S2 T2, ý chuyển trạm khơng thay đổi tiêu cự ống kính Hiệu độ cao nửa lần đo thứ h1 = S1 - T1 Hiệu độ cao nửa lần đo thứ hai: h2 = S2 - T2 Hiệu độ cao trung bình mốc RP1 RP2 từ lần đo thứ nhất: h h1 h2 (4.5) (4.6) (4.7) Tiến hành đo nhiều lần tùy theo độ rộng sơng độ xác u cầu việc chuyền độ cao Ta biết, thay đổi nhỏ góc i hai nửa lần đo gây sai số đáng kể hiệu độ cao, chẳng hạn góc i thay đổi 2" chiều rộng sơng 1000m hi 1 i2 i1 ." = 5mm d tgi2 tgi1 2 (4.8) Trong đó: i góc nghiêng tia ngắm máy thủy bình so với phương ngang; d khoảng cách từ máy đến mia Vì phải có biện pháp ngăn ngừa ảnh hưởng nhiệt độ chấn động di chuyển máy giá trị góc i khơng thay đổi Theo số liệu thử nghiệm, nhiệt độ thay đổi 0C giá trị góc i thay đổi trung bình vào khoảng 0,5" Trong thời gian chuyển độ cao, cần phải xác định góc i cẩn thận cố gắng đưa giá trị khơng đáng kể Mỗi lần đo cần tiến hành thời gian ngắn nhất, điều kiện ngoại cảnh nhau, ảnh hướng chiết quang bờ khác tương tự Ngoài để giảm ảnh hưởng chiết quang nên chuyền độ cao đồng thời hai máy thủy chuẩn từ hai bên bờ khác nhau, sau thay đổi vị trí máy cho b Phương pháp thủy chuẩn lượng giác Ngoài phương pháp thủy chuẩn hình học kép, phương pháp đo cao lượng giác máy tồn đạc điện tử sử dụng để chuyền độ cao qua sông, số tài liệu nghiên cứu cho rằng, phương pháp đo cao lượng giác từ máy toàn đạc điện tử tia ngắm ngắn số điều kiện xác định độ cao với độ xác tương đương hạng IV c Phương pháp thủy chuẩn thủy tĩnh Để chuyền độ cao xác qua sơng rộng, dùng phương pháp thủy chuẩn thủy tĩnh Trên đáy sông, đặt ống mềm chắn chứa đầy nước áp suất cao để ống khơng có bọt khí Ở đầu ống dẫn ta cắm ống thủy tinh có vạch khắc gắn chặt vào cột bờ (hình 4.5) Hình 4.5: Đo thuỷ chuẩn thuỷ tĩnh Các mốc thủy chuẩn RP1 RP2 cần chơn vị trí ổn định cách cột khoảng khoảng cách trạm máy đo thủy chuẩn Trong trường hợp coi mặt thoáng chất lỏng ống N N2 nằm mặt phẳng dùng hai máy thủy chuẩn để nối mặt phẳng với mốc thủy chuẩn RP1 RP2 Việc đo đạc tiến hành khoảng thời gian định Đồng thời bờ cần đo áp suất nhiệt độ khơng khí nước để cần thiết hiệu chỉnh vào kết đo Từ nhiều lần đo, lấy kết trung bình Trong điều kiện thuận lợi, phương pháp bảo đảm chuyền độ cao qua sông rộng với sai số khoảng ±2 mm 4.2.3 Bố trí cơng trình cầu Đặc điểm cơng tác bố trí cơng trình cầu Cơng tác trắc địa đóng vai trò quan trọng giai đoạn thiết kế, thi công sử dụng công trình cầu Đây cơng tác khó khăn phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm vị trí xây dựng cầu kết cấu, kiến trúc công trình cầu, cơng tác trắc địa thi cơng cầu có số đặc điểm sau: - Do đặc điểm chịu lực cầu, nên độ xác trục độ xác cục yêu cầu cao, sai số bố trí từ 1cm đến 2cm [3], [23] - Địa hình thi cơng phức tạp, chiều dài cầu, chiều cao trụ, tháp lớn nên yêu cầu thiết bị phương pháp đo phù hợp - Kiến trúc cầu phong phú, công nghệ thi công đa dạng, vật liệu xây dựng khác nên đo đạc, phương pháp dụng cụ đo phù hợp cần phải ý đến dung sai cho phép có tính đến co ngót vật liệu, trạng thái có tải, không tải, công nghệ thi công, mùa, thời tiết thời điểm đo - Khối lượng thi công cầu lớn, thời gian thi công thường kéo dài, công tác thi công tiến hành theo đoạn, đốt Để đảm bảo độ xác tổng thể, độ xác cục mốc thi công phải đảm bảo ổn định - Để tránh sai sót, sau thi công phần thi công cục phải kiểm tra độ xác bố trí kiểm tra kích thước hình học để có phương án điều chỉnh phù hợp Bố trí tâm mố trụ cầu máy kinh vĩ Từ điều kiện địa hình nơi xây dựng cơng trình, độ xác u cầu điểm bố trí, phương pháp đặc điểm thi cơng cơng trình từ xác định độ xác phương pháp bố trí cơng trình, lựa chọn thiết bị phương pháp đo phù hợp a Bố trí có cầu tạm cầu cũ Trong nhiều trường hợp, để đảm bảo giao thơng q trình xây dựng người ta làm cầu tạm hoặccầu xây dựng bên cạnh cầu cũ Khi tim cầu tạm (cầu cũ) song song với tim cầu (Hình 4.6) ta thực đo sau: Lập trục phụ A’ B’ cầu tạm, trục đo khoảng cách để xác định vị trí tương ứng tâm mố trụ M i’ Ti’ Từ điểm đặt máy kinh vĩ, mở góc vng phí cần bố trí, giao với hướng AB vị trí tâm mố, trụ cần xác 15 20 m định Cọc Đ vị A M 90 T1 TRỤC DỌC B M 900 900 900 T2 TRỤC PHỤ Khi trục cầu cũ không song song với trục cầu hợp với trục cầu góc = -900 = 900- = TRỤC PHỤ Khoảng cách haiSơmố Hình 4.6: đồA,B địnhlà:vị tâm mố, trụ cầu cầu tạm AB = A”B” cos (4.9) (4.10) Khoảng cách hình chiếu tâm mố trụ trục phụ A”B” khoảng cách thiết kế (thực) chia cho cos Ví dụ: T1''T2'' (4.12) T1T2 cos Đặt máy kinh vĩ điểm xác định cầu cũ, mở góc so với trụ A”B” xác định tâm mố trụ b Bố trí phương pháp giao hội Đối với cầu trung cầu lớn có địa hình phức tạp, nước ngập sâu chảy xiết, sơng có thơng thuyền, ta khơng thể áp dụng phương pháp đo trực tiếp Khi định vị tâm mố, trụ cầu xác định phương pháp giao hội Trên hai bờ sơng, chọn vị trí thích hợp để lập lưới khống chế có dạng hình (4.7) - Trong trường hợp này, đo máy kinh vĩ, chiều dài đường ngắm từ máy kinh vĩ đến tâm trụ cầu quy định không lớn hơn: + 1000m dùng máy kinh vĩ có độ xác 1” + 300m dùng máy kinh vĩ có độ xác 10” + 100m dùng máy kinh vĩ có độ xác 20” Bố trí tâm mố, trụ cầu phương pháp giao hội góc thuận tiến hành theo trình tự sau: Dựa vào tọa độ điểm lưới khống A chế điểm tâm mố, trụ cầu, giải toán nghịch tìm giá trị góc định hướng Ví dụ: Cần bố trí tâm trụ C ta làm C sau: Từ điểm lưới khống chế 1,2 biết tọa độ, dựa vào toạ độ thiết kế điểm C ta xác định số liệu: 2 1 1 =64 - 4C Trong đó: 64 = arctg y 64 y y6 arctg x64 x4 x6 6C = arctg y 6C y y6 arctg C x6.C xC x Tương tự tính 2 B Hình 4.7: Bố trí tâm trụ cầu phương pháp giao hội Để bố trí, Đặt máy kinh vĩ 6, bố trí góc 1, đặt máy kinh vĩ 4, bố trí góc 2, giao hướng tâm trụ C Độ xác phương pháp tính theo cơng thức: M ght m sin S12 S22 Để tăng độ xác bố trí tâm mố trụ, giao hội từ hướng Bố trí tâm mố trụ cầu máy tồn đạc điện tử a Phương pháp tọa độ cực (chương trình setting out) Căn vào điểm lưới khống chế 5, để xác định vị trí điểm thiết kế T yếu tố S tính sẵn máy thơng qua tọa độ nhập vào điểm Hình 4.8: Sơ đồ phương pháp tọa độ cực Ưu điểm phương pháp so với máy kinh vĩ thông thường cạnh bố trí với khoảng cách lớn độ xác bố trí cao, thực điều kiện địa hình phức tạp, yếu tố bố trí tính tự động sau nhập tọa độ Vì nên khả thực ngồi thực tế lớn Là phương pháp tìm điểm nên nhược điểm phương pháp xác định góc vị trí bàn độ, muốn nâng cao độ xác phải đo lại tọa độ điểm bố trí tính yếu tố hồn ngun, bố trí vị trí bàn độ xây dựng cầu chương trình setting out thích hợp cho việc bố trí cọc, bệ cọc xác định sơ vị trí tâm mố, trụ Sai số trung phương phương pháp tính theo cơng thức: M t đc �m � � �S ms2 � � (4.16) Bố trí pháp tâm mố b Phương giaotrụ hộicầu thuận góccách - cạnhđặt máy điểm lưới khống chế 2, bố trí đồng thời góc 1; 2 cạnh S1; S2, giao hướng bố trí xác định điểm P Sai số trung phương phương pháp giao hội góc – cạnh P S1 S2 Hình4.9: Sơ đồ phương pháp giao hội thuận góc - cạnh : M gc M ght �M ghc (4.17) M ght M ghc Trong Mghc sai số trung phương phương pháp giao hội cạnh tính theo công thức: M ghc sin m S1 m S2 (4.18) c Phương pháp giao hội nghịch góc - cạnh (chương trình free station) Phương pháp giao hội nghịch góc - cạnh phương pháp xác định điểm giao hội cho độ xác tương đối cao Tuy nhiên trước sử dụng việc tính tốn phức tạp Khi sử dụng máy toàn đạc điện tử để đo vấn đề tính tốn phương pháp đơn giản nhiều, nên phạm vi ứng dụng phương pháp mở rộng - Đặt máy TĐĐT điểm P (điểm bố trí gần đúng) ngắm đến điểm lưới khống chế 1, (tối thiểu điểm, tối đa điểm), đo góc cạnh S1, S2 Sau nhập vào đủ liệu yêu cầu (chiều cao máy, chiều cao gương, tọa độ điểm 1, 2) máy tính tọa độ điểm P (xp yp) Hình 4.10: Sơ đồ phương pháp giao hội nghịch góc - cạnh + Độ chênh lệch tọa độ thực tế tọa độ thiết kế điểm P Rx = xP - xPtk (4.19) Ry = yP - yPtk - Bố trí yếu tố hoàn nguyên R X, Ry theo hướng trục tọa độ xác định điểm cần bố trí Po - Độ xác phương pháp: M ngc Trong đó: sin m n1 mn22 (4.20) = 2 – 1 1 = α1P mn1 = ms; 2 = αP2 + 1 - 90º; mn2 m S1.S S1.2 (4.21) Phương pháp giao hội nghịch góc – cạnh thích hợp điểm bố trí đặt máy xác định sơ phương pháp khác Phương pháp thuận tiện để nghiệm thu phần tâm mố, trụ cầu q trình thi cơng Kiểm tra cơng tác bố trí máy tồn đạc điện tử Kiểm tra vị trí trụ, tháp q trình thi cơng cơng tác quan trọng, yếu tố độ lệch đo tính tốn điều chỉnh q trình xây dựng Đối với trụ tháp cầu sai số chấp nhận với khoảng 10mm 5m chiều cao [65] Đối với dầm cầu, sai số phải thỏa mãn dung sai cho phép lắp ván khuôn Sử dụng máy toàn đạc điện tử kiểm tra phương pháp giao hội nghịch kết hợp phương pháp đo tọa độ Thực chất phương pháp chọn điểm A ngắm điểm cần kiểm tra dầm, trụ tháp nhìn thấy tối thiểu điểm lưới khống chế 1, Đặt máy tồn đạc điện tử A, sử dụng chương trình giao hội nghịch đến điểm khống chế để tính tọa độ điểm A Sau chọn chương trình tính tọa độ, ngắm đến điểm lưới khống chế điểm cần kiểm tra tọa độ điểm i; tính tọa độ điểm i so với tọa độ thiết kế đánh giá cơng tác bố trí Độ xác phương pháp: 2 M i M ngc M tdc (4.22) ngc Trong đó: M sai số phương pháp giao hội nghịch góc – cạnh tính theo cơng thức (4.16) tdc M : sai số phương pháp tọa độ tính theo cơng thức (4.16) Hình 4.11 Sơ đồ kiểm tra vị trí trụ, tháp cầu máy tđđt Từ khảo sát độ xác cho thấy, khoảng cách từ điểm đặt máy đến điểm kiểm tra nhỏ 100m, lựa chọn máy tồn đạc điện tử có độ xác S tối thiểu m = 3’’; m = (2 + 2ppm) Trường hợp khoảng cách lớn 100m phải chọn máy có độ xác cao đảm bảo độ xác yêu cầu Phương pháp kết hợp giao hội nghịch - tọa độ với ứng dụng máy tồn đạc điện tử cho độ xác cao cho phép kiểm tra vị trí mố, trụ Điểm đặt máy điểm chọn cho thuận tiện công tác bố trí khoảng cách hợp lý để đạt độ xác cao ... điểm lưới khống chế 1, Đặt máy toàn đạc điện tử A, sử dụng chương trình giao hội nghịch đến điểm khống chế để tính tọa độ điểm A Sau chọn chương trình tính tọa độ, ngắm đến điểm lưới khống chế điểm... mố trụ, giao hội từ hướng Bố trí tâm mố trụ cầu máy toàn đạc điện tử a Phương pháp tọa độ cực (chương trình setting out) Căn vào điểm lưới khống chế 5, để xác định vị trí điểm thiết kế T yếu... cao độ xác phải đo lại tọa độ điểm bố trí tính yếu tố hồn ngun, bố trí vị trí bàn độ xây dựng cầu chương trình setting out thích hợp cho việc bố trí cọc, bệ cọc xác định sơ vị trí tâm mố, trụ Sai