4.2. Thực nghiệm đánh giá độ chính xác quan trắc chuyển dịch theo phương đứng
4.2.1. Mô tả thực nghiệm
Cầu dây văng Bạch Đằng có chiều rộng 25m, chiều dài cầu chính 700m được làm bằng bê tơng cốt thép, tĩnh không thông thuyền rộng 180m, cao 48.4m. Đây là cầu dây văng hai mặt phẳng dây, 3 trụ tháp hình chữ H (trụ tháp giữa cao 91.50 m, trụ tháp hai bên cao 88.99 m) với 4 nhịp dây văng. Để đánh giá độ chính xác số liệu đo chuyển dịch theo phương đứng bằng GNSS - RTK, tiến hành đo đạc thực nghiệm
tại cầu Bạch Đằng. Coi dao động của cầu rất nhỏ vì khi đo vào tháng 8 năm 2018, cầu chưa được thơng xe nên khơng có hoạt tải, gió nhẹ, máy rover được gắn trên thước trượt. Tiến hành đo thực nghiệm bằng phương pháp GNSS - RTK với máy hai tần R8 của hãng Trimble có tần số 1Hz, theo catalog của máy, độ chính xác đo động theo phương ngang là ±(8mm+1ppm), theo phương đứng ±(15mm+1ppm). Sơ đồ bố trí máy GNSS gồm một trạm GNSS cố định (trạm base) đặt trên nền đất ổn định, thơng thống và một trạm GNSS động (trạm rover) đặt lần lượt tại các điểm QT01, QT02 là hai điểm giữa nhịp chính cầu Bạch Đằng (Hình 4. 3).
Hình 4. 3: Sơ đồ bố trí máy GNSS trên cầu Bạch Đằng
Tại mỗi vị trí đo 1, 2, 3,…, 7 (Hình 4. 4, Hình 4. 5) máy thu tín hiệu liên tục với tần số 1Hz trong 5 phút, giá trị đọc trên thước thể hiện ở Bảng 4. 5 và kết quả đo bằng GNSS biểu diễn trên Hình 4. 6. Khi trượt thước theo phương đứng, quy ước nếu thước được nâng lên thì giá trị trên thước có dấu dương và ngược lại nếu thước được hạ xuống thì giá trị trên thước có dấu âm.
Bảng 4. 5: Vị trí của thước trượt và giá trị trên thước tại các điểm QT1, QT2 Điểm Điểm QT01 Vị trí của thước trượt Giá trị trên thước (m) Điểm QT02 Vị trí của thước trượt Giá trị trên thước (m) 1 0.000 1 0.000 2 +0.025 2 +0.025 3 +0.300 3 +0.050 4 -0.200 4 +0.100 5 -0.100 5 +0.200 6 +0.300 6 -0.050 7 - 0.200 8 -0.100 7 -0.025 9 -0.050 10 -0.025 8 0.000 11 0.000
4.2.2. Đánh giá độ chính xác số liệu GNSS - RTK trong quan trắc chuyển dịch theo phương đứng cầu Bạch Đằng
Sau khi có được kết quả đo GNSS là độ cao của một điểm quan trắc ở các thời điểm đo khác nhau tiến hành xác định độ chính xác của kết quả đo theo các yếu tố:
- Sai số trung phương hiệu độ cao một điểm tại hai thời điểm liên tiếp. - Sai số trung phương của một lần đo tại mỗi thời điểm đo.
- Sai số trung phương của một lần đo trong trị đo kép.
Kết quả tính được so sánh với sai số cho phép trong quan trắc chuyển dịch theo phương đứng để từ đó kết luận độ chính xác kết quả đo cũng như độ chính xác của phương pháp.
4.2.2.1. Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch cầu theo phương đứng
Theo hồ sơ thiết kế cầu Bạch Đằng, trong giai đoạn khai thác, giới hạn cho phép chuyển dịch của nhịp chính cầu là ±30cm [26]. Sai số cho phép khi quan trắc cầu Bạch Đằng được chọn bằng 1/10 giá trị giới hạn cho phép và bằng ±3cm [7].
4.2.2.2. Đánh giá độ chính xác số liệu quan trắc chuyển dịch theo phương đứng.
Số liệu đo chuyển dịch cầu Bạch Đằng sau khi đã được xử lý, tiến hành đánh giá độ chính xác số liệu theo các yếu tố sau [19]:
Sai số trung phương của hiệu độ cao một điểm tại hai thời điểm liên tiếp.
Hiệu độ cao của từng điểm quan trắc QT01, QT02 giữa hai thời điểm đo liên tiếp nhau được so sánh với số liệu đo trên thước trượt. Kết quả đo được tính theo các bước sau:
+ Tính độ cao trung bình giá trị đo bằng GNSS - RTK tại mỗi vị trí của thước trượt theo cơng thức (3.4).
+ Hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau được tính bằng cơng thức (3.5).
+ Xác định độ lệch theo phương đứng giữa giá trị đo trên thước trượt với hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau dựa vào (3.6).
+ Sai số trung phương của kết quả đo được xác định theo cơng thức (3.7). Kết quả tính của các bước trên được minh họa trong Bảng 4. 6, Bảng 4.7
Bảng 4. 6: Kết quả độ lệch theo phương đứng giữa giá trị trên thước trượt và hiệu độ cao của điểm QT01 tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau.
Điểm đặt GPS trên cầu
Vị trí của
thước trượt Htb (m) ∆H (m) Dthước (m) ∆D (m)
QT01 1 53.993 0.019 +0.025 +0.006 2 54.012 0.287 +0.275 -0.012 3 54.299 -0.096 -0.100 -0.004 4 54.203 -0.083 -0.100 -0.017 5 54.120 -0.053 -0.050 +0.003 6 54.067 -0.031 -0.025 +0.006 7 54.036 -0.035 -0.025 +0.010 8 54.001
Bảng 4. 7: Kết quả độ lệch theo phương đứng giữa giá trị trên thước trượt và hiệu độ cao của điểm QT02 tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau.
Điểm đặt GPS trên cầu
Vị trí của
thước trượt Htb (m) ∆H (m) Dthước (m) ∆D (m)
QT02 1 54.066 0.024 +0.025 +0.001 2 54.090 0.025 +0.025 0.000 3 54.115 0.068 +0.050 -0.018 4 54.183 0.097 +0.100 +0.003 5 54.280 0.114 +0.100 -0.014 6 54.394 -0.103 -0.100 +0.003 7 54.291 -0.101 -0.100 +0.001 8 54.190 -0.063 -0.050 +0.013 9 54.127 -0.036 -0.025 +0.011 10 54.091 -0.021 -0.025 -0.004 11 54.070 Trong Bảng 4. 6, Bảng 4. 7 ký hiệu:
Dthước: Giá trị trên thước
∆D: Độ lệch giữa giá trị trên thước và hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp.
Có được độ lệch giữa giá trị trên thước và hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau của điểm QT01 bằng -0.017m và điểm QT02 bằng -0.018m. Lúc này, áp dụng cơng thức (3.7) tính được sai số trung phương tại điểm QT01, QT02: Sai số trung phương tại điểm QT01: m∆H = ±0.008m = ±8 mm.
Sai số trung phương tại điểm QT02: m∆H = ±0.009m = ±9 mm.
b. Sai số trung phương của một lần đo tại mỗi thời điểm đo
Sai số trung phương của một lần đo độ cao tại một vị trí thước được tính tốn sau: - Độ cao trung bình giá trị đo tại mỗi vị trí của thước trượt được tính theo cơng thức (3.4).
- Tính số hiệu chỉnh của kết quả đo theo công thức (3.8).
- Xác định sai số trung phương của một lần đo theo công thức (3.9).
Sai số trung phương của một lần đo các kết quả tại các vị trí thước trượt của điểm QT01, QT02 được biểu diễn trên Bảng 4. 8.
Bảng 4. 8: Kết quả sai số trung phương độ cao tại các vị trí thước trượt(đơn vị mm)
Vị trí thước trượt Điểm đặt GNSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 QT01 ±9 ±8 ±6 ±6 ±7 ±7 ±7 ±8 QT02 ±5 ±6 ±7 ±6 ±7 ±6 ±8 ±10 ±10 ±9 ±11
c. Xác định sai số trung phương của một lần đo trong trị đo kép
- Xác định sai số giữa hiệu độ cao của một điểm đo đi và đo về theo (3.10). - Tính sai số trung phương của từng trị đo trong trị đo kép theo (3.11).
Tại điểm QT02, hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau được đo kép. Các trị đo kép được đo độc lập và cùng độ chính xác. Như vậy, trong thực nghiệm này có một dãy gồm 5 trị đo kép. Dựa vào cơng thức (3.10) tính được độ lệch giữa hiệu độ cao của một điểm khi đo đi và hiệu độ cao của một điểm khi đo về (di). Kết quả đo, kết quả tính được thể hiện ở Bảng 4. 9.
Bảng 4. 9: Kết quả đo các trị đo kép và kết quả tính
STT Hiệu độ cao đo đi (m)
Hiệu độ cao đo về (m)
Độ lệch giữa hiệu độ cao đo đi và đo về di (m) 1 0.024 -0.021 0.003 2 0.025 -0.036 -0.011 3 0.068 -0.063 0.005 4 0.097 -0.101 -0.004 5 0.114 -0.103 0.011
- Tính theo cơng thức (3.11), sai số trung phương của từng trị đo trong trị đo
kép được xác định: 𝑚ℎ ≈ ±5𝑚𝑚
Từ kết quả tính sai số trung phương theo phương đứng giữa giá trị trên thước trượt với hiệu độ cao của một điểm tại hai thời điểm đo liên tiếp nhau, sai số trung phương một lần đo của độ cao điểm quan trắc tại các vị trí thước trượt, sai số trung phương của một lần đo trong trị đo kép tiến hành so sánh với sai số cho phép khi quan trắc chuyển dịch theo phương đứng, nhận thấy sai số tại các điểm này đều nằm trong giới hạn cho phép.
4.3. Thực nghiệm đánh giá độ chính xác quan trắc chuyển dịch theo phương đứng cầu Cần Thơ bằng phương pháp GNSS - RTK đứng cầu Cần Thơ bằng phương pháp GNSS - RTK