Chương 2 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG KHẢO SÁT VÀ THI CÔNG CẦU
2.3. Lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu
Lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu dùng làm cơ sở để xác định khẩu độ cầu, bố trí tim mố trụ cầu ra thực địa, đo vẽ trong từng giai đoạn xây dựng cầu, quan trắc chuyển dịch biến dạng cầu trong quá trình sử dụng.
Dạng đồ hình: tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình tại khu vực xây dựng cầu mà lựa chọn các dạng đồ hình sao cho có lợi nhất. Thông thường các dạng lưới xây dựng cầu vượt qua sông là tứ giác trắc địa đơn hoặc kép, đối với công trình cầu vượt trong thành phố ngoài hai dạng trên còn có thể xây dựng dưới dạng đường chuyền (Hình 2-1).
Khi xây dựng cầu vượt qua sông lớn, các điểm của lưới khống chế cần xây dựng không những trên bờ mà cả trên dòng nước để thuận lợi cho việc bố trí các tâm trụ cầu. Trong trường hợp này, lưới được bố trí dưới dạng hệ thống trung tâm với các cạnh đáy nằm các trên bờ, các điểm nằm dưới nước được xây dựng trên các cọc đóng chắc chắn.
Độ chính xác của lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu phải đảm bảo sai số trung phương bố trí tim mố trụ và sai số trung phương chiều dài các nhịp không vượt quá ± 1,5 đến 2 cm. Do vậy yêu cầu sai số trung phương vị trí điểm lưới khống chế cần phải nhỏ hơn 1,5 ÷ 2 lần, nghĩa là vào khoảng ± 1 cm.
a) c)
d) B
A
B
A B
A b)
e) A
B B
A A
B
f)
(Dạng đồ hình lưới khống chế trắc địa phục vụ công trình cầu: a, b, c, d, e, f )
Dạng đồ hình đường chuyền
Hình 2-1: Dạng đồ hình lưới khống chế trắc địa phục vụ công
GPS-1
GPS-2
ĐC-1
ĐC-4
ĐC-3 ĐC-2
Đối với những công trình cầu vượt trong thành phố: Do đặc điểm điều kiện địa hình rất khó cho việc thiết kế lưới tứ giác trắc địa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, người ta thường xây dựng lưới dưới dạng đường chuyền cấp 1 hoặc cấp 2. Các điểm gốc ở hai đầu được đo nối toạ độ bằng công nghệ GPS.
Thiết kế xong, ta đánh giá sơ bộ độ chính xác. Việc đánh giá sơ bộ độ chính xác lưới thiết kế cần phải tiến hành theo phương pháp chặt chẽ. Đầu tiên, căn cứ vào sơ đồ lưới đã được thiết kế (kết cấu đồ hình và các mối quan hệ trị đo), tiến hành lập hệ phương trình sai số và phương trình chuẩn với các số liệu đồ giải lấy từ bản vẽ. Sau khi nghịch đảo hệ phương trình chuẩn, sẽ tính được trọng số đảo của các hàm cần đánh giá theo công thức:
Qf P f
1 T
F
= (2-1) Trong đó: Q - ma trận hệ số trọng số;
f - véc tơ hệ số của hàm cần đánh giá.
Nếu biết được sai số trung phương mF, ta có thể tính được sai số trung phương trọng số đơn vị theo công thức:
F F
P 1 μ = m
(2-2)
Kết quả tính được theo công thức trên cần phải được so sánh với các yêu cầu kỹ thuật của việc thiết kế lưới.
2.3.2. Thi công lưới
Khi lựa chọn điểm của mạng lưới khống chế ngoài thực địa cần xác định rõ về điều kiện địa chất ở nơi đặt mốc và tầm ngắm giữa các điểm khi vượt chướng ngại vật tối thiểu là 3 m. Đặc biệt cần lưu ý tầm thông suốt thường xuyên giữa các điểm khống chế trong lưới với các tâm trụ cầu. Kiểm tra cạnh đáy bố trí chúng ở nơi thích hợp để tiến hành đo cạnh được chính xác.Các điểm của lưới sau khi được chọn phải chôn bằng mốc bê tông cốt thép dấu mốc bằng sứ sâu 2 m.
Đo góc: góc trong lưới được đo theo phương pháp đo góc đơn giản hoặc toàn vòng bằng máy kinh vĩ có độ chính xác cao như 0T02, Theo 010, T2…hoặc máy toàn đạc điện tử.
Số vòng đo được ước tính dựa vào độ chính xác của từng loại máy đo:
n = 2
do 2 β
m
m (2-3)
Trong đó: mβ - là sai số trung phương đo góc 1 vòng đo;
mđo - là độ chính xác đo góc cần thiết (mđo ≈ 2).
Giữa các vòng đo thay đổi vị trí bàn độ của hướng mở đầu là 1800/n. Biến động trị giá hướng giữa các vòng đo không vượt quá 8”.
Sai số trung phương đo góc trong lưới không vượt quá ±1 - 2” tùy theo chiều dài cầu.
Đo cạnh: Trước đây việc đo cạnh có độ chính xác cao là rất khó vì vậy người ta chỉ đo hai cạnh đáy ở hai bên bờ sông bằng thước invar hoặc bằng máy đo xa điện quang chính xác, sai số tương đối đo cạnh đáy trung bình khoảng 1/200000- 1/300000, lưới này được gọi là lưới tam giác đo góc. Hiện nay với máy toàn đạc điện tử cho phép đo cạnh với độ chính xác cao, vì vậy người ta tiến hành đo tất cả các cạnh cuả lưới, gọi là lưới đo góc - cạnh. Độ chính xác của lưới đo góc - cạnh cao hơn hẳn lưới đo góc.
Độ chính xác đo cạnh phụ thuộc vào chiều dài cầu quy định trong bảng 2-1:
Bảng 2-1. Quy định độ chính xác đo cạnh khi thi công lưới khống chế trắc địa cầu.
Chiều dài cầu (m)
S m T 1 = s
Dưới 200 1: 60000
200 ≈ 500 1: 120000
500 ≈ 1000 1: 240000
Trên 1000 1: 300000
Hiện nay người ta có thể dùng GPS để đo cạnh của lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu với độ chính xác hoàn toàn đạt được theo yêu cầu đề ra, đây gọi là lưới GPS.