《输电线路基础》第7章-输电线路路径选择和杆塔定位-第三节-课件.ppt
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- 输电线路基础 输电 线路 基础 路径 选择 杆塔 定位 三节 课件
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1、主讲主讲:赵先德赵先德第七章第七章 输电线路路径选择和输电线路路径选择和杆塔定位杆塔定位 第三节第三节 施工图设计阶段测量施工图设计阶段测量 一、选线测量 应配合设计人员根据批准的初步设计路径方案,应用仪器实地选定路径转角位置,并宜测定转角值。为了保证协议区选定路径或坐标放线的准确性,应具备测量控制资料或地形图,设计人员应在现场指明相对位置。当线路跨越一、二级通信线及地下通信电缆且交叉角小于或接近限值时,应用仪器测定路径,并施测其交叉角。应架设仪器于交叉点直接施测交叉角,提供锐角值。当交叉点位于水塘或其他不能设站或不能立尺时,仪器应设在路径直线上和被交叉线上组成三角形解析,如图7-3-1所示。
2、图图7-3-1 通信线与送电线路交于水塘时的测量方法通信线与送电线路交于水塘时的测量方法 仪器分别架于、测站,测取、角值,则送电线路与通信线交叉角=+。亦可以根据现场条件利用测角和测边间接测量方法,应用三角函数关系计算求得交叉角值。二、定线测量(一)直接定线 直接定线可采用距离分中法或角度分中法。距离分中法的前视点位应取经纬仪正倒镜不同位置的中点。角度分中法的前视点位,应取经纬仪正倒镜两水平角的平分点。当采用电子经纬仪不能倒镜时,应逆时针加测水平角半测回。直接定线后,应检测水平角半测回,并作记录,其角值允许偏差范围1。直线桩(z)、转角桩(J)应分别按顺序编号,严禁重号。固定标桩的埋设,可根据
3、工程具体情况确定。标桩规格可参照图7-3-2。图图7-3-2 测量标桩规格测量标桩规格 (a)一般标桩;一般标桩;(b)固定标桩固定标桩 送电线路的标桩,主要有转角桩、直线桩、塔位桩以及测站加桩。由于我国幅源广阔、地理自然条件不同,多年来对于标桩的规格及埋设要求未能统一,从调研中了解多数单位是以木桩为主,也有的单位采用混凝土、铁桩,标桩的规格及尺寸也不一。从施工单位反映近些年来标桩的丢失损坏十分严重,给复测带来极大的困难。有些单位采取了经济措施,如与附近农民签订托管合同,收到一定的成效,值得发扬推广。但考虑到若离施工期较长,应适当埋设混凝土桩、铁桩之类的固定标桩。各地可结合工程的具体情况,因地
4、制宜参照执行。直线桩是用来控制线路的直线方向、距离、高程的,为施测平断面、交叉跨越、测定塔位之用。所以在设置直线桩时必须坚持综合考虑,力求兼顾的原则,要防止桩间距离超限而不顾其他工序的做法。桩间距离的控制,在平丘地区应以方便施测平断面和定塔位为主。在山区由于档距较大,可根据制高点及兼顾施测平断面、塔位位置选择桩位。直接定线有两种方法,有的单位采用每站只钉一个前视桩就搬动仪器,逐站延伸。有的单位采用对准前视远点桩分中后的目标,再在其间加定直线桩。两种方法各有优缺点,各单位可根据自然地形条件和作业习惯作出选择。应用连续延伸直线法时,规程条文对于桩间累计距离也作了限制。至于高山区相对高差较大,档距超
5、过1km以上的应以实际地形和档距而定。(二)主要定线测量误差来源 1、仪器误差 由于经纬仪校正不良而使水平角产生竖轴误差、视准轴误差和横轴误差。若取正倒镜读数的平均值,除竖轴误差不能消除外,其他误差均可得到消除。2、读数误差 如果刻度分划大,读数误差就大。若刻度最小分划值为g,其读数中误差m1=0.116g。对DJ6类型仪器,最小分划值为1时,读数中误差为7。若照明情况不佳,显微镜的目镜未调好焦,以及观测者的技术不熟练时,则读数中误差可能大大超过此值。3、对中误差 对中误差的影响与偏心距的大小、前后视距离的长短有关,如图7-3-3所示。图图7-3-3 仪器对中误差引起的直线误差仪器对中误差引起
6、的直线误差 A、B为直线桩,为在A、B的延长线上定出另一直线桩C,仪器设置于B,因对中误差仪器偏心至 B,定出C,CC为对中误差引起的位移。e为偏心距,当P在顺线路方向时,对中误差影响为零,当e垂直于线路方向时,e=e,对中误差影响最大。为分析方便,按规程规定e最大允许误差为3mm,实际定线后的直线桩为A、B、C三点连成线,在B点产生了误差角值为。则 bbaee1tan(7-3-1)按 分别为后视、前视距离,为仪器对中误差所引起的直线定线误差,分别列于书中表7-1。从以上计算数据表明,当偏心距固定时后视距离或前视距离越短影响越大,因此短距离的定线对中误差就成为直线延伸的主要误差来源。为此,在直
7、线定线测量中,应注意避免后视距离或前视距离200m以下。中心偏距的大小与作业时气候条件及对中方法有关。当采用垂球对中时,受风力影响很大,风力4级以上时,可使偏距达到8mm应避免采用。随着测绘仪器的发展,目前一般均采用光学对中,因此一般情况e=3mm是可以达到的,并考虑到定线后视与前视长度在300m以上时,按计算可取对中误差mm为 。5 mm因为一经对中后,则前后视点之差反映不出来,所以对分中后点位的影响仍为mm。根据多年送电线路定线实践总结,短距离条件定线的情况很少出现,只有出现“面包型”山脊或山间砍伐树木较多时,不得已情况下才会遇见。为了减小短距离定线的误差,应采用以下措施:(1)在架设仪器
8、时,为减少对中误差,仪器基座三个脚螺旋应使其中两个与直线方向平行,而第三个脚螺旋调整使其对中后,另两个脚螺旋只是在直线方向上调整移动;(2)清除桩位视线障碍物,力求瞄准桩上钉子;(3)无法瞄准钉子时,用仪器竖丝指挥目标立直,并用支撑立稳,尽可能照准目标下部。过去一些人认为,后视距离远,前视短,定直线精度高,从以上表7-1统计证明,前视或后视距离的同样大小所产生直线误差是一样的。而且前视距离短,再向前延伸直线,转站后原前视距离变为后视距离,影响直线误差更大。4、照准误差 十字丝和所照准的测杆各有粗细,因此,当观测点近时,如图7-3-4(a)所示,应使十字丝位于测杆的中心,而当观测点远时,如图7-
9、3-4(b)所示,应使测杆物像位于十字丝的中心,即使如此,在任何情况下,照准误差也多少是不可避免的。图图7-3-4 十字丝和测杆物象的关系十字丝和测杆物象的关系(a)双丝夹目标;双丝夹目标;(b)单丝平分目标单丝平分目标 图图7-3-5 照准距离照准距离z和视准误差和视准误差a的关系的关系 照准误差随观测点的远近而不同。通常观测用的测杆有:直径为30mm的花杆,直径为20mm的金属标杆及直径为4mm的测钎等。照准 距离 和视准误差的关系如图7-3-5所示。照准距离愈短,则视准误差就愈大。因此,为了精确地观测水平角,应采用较细的测杆,并应使照准距离长一些。l影响照准精度的因素很多,如望远镜的放大
10、倍率、照准方法、成像清晰、背景好坏、气流影响以及十字丝粗细等有关。现单从分析望远镜的鉴别率着手。设人眼的鉴别率为P,则人眼通过望远镜照准目标时鉴别率=PV(V为望远镜放大倍率),一般P=30120。当观测条件不好时,可取P=120,若V=25,则=5。另据我国仪器标准规定:对于DJ6型经纬仪鉴别率不应大于4.5,故可取=5。设一次照准的中误差为mz,前后视照准两次决定一个点位,其照准误差的影响为 。两次点位之差的中误差为 ,取中后照准误差的影响为 ,所以也是相当于单次照准时误差的影响,即mq。zm2zm22 zzmm2225、目标倾斜误差 如图7-3-6所示,A为测站,B为立花杆点,花杆长BC
11、为h,对垂直位置的倾角为,则由于目标倾斜产生的直线偏移角Q为:ShQ(7-3-2)式中:h照准目标的高度(m);目标倾斜度();S照准目标距离(m)。图图7-3-6 目标倾斜产生的直线偏移角目标倾斜产生的直线偏移角 由于花杆倾斜时,可用仪器纵丝指挥立直,花杆的倾角平均在30左右。当用仪器纵丝指挥立直后,且用小竹杆支撑握牢,则可达到15以内,现分别取=30、15,代入(7-3-2)式,其结果如表7-3-2、表7-3-3所示。表表7-3-2 目标倾斜目标倾斜30产生的直线偏移角产生的直线偏移角 0.030.040.050.080.150.50.060.080100.150.3010.12O150.
12、200.300.6020.180.220.300.450.903500400300200100 Q()S(m)h(m)0.030.040.050.080.150.50.060.080100.150.3010.12O150.200.300.6020.180.220.300.450.903500400300200100 Q()S(m)h(m)表表7-3-3 目标倾斜目标倾斜15产生的直线偏移角产生的直线偏移角 0.010.010.020.040.08 0.50.030.040.050.080.15 l0.060.080.100.150.30 20.090.1l0.150.220.45 350040
13、0300200100 Q()S(m)h(m)目标竖立不直或偏心,其误差影响与仪器对中的情况相似,即偏心相同时,边短者,其影响大,但与角度的大小无关。当目标倾斜的方向和直线方向一致时,则误差影响为零;当目标倾斜方向与直线相垂直时,则误差影响为最大。并与目标倾斜偏离直线的距离、前后视距离的长短有关。由于前后四次照准时目标倾斜误差的影响也是同照准误差一样,所以也是相当于单次照准时目标倾斜误差的影响,即 。qm考虑送电线路定线前视或后视距离在300m以上,一般照准目标15m左右的高度,故可取6 qm。6、仪器整平误差 仪器整平误差的影响有两种,一种是使度盘不水平,另一种是使水平轴不水平,由于延长直线时
14、,不需用度盘读数,故第一种影响可以不考虑。第二种情况,因水平轴;倾斜在平地定线时,后视点垂直角 与前视点垂直角 关系为;,则整平误差影响很小。12021在山区垂直角变化一般在1020之间,整平误差允许气泡偏一格,根据DJ6型经纬仪水准管格值为30,则纵轴倾斜角亦为30,一般取倾角 度,考虑最不利情况 盘,则整平误差为12。2iii6.0仪器一经整平,仪器纵轴位置便已固定,所以在两前视点中亦反映不出来,故对分中后的影响仍为m。根据误差传播定律写成:(7-3-3)由前面分析过的数据:山区定线 代入(4)式得 最大误差则为32。若平地定线,则 将前述数据代人得 m=11,最大误差则为22。当采用正倒
15、镜距离分中法时不存在水平角读数误差。结论:应用DJ6型经纬仪正倒镜分中定线测量,其分中后点位偏离直线的精度:山区不超过32,平地不超过22。考虑到实际作业时受外界各种影响较大,前后视距离不一定相近,故规程规定直线桩中心允许偏差范围1。采用本规定定法方法是可以满足要求的。从设计要求看,当直线塔中心偏离直线方向34时,对塔所引起的垂直于直线方向的水平荷重、导线放电间隙的改变及绝缘子串歪斜都是允许的。从施工工艺的要求看,当直线精度满足1时,塔中心偏离直线及绝缘子歪斜肉眼是觉察不出的。综合上述,认为定线精度规定为1是合理的。定好前视直线桩后,检测半测回,如图7-3-7所示。图图7-3-7 直线定线检测
16、误差图直线定线检测误差图 仪器设站于B,实际对中于B,检测半测回C点角值对于C(或C)所得点位中误差为(7-3-4)将前述分析数据代入得mc=12,最大误差为24,因为仪器没有重新对中,实际上的对中误差没有反映出来,检测的角值是正倒镜分中后的角值,因此半测回检测直线的误差并不能反映直线的精度,只能判断直线定线是否存在着粗差。根据对定线的误差分析,由于短距离定线,对中、照准的误差影响很大,必须采取相应的措施才能满足1范围内的要求。正倒镜两前视点点位之差的限差要求作出规定才能确保直线的精度,如图7-3-8所示。图图7-3-8 两前视点点位之差两前视点点位之差 因为直线定线是按设定的180放样的,在
17、延伸直线仪器对中设站后中误差、整平误差在直线误差中反映不出来,所以首先考虑读数误差、照准误差及目标倾斜误差的影响。定一前视点是通过两次照准,故一前视点点位中误差(即半测回)为:(7-3-5)两前视点之差的中误差(即测回)为:(7-3-6)将 、代入(7-3-5)式得m=20,最大误差为40。当采用正倒镜距离分中法时,不存在水平角读数误差。5 zm5 qm7 rm因为考虑到仪器视准轴和水平轴的影响,特别是竖轴误差的影响以及对中、整平等误差的影响,则最大容许误差可取1。图7-3-8中,B为测站点,A为后视点,C为直线延长线上桩位。m为两前视点点位之中误差,C及C就是由于定线误差而定出的两前视点。对
18、于直线BC不同的长度,相应有一个CC值,在定线测量时,根据不同的距离,来控制两前视点间的位移值,便能使定线误差阻止在1之内,近似值每百米按比例递增为6cm,精确值按允许中误差 。(S为距离,单位为m)。200tanSm根据送电线路直线允许偏离范围不应大于1的要求,对于转角塔位同样适用。按照此要求对于施工复测时与设计值之差不应大于130是一致的,因为两次之差的允许值为:表表7-3-4 用用OJ2型经纬仪检验型经纬仪检验DJ6型经纬仪直线定线精度表型经纬仪直线定线精度表 后视前视正倒镜两前视点之差用DJ2检测直线的误差值距离m高差m距离m高差m最小值m最大值m平均值m最小值最大值平均值300+4.
19、18500-10.10.0440.1180.073180001800418003.080-8.8C420-44.50.0680.0920.08118001180061800025要满足测角误差1的要求,采用DJ6型经纬仪即可,但必须指出:转角的施测必须照准相邻的两直线桩测角,禁止对转角附近的方向桩测角,以免引起误差的超限。测角记录应记至秒,成果取至分。这对于离施工期较长需要交桩恢复直线桩位有益处。7、间接定线误差 间接定线影响直线精度主要是横向误差,现将几种图形精度分析如下。短形法定线,如图7-3-9所示。图图7-3-9 矩形法定线示意图矩形法定线示意图 图7-3-9中F、A、D应为一条直线上
20、,因有障碍物,使AD不通视,为定出D使其在FA延长线上。首先置仪器于A,后视F,正倒镜设直角、量距取中分中定出B点。再置仪器于B点,后视A点,正倒镜设直角分中、量距取中后定出C,同法置仪器于C,定出D。以上是过去常规做法,AB、CD、13(3一般边长较短,根据误差分析和多年的实际经验,运用DJ6型经纬仪测角、钢尺量距,上述方法是不能满足直线偏离允许1要求的。作为送电线路的直线定线含义是指三点连成的相邻两条线是否是一条直线,以中间点来说,后视一条边,前视一条边,其测量误差造成中间点夹角。F、A、D之间边长较短,允许的横向误差较小,矩形的边长也很短,从前面论述,对中误差、照准误差等很大,造成的测角
21、中误差很大。障碍物周围地形条件并非很平坦,有些地方还有草丛灌木,量距不便,特别是钢尺量距,精度较低。根据以往对某些工程复测检查结果,用DJ6型经纬仪测角、钢尺量距延伸的直线偏离误差1内要求达不到。其解决的方法是采用双矩形法,如图7-3-10所示。图图7-3-10 双矩形法间接定线双矩形法间接定线 图7-3-10中,AD不通视,置仪器于F,后视E,正倒镜分中定出A和转90定出F,再设站于A转270量取AA等于FF。仪器设站于F后视F转90对准A检查误差是否在容许范围之内。若满足要求则以向前纵丝定出D、G,再分别设站D、G后视F转90定出D、G,为确保直线可靠性,在D站转90检验G是否在直线上,若
22、满足要求再往前延伸直线。直线上的横坐标理论值为0,纵坐标值为各点累距,各点累距之差为桩间距离。影响直线横坐标误差公式为(7-3-7)yM式中:横坐标误差(m);S矩形边长(m);S量距误差(m);转角度;测角误差。根据上式可以看出,转角90(或270)时,测角误差引起的正弦函数值变化影响很小,这样影响横坐标误差主要是取决于量距的精度。在F、D站又可对直线精度进行校核,因此所定直线的精度是可靠的。等腰三角形法,如图7-3-11所示。图图7-3-11 等腰三角形法间接定线等腰三角形法间接定线 图7-3-11中F、A为直线桩,欲定出C桩,中间遇有障碍物不通视,为此,先置仪器于A,后视F,正倒镜设角1
23、80+,量距S定B,再置仪器于B,后视A,正倒镜设角180-2,量距S定C,最后置仪器于C,后视B正倒镜分中设角180+,则可定出G。由于设角、量距误差,引起G点的位移,与矩形法相似,同样分析C点的横向误差。根据误差传播定律,则C点的横向误差为:(7-3-8)式中:mcC点横向位移中误差;mCAA点设角误差对mC的影响;mCBB点设角误差对mC的影响;mCS量距误差对mC的影响。又根据测角量距等影响原则可得:(7-3-9)(7-3-10)式中:mL量距中误差(m);mCC点横向位移中误差;角值;206265。而2/1 ACmC 从(7-3-9)式、(7-3-10)式可以看出,量距、测角精度与A
24、C间距离长短及夹角大小有关。为了检核延伸直线是否满足允许偏差1之内,可采用AC延长线上加测一点。如图7-3-12所示。图图7-3-12 等腰三角形法间接定线加测点检测等腰三角形法间接定线加测点检测 当仪器架设B站放样C点的同时,根据所测),角值与D横坐标值为0的函数关系,算出BD间距离定出D桩。在C站根据等腰三角形角值关系所得延伸直线方向是否与D点一致,若相差在l以内,证明直线是比较可靠的。CD间距大于100m为宜。三、桩间距离测量 随着新技术新设备的运用与发展,目前各大勘测单位运用光电测距仪已很普遍,采用光电测距仪测距具有精度高、速度快、经济效益好的优点。对于500kv送电线路来说,规程规定
25、应采用光电测距仪测距,淘汰视距法测距的落后作业方式,是符合先进技术发展的潮流。两测回距离较差的相对误差不大于11000。并不是指测距本身的精度要求,而是以此判断是否发生粗差问题。超限时,应补测一测回,选用其中合格的两测回成果,否则应重新施测两测回。由于光电测距仪具有测距长、精度高、速度快等优点,如果是一个作业组专门进行定线和测距,逐站观测当然工作失误少,但为了减少频繁迁站减少砍伐树木提高工作效率,也可以以同一测站连续测取多段距离求得其他相邻桩间距离和高差。根据以往经验,只要认真画好桩位关系草图和注记,距离高差数据是可以避免发生错误的,而工作效率则大大提高了。光电测距应遵守下列规定:1、必须严格
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