第３０卷第３期 内 蒙古农业 大学学报 Ｖ０１．３Ｏ Ｎｏ．３ ２００９年９月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ａ ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｐ．２００９ 用全站仪检测交通标志立柱竖直度 牛玺荣 ，张晓燕 （１． 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，西安７１００６４；２． 山西省交通科学研究院，太原０３００６） 摘要： 用全站仪检测地形复杂路段交通标志立柱的竖直度，可以避免用锤球法检测带来的诸多不便。分析了３种 不同检测条件下的检测原理和步骤，并对实体工程进行了检测和误差分析，认为全站仪法的检测数据具有较高的品 质。全站仪法简便、快捷，检测数据准确、可靠，可以用于公路交通标志立柱竖直度的检测。 关键词： 交通工程； 现场检测； 立柱； 竖直度 中图分类号：Ｕ４１２．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３５７５（２００９）０３—０１６８—０４ ＭＥＡＳＵＲＥＩＮＧ ＴＨＥ ＶＥＲＴＩＣＡＬｌＴＹ ＯＦ ＴＲＡＦＦＩＣ ＳＩＧＮＳ ＰＯＳＴ ＢＹ ＴＯＴＡＬ ＴＡＴＩＯＮ ＮＩＵ Ｘｉ—ｒｏｎｇ ｌ－．ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｙａｎ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＳｐｅｃｉａｌＡｒｅａＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ 旆缈ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇ ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ ７１００６４，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｗ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔ￣ｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｈｅｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｒａｆｉｆｃ ｓｉｇｎ ｐｏｓｔ ａｔ ｔｈｅ ｓｔｅｅｐ ｍｏｕｎｔａｉｎ，ｔｈｅ Ｔｏｔｌａ Ｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ａｖｏｉｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｂｒｏｕｇｈｔ ｂｙ Ｈａｍｍｅｒ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎｇｌｉｃｉｚｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｔｉｔｙ ｗｏｒｋｓ ａｎｄ ａｎｇｌｉｃｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｔｏｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｈｊｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｈａｍｍｅｒ．Ｔｏｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｆａｓｔ，ａｎｄ ｉｔｓ ｔｅｓｔｉｎｇ ｄａｔａ ｉｓ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ，ＳＯ Ｔｏｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｒａｆｉｆｃ ｓｉｇｎ ｐｏｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｆｆｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ； ｓｉｎｇｓ ｐｏｓｔ； ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ 引言 １ 检测原理 交通标志对司乘人员具有警告、指示等作用，在 用全站仪检测立柱竖直度时，假定检测方向立 施工阶段严格控制标志牌的施工质量具有重要意 柱为垂直，与检测方向垂直的一方的方向具有水平 义 Ｊ。在交通标志质量控制和竣工验收的检查项目 偏差△（ｍｉｌ１），上测点竖直角为 ，全站仪至上测点 中，竖直度为必检指标，其检测方法为锤球法 Ｊ。随 的水平距离为ｆ （ｍ）；下测点竖直角为 ，全站仪至 着公路工程在复杂地形条件的进一步实施和道路交 下测点的水平距离为ｚ （ｎ１）。检测时可分为如图１ ３ 通标志设施的进一步完善，其安装的地形条件更为 种情况。 复杂，标志牌的安装高度也比以往更高，用锤球法检 由于在检测方向上，上测点和下测点在垂向具 测竖直度时，悬吊锤球带来了诸多不便。本文试图 有偏差，全站仪与立柱间距离取上测点与下测点的 用全站仪 来检测交通标志立柱的垂直度，并分 ７上， 析此方法的可靠度和准确性。 平均值ｆ为：Ｌ＝ ，立柱检测高度分３种情况计 厶 算 收稿日期：２００９—０２—２７ 作者简介：牛玺荣（１９７６一），男，博士研究生，工程师，主要从事路基路面工程与特殊地区筑路技术方面的研究工作 第３期 牛玺荣等： 用全站仪检测交通标志立柱竖直度 １６９ ａ）ｈ＝ｌｃｔｇａ】＋Ｚ唔（ 一９０）（图１ａ） 则竖直度 ‘一（ｆ＝万＿ —— （ｍｍ／ｍ）１＋Ｚ２）（ｃｔｇａ１一ｃｔｇａ２）、 （２） ｂ）ｈ＝ｌｃｔｇａ１一／ｔｇ（９０一 ２）（图１ｂ） ｃ）ｈ＝ｌｔｇ（ ２—９０）一ｈｇ（ 一９０）（图１ｃ）以上３ 式可归并为 ｈ＝ｌｃｔｇａ１一ｌｃｔｇａ２＝１（ｃｔｇａｌ—ｃｔｇａ２） ： 与ｆ 可从全站仪上测点读得， 与ｚ：可从全 站仪下测点读得，△通过钢尺从司尺方便的测点获 得。 （１） ａ） ｂ、 ｃ 图１ 全站仪检测立柱垂直度示意图 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｉｎｇ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｂｙ Ｔｏｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ 图２下测点检测示意图 Ｆｉｇ．２ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｅｌｏｗ ｐｏｉｎｔ ２检测步骤 ｌｍｍ），将、和记录下来； ２．５ 按以上步骤在３个不同的方向分别检测竖直 检测立柱竖直度应避开高温、严寒和大风天气， 度，选取较大者所在的方向再检测两次，求取较大竖 以免在特殊环境下造成全站仪数据误差。用全站仪 直度所在方向的３个竖直度的平均值，作为检测结 检测立柱竖直度的步骤简述为以下（以ＧＴＳ一６ｌＯＡＦ 果。计算结果精确到０．１ｍｍ／ｍ。 全站仪为例）。 ２．１ 仪器准备，包括全站仪、棱镜、钢尺，温度计 等； ２．２ 选择地势相对平坦、视线好的地方安置全站 仪，并整平； ２．３ 将棱镜置于立柱上部面向全站仪的一侧，并 紧贴至立柱，用全站仪对准棱镜，固定下盘制动钮， 读取竖直角，准确至０．０１度，并由全站仪自动求得 上测点水平距离，准确至０．００１ＩＴＩ，并记录和，见表１； ２．４ 由于立柱倾斜，在同一垂直面上（即不松动下 盘制动钮，，向下旋转物镜）检测立柱底部竖直角和 水平距离时，其测点可能落不到立柱上，而是落在虚 处，见图２，那么将棱镜立杆紧贴立柱，然后检测立柱 下测点对应“虚点”的竖直角和水平距离，同时用钢 图３偏差（绝对值）分布图 Ｆｉｇ．３ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｖｉａｔｅｓ ３ 误差分析 用锤球法和全站仪法对山西离（石）军（渡）高 尺测得立柱下测点到棱镜的水平偏差（准确至０． １７０ 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 ２００９年 速公路沿线ｌ５根标志牌立柱竖直度进行了检测，见 ｌ０次平行检测，见表３，比较了其检测品质 ＂。 表２。另外还用两种方法对２号和ｌ５号立柱进行了 表１ 交通标志立柱竖直度检测记录表 Ｔａｂ．１ Ｒｅｃｏｒｄ ｆｏｒｍａｔ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｒａｇｉｃ ｓｉｇｎ ｐｏｓｔ 表２交通标志立柱竖直度检测数据 Ｔａｂ．２ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆｔｒＫ￣ｃ ｓｉｇｎ ｐｏｓｔ 表３锤球法与全站仪法检测数据之比较 Ｔａｂ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｄａｔｅ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ Ｈａｍｍｅｒ ａｎｄ Ｔ０ｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ 第３期 牛玺荣等： 用全站仪检测交通标志立柱竖直度 １７ｌ 由表２可看出，用锤球法和全站仪法检测结果， 志立柱，通过竖直度检测分析，认为全站仪法是１种 其正负偏差分别约占一半，说明全站仪法与锤球法 适用、方便、快捷的检测方法，并且具有较高的可靠 具有同样的可靠性。偏差值大部分分布在０．２ｍｍ／ｍ 度和准确性，可以用以施工质量分析和运营状况控 左右（见图），约占４０％，最小偏差（０ｍｍ／ｍ）和最大 制。由于全站仪法检测立柱竖直度只是本文的１种 偏差（０．４ｍｎｖ／ｍ）占６．７％。从２号和ｌ５号立柱竖 尝试，其实用性还需进一步验证和修正，其方法可用 直度检测结果可看出（表３），全站仪法检测数据的 于施工过程质量控制，竣（交）工验收应以锤球法为 均方差比锤球法要小，全站仪法的检测品质较高，说 准。 明在不考虑系统效应的情况下全站仪法的可信度要 参考文献： 高于锤球法，说明用全站仪法检测立柱竖直度是可 ［１］ 胡娟娟，范赢，王曦光，等．浅谈交通标志施工质量的控 信、可靠的。 ４检测注意事项 在检测交通标志立柱过程中，为了减小检测误 差，应注意以下事项。 ４．１应选择在无风、无雨雪的天气，这样可以减小 环境对全站仪带来的读数误差。 ４．２在检测时，应通过全站仪选择竖直度大的１侧 作为竖直度检测的１侧。 ４．３对检测结果有异议时，应用锤球法检验数据的 准确程度。 ４．４应分析检测结果的误差。 ５ 结语 对于设置在检测条件较差的山区公路的交通标 制［Ｊ］．北方交通，２００８（７）：，１８—１９． ［２］ 中华人民共和国行业标准．公路工程质量检验评定标 准（ＪＴＧ １７８０／１—２００４）［ｓ］．北京，人民交通出版社， ２００４：１２４—１２５． ［３］ 赵一飞，许娅娅．公路几何线形检测技术［Ｍ］．北京，人 民交通出版社，２００４：６８—７１． ［４］ 王勃慧．全站仪及测距全站仪使用方法浅谈［Ｊ】．西部 探矿工程，２００８（３）：２１—２３． ［５］ 钟孝顺，聂让，贺国宏．测量学［Ｍ３．北京，人民交通出 版社，１９９７：７９～９０． ［６］ 苏德基．高层建筑竖直度控制［Ｊ］．测绘工程，１９９８（３）： １Ｏ一１３． ［７］ 钱政，王中宇，刘桂礼．测试误差分析与数据处理［Ｍ］． 北京，北京航空航天大学出版社，２００８：１０５—２０４．
