淺議橋梁施工測量技術(shù)

摘要：橋梁施工過程中的測量技術(shù)對于橋梁的建設(shè)質(zhì)量有著非常重要的影響，隨著科技的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展，橋梁的建設(shè)工藝也發(fā)生了極大地轉(zhuǎn)變，對于橋梁的測量技術(shù)更是提出了全新的要求。在具體的施工過程中，要通過建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，立體、多面化的為具體的施工過程提供控制點(diǎn)的參考。在橋梁后期的運(yùn)營過程中，還應(yīng)該對橋梁的垂直與水平位移以及撓度變化進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。

關(guān)鍵詞：橋梁施工 測量技術(shù) 平面控制網(wǎng) 高程控制網(wǎng)

1 概述

測量工作是橋梁建設(shè)過程中非常重要和關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它對整個(gè)橋梁工程的質(zhì)量有著非常大的影響，現(xiàn)代社會(huì)橋梁建設(shè)越來越向大跨度的方向發(fā)展，測量工作也顯得更加的復(fù)雜，在橋梁施工過程中，如何保證橋梁測量工作的準(zhǔn)確性，是擺在技術(shù)測量技術(shù)人員面前的一個(gè)重要的問題。橋梁測量工作具體來說是對橋梁各個(gè)部位的定位以及放樣，保證橋梁的建設(shè)位置和尺寸符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求。

隨著科技的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展，橋梁建設(shè)的工藝也發(fā)生了極大地轉(zhuǎn)變，對于橋梁的測量技術(shù)更是提出了全新的要求。由于在橋梁的施工階段，對建筑物的放樣是測量工作的重中之重，所以，首先應(yīng)該要建立施工平面的網(wǎng)點(diǎn)以及高程控制的網(wǎng)點(diǎn)，主要為包括橋梁中線、基礎(chǔ)樁、墩臺(tái)等各項(xiàng)基礎(chǔ)建筑項(xiàng)目的放樣做準(zhǔn)備。如果建設(shè)項(xiàng)目處于深水河道則必須采用測角網(wǎng)以及邊角網(wǎng)等設(shè)施來建立有關(guān)的平面控制，在深水河道，測量人員也可以利用GPS技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的定位與分析，為建立一個(gè)準(zhǔn)確的平面控制網(wǎng)點(diǎn)打基礎(chǔ)。如果是在建立有關(guān)高程控制網(wǎng)的過程中，為了使兩岸的高程基準(zhǔn)一致，則必須要進(jìn)行跨河的水準(zhǔn)測量，在這個(gè)過程中，就需要借助水準(zhǔn)儀傾斜螺旋法以及經(jīng)緯儀傾角法和光學(xué)測微法等測量方法進(jìn)行準(zhǔn)確的觀測。

為了保障橋體的行車安全，在橋梁的運(yùn)營過程中，應(yīng)該對墩臺(tái)沉陷與位移的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握。在對墩臺(tái)沉陷進(jìn)行觀測的過程中，需要采用非常精密的水準(zhǔn)測量儀，而在對墩臺(tái)水平位移進(jìn)行觀測的過程中，則需要利用視準(zhǔn)線法和波帶板激光準(zhǔn)直法。在橋梁運(yùn)營初期，這種測量需要頻繁進(jìn)行，而在后期，則可以適當(dāng)增長周期。

2 如何建立準(zhǔn)確而有效的施工控制網(wǎng)點(diǎn)

在進(jìn)行橋梁建設(shè)過程中，施工控制網(wǎng)點(diǎn)的建立對于橋梁的有效測量具有非常重要的意義，如果施工網(wǎng)點(diǎn)建立的有效而準(zhǔn)確，不僅可以為后期具體測量做好了準(zhǔn)備，還為施工過程中的放樣與變形監(jiān)測打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近些年來，橋梁建設(shè)的工藝越來越復(fù)雜化，建設(shè)規(guī)模和跨度也在不斷的擴(kuò)大，橋梁結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了許多新穎的表現(xiàn)形式，橋面增高，而建設(shè)周期也同時(shí)在不斷地拉長。這些變化給橋梁建設(shè)前期的施工控制網(wǎng)點(diǎn)工作的建立帶來了新的挑戰(zhàn)，也促使控制網(wǎng)點(diǎn)的建立在近些年的不斷地推陳出新。

眾所周知的是，施工控制網(wǎng)主要包括平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。兩種控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以在橋梁建設(shè)過程之前，以立體、多面化的方式為具體的施工過程提供控制點(diǎn)的參考。平面控制網(wǎng)的建立一般通過三角網(wǎng)的方式來取得，在科技發(fā)展越來越成熟的今天，GPS技術(shù)也被廣泛的的運(yùn)用到橋梁建設(shè)過程中，為平面控制網(wǎng)的有效形成提供了技術(shù)支持。有關(guān)平面控制網(wǎng)的具體特型和精度，一般都是根據(jù)工程具體布局和特點(diǎn)制訂的。為了保證工程施工的的精度，也為了給后期的放樣工作提供方便，在進(jìn)行平面施工控制網(wǎng)的建立時(shí)，需要將其投影到對應(yīng)的高程控制面上。由于最近幾年內(nèi)，橋梁建設(shè)的施工工期越來越長，控制網(wǎng)的各個(gè)標(biāo)點(diǎn)的建立，必須要在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上建立，如果是在松軟地區(qū)建立控制標(biāo)點(diǎn)，則必須要在該點(diǎn)埋設(shè)鋼管，用來提高控制點(diǎn)的相對穩(wěn)定性。

精密水準(zhǔn)測量法是在高程控制網(wǎng)建立過程中運(yùn)用的較為普遍的一種測量方法。在進(jìn)行高程控制網(wǎng)點(diǎn)的建立過程中，為了使河流兩岸的高程系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)保持一致，就必須要采用跨河水準(zhǔn)測量。如果高程控制網(wǎng)平差，只需要選用某一岸的一個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)即可；當(dāng)河流兩岸都有高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，而在檢測之后確認(rèn)其不存在系統(tǒng)差時(shí)，才能將其都作為已知點(diǎn)使用。[1]

當(dāng)然，在現(xiàn)代社會(huì)橋梁建設(shè)的控制網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)過程中，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活處理，譬如說大型的橋梁建設(shè)施工網(wǎng)通常情況下都會(huì)分為兩級(jí)進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)。整橋和與之相關(guān)的重要的附屬工程作為首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，而橋梁工程的局部位置則可列為二級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行布局。通常情況下，首級(jí)施工控制網(wǎng)需要在橋梁施工前期就必須布設(shè)完畢，方便橋梁施工過程中的使用，而二級(jí)加密網(wǎng)則可以在施工進(jìn)行的過程中，根據(jù)其進(jìn)度和相關(guān)的具體問題進(jìn)行布設(shè)。值得注意的一點(diǎn)是，橋梁建設(shè)對于控制網(wǎng)的精度要求一般都比較高，為了保證測量成果的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行二級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)過程中，都應(yīng)該預(yù)留出一個(gè)點(diǎn)位的穩(wěn)定期，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

由于測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、測量方式較為快捷方便，因此，GPS技術(shù)在近些年來的橋梁控制網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)過程中運(yùn)用的越來越普遍，值得注意的一點(diǎn)是，由于GPS技術(shù)的特殊性，因此，在利用它來建立相關(guān)的施工控制網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，必須保證點(diǎn)位附近的天空開闊度，且沒有電波的輻射和反射源。其次，由于在橋梁施工過程中，大多數(shù)斗采用的是全站儀，所以必須保證兩個(gè)控制點(diǎn)之間一直處于通視狀態(tài)，而相對于一些重要的控制點(diǎn)，則必須保證兩個(gè)以上控制點(diǎn)的通視。

3 GPS(RTK)技術(shù)在施工放樣過程中的運(yùn)用

前方交會(huì)法和距離交會(huì)法是在橋梁的施工放樣過程中運(yùn)用的較為普遍的兩種方法，但在全站儀越來越普遍的運(yùn)用，橋梁施工的放樣工作都借助于全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行完成。它主要通過鋼尺來丈量核放樣點(diǎn)之間的相對關(guān)系，對于一些基礎(chǔ)樁的放樣工作來講，GPS(RTK)技術(shù)則是一種較為理想的工具。[2]

與其他的放樣工具相比，GPS(RTK)技術(shù)具有一種天然的優(yōu)勢。包括全站儀測量儀在內(nèi)的測量方法，對于測量過程中的各方面要求較為復(fù)雜，既要控制點(diǎn)的通視狀態(tài)，測量過程費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，最為主要的精度結(jié)果還不均勻，而GPS(RTK)技術(shù)則不需要在通視的狀態(tài)下就可以完成，并且不會(huì)產(chǎn)生誤差的累積。相對于其他的放樣測量方法，GPS(RTK)技術(shù)能夠高效、快速的完成測量和放樣任務(wù)。

4 幾種常用的變形監(jiān)測手法

在橋梁的變形監(jiān)測過程中垂直位移監(jiān)測、水平位移監(jiān)測和撓度觀測三種檢測方法，運(yùn)用的較為普遍。

垂直位移監(jiān)測是指通過定期的對布設(shè)在橋墩臺(tái)上的觀測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，來求得觀測點(diǎn)的高程，然后再利用不同時(shí)期觀測點(diǎn)的高程來計(jì)算出橋梁墩臺(tái)的位移數(shù)值。垂直位移監(jiān)測主要有精密水準(zhǔn)測量、三角高程測量、液體靜力水準(zhǔn)測量、壓力測量法和GPS測量。在具體的測量過程中，應(yīng)該根據(jù)橋墩觀測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，來判斷應(yīng)該使用哪種檢測方法。

水平位移監(jiān)測的相關(guān)測量方法的選擇應(yīng)該與橋梁的結(jié)構(gòu)有著緊密的關(guān)系?；鶞?zhǔn)線法以及測小角法比較適合直線形橋梁，而三角測量法、交會(huì)法以及導(dǎo)線測量法則比較適合于曲線橋梁。測量人員應(yīng)該根據(jù)橋梁的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)而選擇適用的水平位移測量方法。

建成的橋梁在營運(yùn)過程中，必然會(huì)因?yàn)椴粩嗟爻惺莒o荷載和動(dòng)荷載而產(chǎn)生撓曲變形，而撓曲變形的度數(shù)也對橋梁的質(zhì)量存在很重要的參考價(jià)值，所以，在橋梁交付使用之前或者已交付使用之后，需要進(jìn)行定期的撓度測量。橋梁的撓度測量是橋梁質(zhì)量檢測的重要組成部分。由于靜荷載和動(dòng)荷載對于橋梁的承受力和撓曲度影響不同，所以，橋梁的撓度觀測也應(yīng)該分為靜荷載撓度觀測和動(dòng)荷載撓度觀測。

在進(jìn)行靜荷載撓度觀測的過程中，需要測定橋梁的自重與構(gòu)件安裝誤差引起的橋梁的下垂量，而動(dòng)荷載撓度測量主要針對的是當(dāng)車輛通過橋梁時(shí)，橋梁因?yàn)槠渲亓亢蜎_量雙重作用量而引發(fā)的撓曲變形量度。[3]懸錘法、經(jīng)緯儀直接測量法、水準(zhǔn)儀逐點(diǎn)測量法和攝影測量方法是在近些年來普遍運(yùn)用的橋梁撓度測量法，而具體的使用方法還應(yīng)該依據(jù)測量過程中的現(xiàn)實(shí)情況而定。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳建平，高永剛，謝波.特大型橋梁施工測量技術(shù)綜述[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（9）.

[2]邱向東.淺談橋粱工程的測量檢查檢測[J].江西測繪，2009.（4）.

[3]陳小燕，楊國紅.淺談橋梁測量技術(shù)[J].當(dāng)代水利工程，2010，（7）.