公路橋梁工程測量與測繪技術(shù)的應(yīng)用

盧 燚 龍叔林 卞振羽 楊 鑫 四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 前言

在公路橋梁建設(shè)過程中，有效地開展測量與測繪技術(shù)應(yīng)用是必要的，作為新時期的相關(guān)工作人員，要提高工作認(rèn)識，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體測量與測繪方法，科學(xué)開展技術(shù)應(yīng)用分析，不斷制定完善的測量與測繪應(yīng)用方案，進(jìn)一步為公路橋梁工程建設(shè)開展提供有效保障。

2 公路橋梁測量技術(shù)

2.1 公路橋梁測量內(nèi)容

對公路橋梁工程的測量作業(yè)，主要分為如下幾個部分：考察設(shè)計階段、施工推進(jìn)階段以及復(fù)查核驗工作。每個階段的工作都存在客觀差異，均有不同的重點(diǎn)落實(shí)。而為了后續(xù)工程的順利推進(jìn)，加強(qiáng)基地的勘察是核心。對公路橋梁而言，考察的因素需求較多，首先是整個施工環(huán)境的考察，確定當(dāng)?shù)丨h(huán)境是否存在不穩(wěn)定因素，是否會對橋梁的整體使用帶來負(fù)面影響，并對此出具專門的預(yù)設(shè)方案，以備出現(xiàn)突發(fā)情況。在具體施工的過程中，測量與復(fù)核是必不可少的環(huán)節(jié)。由于施工中會出現(xiàn)方案的優(yōu)化、完善，都需要數(shù)據(jù)作為支撐依據(jù)。測量工作需求一線員工與測量職能人員的良好配合，才能達(dá)到最佳效果。

2.2 做好工程測量基準(zhǔn)點(diǎn)控制

對橋梁工程的通行需求來看，首級控制基點(diǎn)需要經(jīng)由當(dāng)?shù)氐穆毮懿块T，向承建單位預(yù)先承擔(dān)計算，承建單位則需要進(jìn)行復(fù)核，并將數(shù)字化的報告遞交給第三方的監(jiān)理單位，如果出現(xiàn)誤差則需要經(jīng)由第三方進(jìn)行核準(zhǔn)，才能保證基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確無誤，保證橋梁的穩(wěn)定性。

2.3 承臺測量放樣

橋梁尤其是規(guī)模較大、通行需求量高的橋梁，都需要較大的坑基作為支持，因此需要準(zhǔn)確計算高程點(diǎn)的位置，對其做好指導(dǎo)工作。在完成坑基的開挖以后，利用水準(zhǔn)儀判斷樁基頂面的高程，在此之后則可以進(jìn)行樁頭的破除，將成樁的中心位置測量出來。對于承臺底部四個角點(diǎn)的測量則應(yīng)使用全站儀，同樣，在測量出數(shù)據(jù)后需要給予第三方的監(jiān)理人員進(jìn)行復(fù)核與審查，只有保證準(zhǔn)確無誤的前提下，才能進(jìn)行下一階段的施工。

2.4 測量技術(shù)應(yīng)用流程

GPS、水準(zhǔn)儀及全站儀在道路縱橫斷面測量中的應(yīng)用（以現(xiàn)狀道路測量為例，縱橫斷面測量范圍只考慮現(xiàn)狀路面）。

（1）采用儀器：GPS（控制點(diǎn)）、水準(zhǔn)儀（斷面、散點(diǎn)）、全站儀（斷面、散點(diǎn)、地形）；

（2）控制點(diǎn)布設(shè)原則：選點(diǎn)：地勢開闊，無信號干擾源存在，易于施測和長期保存；數(shù)量：以滿足地形修測、斷面測量為原則，平面點(diǎn)最少不低于3點(diǎn)，高程點(diǎn)不低于1點(diǎn)；間距：平面點(diǎn)應(yīng)兩兩通視，一般100m～200m，主要考慮平面測量的需要布設(shè)，高程點(diǎn)無通視要求，主要考慮高程數(shù)據(jù)引測需要布設(shè)。

（3）主要流程：①接受任務(wù)；②解讀設(shè)計要求，對細(xì)節(jié)及不明了部分與設(shè)計人員進(jìn)行溝通確認(rèn)；③收集相關(guān)資料，如水準(zhǔn)點(diǎn)、最新地形圖、以前做過資料等，根據(jù)項目要求及現(xiàn)有資料情況決定是否實(shí)地踏勘；④制定測量方案，包括技術(shù)方法、儀器選用，人員配置、測量時間等；⑤布設(shè)控制點(diǎn)（包括測量）；⑥按設(shè)計樁號對道路樁號進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定；⑦平面地形修測及縱橫斷面測量；⑧外業(yè)結(jié)束。

（4）內(nèi)業(yè)原始GPS 數(shù)據(jù)處理流程及注意事項（以千尋賬號采集數(shù)據(jù)為例）：①檢查原始數(shù)據(jù)中各項參數(shù)正確性及精度，處理參數(shù)異常的數(shù)據(jù)及剔除粗差數(shù)據(jù)；②按測繪院精化平臺格式要求制作擬合文件，并擬合；③利用擬合高程替換原始數(shù)據(jù)中高程數(shù)據(jù)；④利用千尋數(shù)據(jù)改正常數(shù)，修正千尋平面及高程數(shù)據(jù)；⑤修正后數(shù)據(jù)與測繪院數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核；⑥按點(diǎn)號，Y，X，Z 格式制作DAT 展點(diǎn)文件，并展點(diǎn)到Autocad地形圖中繪制[1]。

2.5 公路橋梁測量技術(shù)與測繪技術(shù)應(yīng)用的意義

根據(jù)目前我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的現(xiàn)狀來看，公路橋梁建設(shè)是關(guān)乎于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)建設(shè)項目，同時也影響著公路輸送行業(yè)的發(fā)展。為進(jìn)一步提高公路橋梁工程建設(shè)的整體效益，需要重點(diǎn)探明路橋工程結(jié)構(gòu)的承載能力，針對其中存在的數(shù)據(jù)問題進(jìn)行測量。公路橋梁問題的主要成因有以下幾點(diǎn)：①建設(shè)時間較早的公路橋梁工程在建設(shè)形式和方法方面較為老舊，無法全面兼顧各環(huán)節(jié)、各方面的承載效果，可能導(dǎo)致解耦股設(shè)計不合理，存在施工與設(shè)計中的差異，造成一定的安全或質(zhì)量隱患；②受自然環(huán)境因素影響，其中溫度的轉(zhuǎn)變影響較為明顯，可能引發(fā)各種路橋工程病害；③公路橋梁工程在承載能力與構(gòu)造穩(wěn)定性方面存在一定不足，難以滿足交通輸送的基本要求。

3 公路橋梁工程開展中存在的問題

3.1 部分領(lǐng)導(dǎo)者的思想認(rèn)知不足

從大多數(shù)地區(qū)的公路橋梁工程現(xiàn)狀來看，一些領(lǐng)導(dǎo)思想認(rèn)識不足。他們?nèi)匀谎赜门f的管理方法和管理理念，在施工過程中沒有充分運(yùn)用測量技術(shù)與測繪技術(shù)，導(dǎo)致很多細(xì)節(jié)難以發(fā)現(xiàn)，整體施工質(zhì)量無法得到有效保證。此外，測試和測量技術(shù)與測繪技術(shù)體系沒有得到有效的制定和實(shí)施，導(dǎo)致測試和檢測沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。工作人員往往根據(jù)主觀判斷和想法進(jìn)行檢測，不利于各工作環(huán)節(jié)的對接和整體施工水平的提高。

3.2 工作流程不規(guī)范

目前，公路橋梁工程中的測量技術(shù)與測繪技術(shù)存在嚴(yán)重的非標(biāo)準(zhǔn)工作流程。不同的單位有不同的檢測手段和方法，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)，最終導(dǎo)致檢測檢測結(jié)果缺乏可靠性和真實(shí)性，各單位的檢測結(jié)果不能被普遍認(rèn)可。一些員工認(rèn)為公司現(xiàn)有的測試和測量技術(shù)與測繪技術(shù)不合理。他們根據(jù)自己的想法進(jìn)行測試和檢測，造成人為因素的影響，導(dǎo)致偏差。還有一些工人在選擇測試和測量技術(shù)與測繪技術(shù)時，沒有全面考慮項目的實(shí)際情況，導(dǎo)致技術(shù)選擇的偏差和檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。

3.3 對原材料缺乏系統(tǒng)的控制

中國的公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對公路橋梁的質(zhì)量有嚴(yán)格的要求。因此，在公路橋梁施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格要求建筑材料，并制定相應(yīng)的建筑材料領(lǐng)用制度。但是，在分析施工現(xiàn)場的相關(guān)規(guī)定時發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)施工現(xiàn)場并沒有及時記錄采購的原材料，原材料的質(zhì)量無法保證，如果采購的原材料質(zhì)量有問題，并應(yīng)用在施工中，為工程埋下安全隱患。再有，為了盡可能降低經(jīng)濟(jì)成本，在采購原材料的過程中，選擇效果相同但質(zhì)量較差的原材料。因而增加了公路橋梁工程的安全風(fēng)險，降低了施工質(zhì)量[2]。

4 測量技術(shù)與測繪技術(shù)在公路橋梁工程中的具體應(yīng)用

4.1 水準(zhǔn)儀測量技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

為了盡可能出具準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，測量職能人員需要有效剔除外部因素對測量準(zhǔn)確性的影響。水準(zhǔn)儀在使用前必須要進(jìn)行校準(zhǔn)，并經(jīng)過專業(yè)人員的調(diào)配和分析。在每次到達(dá)施工點(diǎn)具體使用前，都要進(jìn)行二次精度校準(zhǔn)，對于兩個臨近的水準(zhǔn)點(diǎn)，則需要執(zhí)行閉合測量作業(yè)。而對于部分關(guān)鍵性位置，需要進(jìn)行閉合、二次復(fù)核，只有保證其關(guān)鍵點(diǎn)的位置準(zhǔn)確，才能為數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供支持。對水準(zhǔn)儀的使用規(guī)范，必須要對當(dāng)時環(huán)境即公路的水準(zhǔn)度有一定的要求，如果當(dāng)時區(qū)域的地貌較為復(fù)雜，需要規(guī)避水準(zhǔn)儀的使用。近年來，伴隨我國公路橋梁等施工技術(shù)的進(jìn)步和完善，水準(zhǔn)儀成為輔助設(shè)備。目前使用較為寬泛的是全站儀和GPS等輔助設(shè)備，能夠借助測位器和水準(zhǔn)尺等其他高精度、對環(huán)境需求較低的設(shè)備，借助GPS 作為終端了解到公路的各項數(shù)據(jù)，并且伴隨以自動化生成、校準(zhǔn)的模式，能夠保證測量的進(jìn)度進(jìn)一步提升[3]。

4.2 全站儀測量技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

目前我國公路橋梁測量過程中，全站儀的使用比率最高，其適用的地形也較多。全站儀的優(yōu)勢在于，只需要完成第一次的架設(shè)后，即可完成全方位的計算和考察，明確包括角坐標(biāo)、垂直坐標(biāo)等多個數(shù)據(jù)，完成高精度測量。并且全站儀由于能夠連通互聯(lián)網(wǎng)，因此能夠在測量的同時自動化完成報告，對距離較長、高度較高的橋梁測量更為便利。對待長度跨度較大的公路橋梁測量工作，測量人員需要明確導(dǎo)線點(diǎn)的位置，并盡可能地多設(shè)幾個導(dǎo)線點(diǎn)，才能更好地對工程的控制點(diǎn)分布作為支持，將施工網(wǎng)的控制達(dá)到最佳效果。此外，盡管目前全站儀的測量準(zhǔn)度較高，但其完成測量后仍然需要進(jìn)行二次復(fù)核，并且結(jié)合實(shí)際狀態(tài)組織監(jiān)理人員進(jìn)行審查。對控制點(diǎn)有加密需求的位置測量，可以借助全站儀進(jìn)行三角測量法，保證精度的同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。

4.3 GPS-RTK測量技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

GPS-RTK 技術(shù)是一類新興的測量方法，該技術(shù)是一類補(bǔ)充技術(shù)，能夠在全站儀的使用基礎(chǔ)上進(jìn)行輔助，真正適應(yīng)全天候、全地形的不同需求的高精度測量。

4.3.1 靜態(tài)GPS測量技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

在使用靜態(tài)GPS的處理方法前，施工人員需要做好如下的準(zhǔn)備工作：首先預(yù)設(shè)完整的GPS 控制網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合施工的具體規(guī)范和預(yù)設(shè)方案，選擇契合度最高的控制網(wǎng)圖線，并做好長度的控制，確?？刂凭W(wǎng)一次性架設(shè)到位。在GPS網(wǎng)絡(luò)設(shè)置完畢后，需要進(jìn)行測試工作，保證各個測量點(diǎn)的準(zhǔn)確性，再進(jìn)行統(tǒng)一的測量、計算任務(wù)。在不同數(shù)據(jù)匯總過后，再使用計算機(jī)做好數(shù)據(jù)統(tǒng)籌處理。相較于動態(tài)的測量方法，靜態(tài)GPS由于受到環(huán)境影響相對較小，因此其精度和準(zhǔn)確性更強(qiáng)，適用于大型公路橋梁的建設(shè)支持。

4.3.2 RTK測量技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

RTK 的動態(tài)測量技術(shù)，又被業(yè)內(nèi)稱之為動態(tài)分差測量方法，其技術(shù)原理是通過“載波相位”的動態(tài)化變化，進(jìn)行分析計算獲得坐標(biāo)位置。RTK 技術(shù)大多需要外部人工的支持，需要技術(shù)人員手持相應(yīng)的設(shè)備，在天氣、環(huán)境等因素影響較小的前提下準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)結(jié)果。RTK 技術(shù)的測量極限在10km，超出該記錄則需要多架設(shè)基站[4]。

4.4 SRV系統(tǒng)的應(yīng)用

在道路橋梁施工的規(guī)劃和設(shè)計階段，使用SRV系統(tǒng)進(jìn)行測繪，一旦完成并收集了斷點(diǎn)的坐標(biāo)和屬性，即可根據(jù)軟件屬性單擊一次繪制地形圖，從而確保了繪圖的準(zhǔn)確性并提高了效率，為了在橋梁工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計和管理方面做出決策，需要進(jìn)行科學(xué)研究和事先對項目進(jìn)行全面評估，以便提供充分的地理信息。在綜合橋梁設(shè)計和整體系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)，確保道路橋梁數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

4.5 無線電測量技術(shù)與測繪技術(shù)

這一技術(shù)需要以公路橋梁工程的建設(shè)目標(biāo)，以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，多數(shù)工程項目都采用鋼結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)主體，但針對公路橋梁工程來說，經(jīng)過長時間的使用，結(jié)構(gòu)承載力可能高出標(biāo)準(zhǔn)范疇，若在這一條件下繼續(xù)應(yīng)用，可能會對結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重?fù)p傷，甚至嚴(yán)重時還會造成路段垮塌等事故，對人們的出行安全帶來威脅。針對公路橋梁整體性能的檢測，無線電測量技術(shù)與測繪技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛，能夠精確找出公路橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力波，在檢測期間無線電測量技術(shù)與測繪技術(shù)能夠利用設(shè)備發(fā)出無線電波，回收的信息數(shù)據(jù)會傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備中，工作人員只需要分析設(shè)備中的信息數(shù)據(jù)就能了解到公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的基本情況，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，從而采取針對性的解決方案，檢測的效率與準(zhǔn)確性都相對較高。無線電測量技術(shù)與測繪技術(shù)尤其適合預(yù)測橋梁工程使用壽命方面，將公路橋梁工程建設(shè)方案與設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行比對分析，根據(jù)無線電檢測結(jié)果進(jìn)行比對分析，幫助工作人員精準(zhǔn)把握工程的使用壽命和結(jié)構(gòu)損傷情況，為后續(xù)的維護(hù)工作打下良好基礎(chǔ)。

4.6 技術(shù)應(yīng)用后的總結(jié)

在公路橋梁測量技術(shù)與測繪技術(shù)應(yīng)用完畢后，也要對檢測工作的開展流程和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析，分析內(nèi)容通常包括很多，如本地質(zhì)條件、人文條件下如何做好人員配置與技術(shù)應(yīng)用的調(diào)整等，不同地區(qū)具有社會條件和人文條件、自然條件的差異，公路橋梁的建設(shè)能否滿足當(dāng)?shù)厝藗兂鲂行枨?、能否適應(yīng)自然環(huán)境等，都可能會影響工程的建設(shè)質(zhì)量與使用壽命，因此做好測量技術(shù)與測繪技術(shù)應(yīng)用后的總結(jié)工作，可以為以后的檢測工作帶來一定借鑒，提高單位的檢測水平。

4.7 創(chuàng)新技術(shù)形式

隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷發(fā)展，現(xiàn)代公路橋梁工程與過去相比有了很大的進(jìn)步，使用壽命更長，功能更加豐富，滿足了人們的日常生活需要。因此，建設(shè)單位的檢測測量技術(shù)與測繪技術(shù)也應(yīng)與時俱進(jìn)，加強(qiáng)創(chuàng)新，確保其能夠滿足新時期公路橋梁工程的檢測需求。首先，要不斷引進(jìn)新的測量技術(shù)與測繪技術(shù)和高端檢測設(shè)備。有關(guān)部門要根據(jù)市場和工程需要，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化質(zhì)量檢驗，優(yōu)化檢測項目和標(biāo)準(zhǔn)，確保符合建材要求。其次，要建設(shè)一支高素質(zhì)的人才隊伍。建設(shè)單位要積極引進(jìn)人才，加強(qiáng)人才投入，改善人才待遇，鼓勵他們開展學(xué)術(shù)研究，提供平臺和資金支持，培養(yǎng)和創(chuàng)新能力，最終推動測量技術(shù)與測繪技術(shù)的升級和優(yōu)化，這對建筑企業(yè)的未來發(fā)展具有關(guān)鍵價值。同時，要不斷完善新時期的管理機(jī)制，加強(qiáng)公路橋梁工程檢測新技術(shù)的管理，實(shí)行技術(shù)分類。對于不同類型的工程項目，應(yīng)選擇不同的檢測方法和技術(shù)，以確保施工質(zhì)量和人員的安全出行。

5 結(jié)束語

在公路橋梁建設(shè)過程中，測量技術(shù)與測繪技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中也需要進(jìn)行分類選擇，將測量技術(shù)與測繪技術(shù)的分類作為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)踐分析，了解技術(shù)的應(yīng)用原理、適用范圍、應(yīng)用要點(diǎn)等，從而保證測量技術(shù)與測繪技術(shù)的適用性，在公路橋梁工程檢測中充分發(fā)揮作用。