楊志斌 林磊

摘要：我國(guó)公路橋梁事業(yè)近幾年來(lái)發(fā)展迅速，但由于其工程具有獨(dú)特性，因此對(duì)于工程施工的速度和精度都有更高的要求，測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)在整個(gè)公路橋梁工程中都得以體現(xiàn)，因此對(duì)于其測(cè)量?jī)x器的精密度與準(zhǔn)確性要求也更高，而伴隨科技的發(fā)展，測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)近幾年來(lái)也發(fā)展迅速，本文對(duì)在公路橋梁工程建設(shè)中測(cè)量、測(cè)繪起到的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，重點(diǎn)對(duì)測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望未來(lái)我國(guó)的公路橋梁事業(yè)可以發(fā)展的更好。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁工程;測(cè)量技術(shù);測(cè)繪技術(shù)

公路橋梁工程因其具有橋墩高、橫跨度大、施工類型繁雜等特點(diǎn)，因此對(duì)于橋梁架設(shè)速度以及精密度要求較嚴(yán)苛，同時(shí)公路橋梁工程對(duì)于測(cè)量、測(cè)繪自動(dòng)化要求極高，以往的儀器已無(wú)法滿足其需求。這時(shí)新的測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)隨著科技的發(fā)展逐漸被廣泛應(yīng)用，這些新興技術(shù)在作業(yè)方式以及技術(shù)手段等方面都與以往不同，而正是這些技術(shù)的興起也意味著公路橋梁工程走進(jìn)了又一個(gè)階段。

1.公路橋梁工程中測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)的作用

測(cè)繪技術(shù)是結(jié)合測(cè)量與繪圖的一個(gè)內(nèi)容豐富的測(cè)繪體系，其中包括測(cè)繪儀器、測(cè)繪的發(fā)展與形成史、遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、GPS以及數(shù)字化測(cè)圖等等。而當(dāng)測(cè)繪技術(shù)具體應(yīng)用于公路橋梁施工中時(shí)，則是利用對(duì)公路橋梁進(jìn)行地質(zhì)勘查，并結(jié)合實(shí)際地貌進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而采取最為合適的施工方法，并在工程結(jié)束后定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)檢查的一個(gè)過(guò)程。

在進(jìn)行公路橋梁建設(shè)時(shí)，在項(xiàng)目施工前測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用較為突出，想要獲取施工地點(diǎn)的基本情況就需要相應(yīng)數(shù)據(jù)的支持，而利用地理信息系統(tǒng)則可快速獲取到所需要的內(nèi)容。并且可以通過(guò)對(duì)于地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊分析，同時(shí)施工地點(diǎn)的環(huán)境與地理空間等數(shù)據(jù)也可在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)找到相應(yīng)的模塊，高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持會(huì)給后續(xù)施工帶來(lái)極大的便利。測(cè)繪技術(shù)是一項(xiàng)貫穿于公路橋梁施工全過(guò)程的一項(xiàng)技術(shù)，初期的勘查為建設(shè)者提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，并且在公路橋梁設(shè)計(jì)之初，相關(guān)設(shè)計(jì)人員所依靠的數(shù)據(jù)都是前期測(cè)量所得，在設(shè)計(jì)過(guò)程中依據(jù)相應(yīng)的需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷采集，利用測(cè)繪技術(shù)不斷對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范加以完善，最終完成公路橋梁施工設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行實(shí)地施工環(huán)節(jié)時(shí)，利用測(cè)繪技術(shù)施工人員可以在施工過(guò)程中不斷進(jìn)行測(cè)量和比對(duì)，進(jìn)一步完善公路橋梁施工。公路橋梁施工完成后，還可利用測(cè)繪技術(shù)對(duì)后期的養(yǎng)護(hù)和檢查進(jìn)行定向跟蹤，特別是對(duì)于養(yǎng)護(hù)工作來(lái)說(shuō)，測(cè)繪技術(shù)所體現(xiàn)的價(jià)值更為明顯。公路橋梁養(yǎng)護(hù)從廣義上來(lái)說(shuō)是指為確保公路橋梁得以安全通車而采取的一些間接措施，比如建立相應(yīng)規(guī)章制度、完善檔案管理系統(tǒng)、設(shè)置專項(xiàng)應(yīng)急方案等等。而公路橋梁養(yǎng)護(hù)從狹義來(lái)講則是指對(duì)公路橋梁進(jìn)行相關(guān)檢查、評(píng)估、維修、鞏固等工作，以此使得公路橋梁可以長(zhǎng)期處于正常完好的狀態(tài)。建立公路橋梁檔案可以有助于對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，而收集地理數(shù)據(jù)信息可以不斷提高公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)，而在最后查驗(yàn)環(huán)節(jié)，要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)公路橋梁進(jìn)行分析研究，制訂出最為適用的加固養(yǎng)護(hù)方法。總之測(cè)繪技術(shù)貫穿于公路橋梁施工的全過(guò)程，同時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為日后公路橋梁建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)根柢，更有助于公路橋梁建設(shè)的發(fā)展。

2.測(cè)量、測(cè)繪工作在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

2.1橋梁測(cè)量?jī)?nèi)容

在對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)之初，首先要對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和勘測(cè)，從而對(duì)公路橋梁本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行掌握，也方便后續(xù)工作的順利開(kāi)展。因此測(cè)繪地形圖就成為了設(shè)計(jì)之初的首要工作，當(dāng)進(jìn)入具體施工階段要建立有效的公路橋梁控制網(wǎng)，對(duì)橋墩、橋臺(tái)、梁體結(jié)構(gòu)等實(shí)行施工放樣，保證公路橋梁施工的精準(zhǔn)度，同時(shí)還要對(duì)橋梁變形進(jìn)行觀測(cè)目的是為了橋梁可以有效安全運(yùn)營(yíng)。

2.2繪制大比例地形圖利用VRS系統(tǒng)

（虛擬參考站系統(tǒng)）簡(jiǎn)稱VRS系統(tǒng)，是利用GNSS基準(zhǔn)站對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)采取計(jì)算機(jī)處理從而得到的一種模擬的數(shù)據(jù)觀測(cè)值，其優(yōu)點(diǎn)是精準(zhǔn)度高，具備可靠性，一定程度上增加工作效率。采取VRS系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一臺(tái)GNSS接收機(jī)即可完成好幾臺(tái)GNSS接收機(jī)的任務(wù)，降低成本的同時(shí)工作效率也有大幅度的提升。以往的測(cè)圖方式要先做控制網(wǎng)，進(jìn)而進(jìn)行碎步測(cè)量，用VRS系統(tǒng)采集相應(yīng)碎部點(diǎn)屬性和坐標(biāo)即可利用繪圖軟件進(jìn)行地形圖的繪制，大大提高了工作效率。

2.3設(shè)計(jì)一體化系統(tǒng)在公路橋梁勘測(cè)中的應(yīng)用及建立

設(shè)計(jì)一體化在公路橋梁勘測(cè)中是利用當(dāng)代的信息條件來(lái)對(duì)以往公路橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)的一個(gè)換代，采用無(wú)人機(jī)對(duì)公路橋梁進(jìn)行航拍，并將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為影像，而后利用GPS技術(shù)獲取控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)最終完成繪制地形圖的工作。測(cè)繪技術(shù)中的遙感技術(shù)可將公路橋梁沿線的各種水文地質(zhì)信息進(jìn)行匯集，并能直接將所獲信息繪于遙感圖上，不僅勘測(cè)結(jié)果可以快速得到、資金投入也大大減少。將地質(zhì)、遙感信息及采集到的野外信息導(dǎo)入CIS（地理信息系統(tǒng)）中，即可對(duì)公路橋梁進(jìn)行初步設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工等一系列的操作，同時(shí)也為評(píng)估、勘測(cè)、立項(xiàng)等工作提供了信息技術(shù)支持。

3.測(cè)量、測(cè)繪工作在建設(shè)階段的應(yīng)用

3.1施工控制網(wǎng)的測(cè)量

公路橋梁因地理?xiàng)l件和所跨長(zhǎng)度的不同會(huì)直接影響控制網(wǎng)的測(cè)量，通常公路橋梁兩級(jí)需布設(shè)平面控制網(wǎng)，首級(jí)控制網(wǎng)采取GPS靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量用于對(duì)橋梁軸線進(jìn)行控制。其具備成本低、精度高、效率快等特點(diǎn)。但在實(shí)際施工過(guò)程中有些控制點(diǎn)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法滿足實(shí)際施工放樣的要求，加之有些點(diǎn)位會(huì)被損壞，所以控制測(cè)量網(wǎng)需加密，按主控網(wǎng)四等級(jí)布置，獲取有效三維坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量?，F(xiàn)下這一方法在中小型公路橋梁施工中應(yīng)用較為廣泛，對(duì)于平面控制網(wǎng)的測(cè)量成效較為顯著，在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)公路橋梁建設(shè)的發(fā)展。

3.2橋墩、橋臺(tái)施工測(cè)量

對(duì)于公路橋梁來(lái)說(shuō)測(cè)量橋墩、橋臺(tái)是公路橋梁施工中最為重要的工作之一，其中心位置和縱軸線的測(cè)量更是重中之重，精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)可以確保公路橋梁施工更加方便，同時(shí)質(zhì)量方面也會(huì)更加可靠。通常采取的測(cè)量方式有交會(huì)法、直接測(cè)量法、電磁波測(cè)距法，比較常用的則是直接測(cè)量法，直接對(duì)橋梁橫、縱軸線位置進(jìn)行測(cè)量，對(duì)橋臺(tái)、橋墩不斷進(jìn)行精準(zhǔn)定位，保證公路橋梁得以安全使用。

3.3公路橋梁架設(shè)的施工測(cè)量

全橋貫通測(cè)量是在主纜架設(shè)前所需考慮的問(wèn)題，不僅對(duì)橋臺(tái)和橋墩之間的距離要求較高，同時(shí)還要確保公路橋梁施工的安全性。因此，在進(jìn)行梁架設(shè)時(shí)高程測(cè)量利用全站儀三角高程法，地面測(cè)量利用全站儀坐標(biāo)法，輔以水準(zhǔn)儀鋼尺進(jìn)行復(fù)核，使得鋼梁接觸面始終保持在正確水平線上，將支架安裝軸線誤差縮為最小，盡可能保證公路橋梁架設(shè)的施工水平。

3.4施工測(cè)量新興技術(shù)超站儀、VRS

伴隨測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)的不斷變化，一些新興的測(cè)量技術(shù)逐漸被應(yīng)用于公路橋梁實(shí)際工作中來(lái)，其中被人們廣泛利用的當(dāng)屬VRS系統(tǒng)，VRS系統(tǒng)可精準(zhǔn)對(duì)點(diǎn)線面進(jìn)行放樣，在公路橋梁進(jìn)行測(cè)量時(shí)采取VRS系統(tǒng)，相關(guān)人員只需將公路橋梁方位角、起點(diǎn)坐標(biāo)、曲線要素以及直線長(zhǎng)度進(jìn)行輸入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成公路橋梁全線的放樣點(diǎn)坐標(biāo)，還可采取全站儀與VRS相配合的形式，將公路橋梁的精準(zhǔn)度不斷提升。利用超站儀進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)可不需要全站儀的配合，超站儀的工作原理是利用PTK技術(shù)來(lái)對(duì)精度進(jìn)行控制，在某些程度上提升了精度，加快了施工速度。同時(shí)，超站儀不受場(chǎng)地限制可應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，由于其具備的特點(diǎn)也被廣泛用于測(cè)繪行業(yè)。

4.測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)在運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用

4.1公路橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)中VRS系統(tǒng)的應(yīng)用

為強(qiáng)化對(duì)于公路橋梁的質(zhì)量監(jiān)管，相關(guān)部門(mén)在對(duì)公路橋梁進(jìn)行施工時(shí)要對(duì)橋梁柱位、橋梁軸線、橋梁支座偏位、橋梁高程等方面進(jìn)行質(zhì)量把控，以往的檢測(cè)方式是采用全站儀等進(jìn)行測(cè)量，不僅耗時(shí)長(zhǎng)還極易受到控制點(diǎn)的影響而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)。而隨著VRS技術(shù)的興起以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GPS的發(fā)展，現(xiàn)在只需利用VRS系統(tǒng)在其施工段內(nèi)設(shè)一點(diǎn)，此點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣移動(dòng)站會(huì)自行將該標(biāo)段中公路橋梁所有的結(jié)構(gòu)檢測(cè)一遍，且耗時(shí)低、精度準(zhǔn)。

4.2公路橋梁變形監(jiān)測(cè)

因公路橋梁其本身的特殊性，對(duì)于其變形監(jiān)測(cè)包含靜態(tài)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，相應(yīng)對(duì)于監(jiān)測(cè)措施和技術(shù)要求也會(huì)更高。VRS系統(tǒng)較傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式相比有著高效、精準(zhǔn)、速度快等特點(diǎn)，將數(shù)字水準(zhǔn)測(cè)量與VRS系統(tǒng)結(jié)合使用，用于監(jiān)測(cè)公路橋梁變形的花費(fèi)會(huì)節(jié)省一半，監(jiān)測(cè)時(shí)間也會(huì)縮短三分之一。除了VRS系統(tǒng)還可使用測(cè)量機(jī)器人來(lái)檢測(cè)公路橋梁是否變形，測(cè)量機(jī)器人是在測(cè)站固定點(diǎn)安裝自動(dòng)化全站儀，加上自動(dòng)監(jiān)測(cè)軟件的配合，在計(jì)算機(jī)的全自動(dòng)控制下進(jìn)行工作，可自動(dòng)處理、采集、輸出變形點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)，在線監(jiān)控也可遠(yuǎn)程控制測(cè)量機(jī)器人，這樣公路橋梁監(jiān)測(cè)全然實(shí)現(xiàn)了機(jī)器化、自動(dòng)化、一體化的狀態(tài)。同時(shí)相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)辦法，數(shù)據(jù)由測(cè)量機(jī)器人所測(cè)其指標(biāo)精度更為準(zhǔn)確，其測(cè)距精度高達(dá)1mm+1ppm，測(cè)角精度高達(dá) 0.5″。

除以上兩種方法外，三維激光掃描也可通過(guò)激光測(cè)距原理來(lái)對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，該項(xiàng)技術(shù)不需與其它設(shè)備合作，不僅可以將掃描對(duì)象的形態(tài)特征與整體結(jié)構(gòu)完整掃描出來(lái)，還可在第一時(shí)間生成精準(zhǔn)的三維數(shù)據(jù)模型，避免對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理解時(shí)受到其片面性和狹隘性的困擾。三維激光掃描較以往掃描技術(shù)相比具備高效、精準(zhǔn)、成本低等特征。此外，采取三維激光掃描這一測(cè)量方式，不僅可以對(duì)公路橋梁變形進(jìn)行良好監(jiān)測(cè)，還可對(duì)公路橋梁點(diǎn)位信息進(jìn)行收集，建成公路橋梁三維立體模型，以此對(duì)公路橋梁進(jìn)行定量分析，可以很好的對(duì)公路橋梁使用中所造成的變形、橋墩沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述測(cè)量、測(cè)繪工作在公路橋梁施工中起著至關(guān)重要的作用，貫穿整個(gè)公路橋梁施工過(guò)程，同時(shí)公路橋梁工程的測(cè)量方式與作業(yè)方法也發(fā)生了巨大的改變，VRS系統(tǒng)、PTK系統(tǒng)、全自動(dòng)機(jī)器人、三維激光掃描等新興測(cè)量、測(cè)繪技術(shù)勢(shì)必會(huì)逐漸成為以后公路橋梁工程測(cè)量的主體趨勢(shì)，這些手段不僅為公路橋梁建設(shè)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保障，同時(shí)還促使公路橋梁工程逐步邁入自動(dòng)化的行列，相信有了這些技術(shù)的支持我國(guó)公路橋梁行業(yè)一定會(huì)穩(wěn)步前行。

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