王東太
摘要:橋梁測繪技術(shù)的發(fā)展,隨著科技進步的發(fā)展不斷推進,信息化測繪技術(shù)的加盟,使得現(xiàn)代橋梁工程的測量工作進入了智能化和數(shù)字化的時代。本文圍繞橋梁工程測量技術(shù)的應(yīng)用情況以及未來的發(fā)展方向展開論述,期望對于橋梁工程測量技術(shù)的精準(zhǔn)度的提升等具有參考價值。
關(guān)鍵詞:橋梁建設(shè);工程測量;現(xiàn)狀分析
橋梁工程測量涉及到工程的勘測、建設(shè)以及運營。現(xiàn)代科技和橋梁建設(shè)的結(jié)合,推動了橋梁工程建設(shè)的快速發(fā)展。從我國第一座大型橋梁,武漢長江大橋的建設(shè)開始,新型的高技術(shù)含量的橋梁就出現(xiàn)在我國的橋梁建設(shè)事業(yè)當(dāng)中。諸如長距離跨海大橋、高鐵橋梁等大型,的現(xiàn)代橋梁建設(shè),不僅具有施工精度高的特點,在結(jié)構(gòu)和造型上也越來越新穎。這其中,現(xiàn)代測量技術(shù)功不可沒。測量技術(shù)的發(fā)展從全站儀到智能化的技術(shù),經(jīng)歷了長期的發(fā)展歷程。如今,無論是測量理論還是技術(shù)實施,都發(fā)生了翻天覆地的變化,激光掃描、攝影測量、靜態(tài)定位、CORS、RTK等等橋梁工程測量技術(shù)的應(yīng)用,使得橋梁工程的測量在水文、地形、施工、變形等方面取得了豐碩成果。
1、橋梁測量技術(shù)應(yīng)用
1.1橋梁控制測量。是通過對測量項目的階段、功能、目的的測量技術(shù),分階段實施測量控制網(wǎng)的控制工作,從平面、高程等方面,采用統(tǒng)一的尺度和基準(zhǔn)進行勘測工作,建立工程的定測、復(fù)測等制度,滿足橋梁從設(shè)計到建設(shè)的各項勘測需求,如縱橫斷面、水文地形等的測量控制工作,橋梁控制測量,要求是精確、可靠、穩(wěn)定,對于橋梁的運營需求大,要去在施工控制網(wǎng)絡(luò)的運營基礎(chǔ)上,做好橋梁的健康監(jiān)測,將各個階段的橋梁控制網(wǎng)的建設(shè)精度和技術(shù)要求加以采用,保證技術(shù)方法和手段發(fā)揮到最大。例如GPS靜態(tài)定位技術(shù)在橋梁平面控制測量中運用的十分廣泛。近年來,CORS實時定位技術(shù),由于兼具動態(tài)和靜態(tài)定位功能,在長距離跨海橋梁勘察設(shè)計和施工中被廣泛使用[1]。
1.2橋址的地形測繪。在工程規(guī)劃和勘測設(shè)計中,到竣工階段,關(guān)于橋址的地形圖的測繪,必須要考慮特殊情況下的地形圖的測繪,也要考慮大比例尺地形圖的測繪,橋址地形圖一般按照測繪區(qū)域進行劃分,分為陸地和水下兩大類,如今采用較多的是數(shù)字測圖技術(shù),例如對于陸地區(qū)域的地形測繪,采用全站儀數(shù)字測圖和GPSRTK數(shù)字測土技術(shù),而且,對于小區(qū)域的大比例尺的地形測繪要求,可以采用無人機等低空平臺攝影測量,采用全數(shù)字航空攝影測量技術(shù),以得到關(guān)于橋隧的工程勘測的數(shù)據(jù)。同時,機載激光掃描測繪系統(tǒng),作為芯的技術(shù)手段,也在橋梁工程地形測繪中發(fā)揮著重要的作用。
1.3橋梁水文測量。采用充數(shù)計算、墩跨布置、通航設(shè)計等手段,對橋址的水位進行觀測,測量流速、流向、航線觀測等,對于水文條件復(fù)雜的橋梁,進行水文的測驗專題的觀測,觀測的內(nèi)容包括斷面測量、水位觀測、流量觀測等等。陸地部分使用GPSRTK采集數(shù)據(jù),水域部分采用RTK定位+超聲波測探儀進行組合勘測。
1.4橋梁施工測量。關(guān)于橋梁工程的施工測量,首要任務(wù)就是按照施工圖紙要求,將橋梁建筑物中的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分,測量出精準(zhǔn)的位置、大小和形狀,測量檢查工程施工質(zhì)量,然后配合施工進行放樣和竣工驗收,在現(xiàn)代高墩高塔、大型構(gòu)件橋梁建設(shè)中,施工工藝越來越復(fù)雜,對施工技術(shù)的精度要求也越來越高,施工環(huán)境也日趨復(fù)雜,因此,進行橋梁施工階段的測量要求也很高,可以使用常規(guī)的打的測量技術(shù),采用自動跟蹤測量、免棱鏡精密測距等技術(shù),鋼尺量距、三維激光掃描儀等也在垂直觀測等階段加以運用,再就是衛(wèi)星定位測量技術(shù)以及GPS相對靜態(tài)定位技術(shù)和GPSRTK技術(shù),應(yīng)用在跨海橋梁等的建設(shè)中,還有電子傾斜儀等專用測量技術(shù)等也被使用著[2]。
1.5橋梁變形技術(shù)。智能型的測量技術(shù),例如智能全站儀、GNSS、遙測通信等精密集成放樣測量技術(shù)的應(yīng)用成為橋梁施工建設(shè)中的主流測量技術(shù)。對于橋梁變形的檢測,主要集中在橋墩和塔柱的沉降、水平位移、梁體撓度的變形觀測、墩臺和梁體的裂縫的觀測,水中橋墩以及河床沖刷的演變觀測等等,觀測的方法包括了幾何水準(zhǔn)、靜力水準(zhǔn)以及三角搞成的測量等等,觀測的方法包括測小角、三角、前方交會等方法。
2、橋梁工程測量技術(shù)發(fā)展方向
先進的測量儀器的廣泛使用,使得橋梁工程的測量逐漸實現(xiàn)了智能化、自動化、數(shù)字化。先進測量儀器在工程測量中,不僅提供了先進的工具,也節(jié)約了大量的資金的支出。例如光電測距儀等儀表的使用,在橋梁工程測量工作中被運用的較為廣泛,再比如數(shù)字水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀等等,帶來了橋梁工程測量領(lǐng)域的翻天覆地的變化。相對于傳統(tǒng)的工程測量技術(shù),如三角網(wǎng)測量技術(shù),三角高程測量技術(shù)具有更加精準(zhǔn)的技術(shù)優(yōu)勢。而且,工程施工中采用自動跟蹤和連續(xù)顯示放樣值的技術(shù)后,施工的方便程度都也得到了大大的提高[1]。
2.1特別值得一提的是,電子經(jīng)緯儀和全站儀的使用已經(jīng)運用了人機交互的測量數(shù)據(jù)處理技術(shù),所有的測量工作實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化。以全自動跟蹤為標(biāo)準(zhǔn)的自動測量裝備被冠以測地機器人的美譽,在大型測量工程中發(fā)揮著重要的作用。
數(shù)字化測量技術(shù)在橋梁測量工程中的運用,是對傳統(tǒng)測量工作中的勞動強度大等缺點的改進。從上世紀80年代開始,數(shù)字化測量技術(shù)就已經(jīng)取得了顯著的成效。無論是成圖質(zhì)量還是成本的節(jié)約,都獲得了很好的效果[3]。
2.2衛(wèi)星測量定位技術(shù)也是對傳統(tǒng)測量定位技術(shù)的變革。這種對地測量的技術(shù),具有精度高、效率高、速度高的優(yōu)點,能夠提供三維坐標(biāo),而且發(fā)展勢頭十分迅猛。從目前的橋梁測量部門的設(shè)備購置情況來看,GPS接收機中的定位技術(shù)已經(jīng)在工程領(lǐng)域里被運用GPS實時動態(tài)測量技術(shù),通過施工放樣、墩臺測量、動態(tài)變形監(jiān)測等的實踐,都已經(jīng)顯示出令人滿意的結(jié)果。
尤其是GPS的高程測量,在橋梁工程的測量工程中普遍受到關(guān)注。這種測量的方案,是對已知的監(jiān)測點采用高程擬合的方法進行監(jiān)測點的分布試驗,然后根據(jù)試驗的結(jié)果,得到精度較高的水準(zhǔn)面。
2.3攝影測量技術(shù)在橋梁工程測量中的優(yōu)化和應(yīng)用,是利用攝影設(shè)備,進行攝影測量。這種測量技術(shù)運用到的攝影儀器,包含了計算機技術(shù)的應(yīng)用和攝影測量軟件的應(yīng)用。三維空間信息的獲取不再需要接觸物體,就能獲得比較準(zhǔn)確的物體測量信息,不僅節(jié)約了橋梁施工作業(yè)中人力和物力成本的消耗,也提高了測量精度和效率。在大比例尺的測量中也發(fā)揮著難以比擬的作用,擁有廣泛的應(yīng)用前景[2]。
航空攝影在攝影測量中占有重要的位置,這種技術(shù)能夠提供大面積、大比例尺的地形圖的測量結(jié)果,可以將拍攝到的影像進過4D等地圖涉及軟件形成地籍圖和地形圖,大大提高了航空測量的效率,減少了控制點的聯(lián)測工作,實現(xiàn)了孔中三角測量的自動定向,數(shù)字底面模型的影像生成以及數(shù)字測圖和三維經(jīng)管的模型數(shù)據(jù)的采集。如近景攝影測量等廣泛應(yīng)用在橋梁工程建設(shè)中。對于橋梁的外形、構(gòu)造等的測定十分精確。
結(jié)語:
現(xiàn)階段橋梁工程測量的核心技術(shù)集中在GPS、全站儀和電子水準(zhǔn)儀技術(shù)上,隨著技術(shù)的進步和橋梁測量工作的推進,無論是采用高程控制測量,還是低空平臺數(shù)字測量,水下地形測量,運用先進技術(shù)進行綜合運用,都是未來橋梁工程測量的研究重點和研究方向。
參考文獻:
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[2]劉清山.GPS 技術(shù)在大型橋梁測量中的應(yīng)用探究[J].地球,2016,(2):234-234.
[3]范綠文.GPS技術(shù)在大型橋梁測量中的應(yīng)用方法[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015,(36):1163.