黃郁祺 靳可新 蘇令

摘 要：隨著社會發(fā)展節(jié)奏的不斷加快，道路橋梁成為推動我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基建項目，當代測繪技術(shù)與橋梁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進步，使得我國道路橋梁工程在測量技術(shù)方面不斷提高。相比于其他工程而言，道路橋梁工程對施工速度以及施工精度的要求較為嚴格，這就要求測量工作在開展中應(yīng)更具針對性，基于此，本文闡述了橋梁工程測繪技術(shù)的內(nèi)容，并從橋梁工程控制測量等技術(shù)方面展開了詳細的探討，為后續(xù)的施工環(huán)節(jié)奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;測繪工程;測量技術(shù)

0 引言

近幾年，橋梁工程建設(shè)在技術(shù)方面取得了快速提高，體現(xiàn)出施工精度要求高、跨徑大、橋型豐富等特點，因此在施工階段對工程項目進行全面、嚴謹?shù)臏y量放樣就顯得十分重要，隨著GPS技術(shù)、超站儀、電子水準儀等測繪技術(shù)的不斷完善，道路橋梁工程測量技術(shù)將愈加成熟。本文重點從橋梁工程控制測量技術(shù)、施工測量技術(shù)、地形測量技術(shù)、水文測量技術(shù)及變形監(jiān)測技術(shù)等幾方面對測量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行研討以提高公路橋梁施工整體質(zhì)量。

1 橋梁控制測量技術(shù)

在橋梁的施工中，控制測量技術(shù)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，作為橋梁工程的主基準，根據(jù)施測周期、目的以及相應(yīng)的具體功能橋梁控制網(wǎng)主要劃分為勘測、施工及運營控制網(wǎng)。為使鐵路運營及建設(shè)得到可靠的保障，控制網(wǎng)的測量結(jié)果需滿足設(shè)計、施工以及運營三大階段的“三網(wǎng)合一”，即三大階段的平面控制測量與高程控制測量所采取的起算基準與尺度要保持一致。

目前，我國在橋梁工程建設(shè)運用中，GPS靜態(tài)相對定位信息技術(shù)是我國較為常用的橋梁測試技術(shù)，它經(jīng)過多年的實驗改良、對比及總結(jié)實踐，技術(shù)與體系逐步走向成熟。當GPS觀測地形地勢或者外部環(huán)境受限無法開展時，可以通過全站儀邊角網(wǎng)、全站儀導(dǎo)線測量技術(shù)等予以補充，特別是在加密網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，局部高精度建設(shè)網(wǎng)絡(luò)測量更為常見。

對于橋梁高程測量方面，隨著先進技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、智能化、自動化的水平不斷提升，我國在控制工程測量技術(shù)方面的實力將穩(wěn)步提高，同時三等、四等水準儀等傳統(tǒng)測量儀器將逐步淡出市場，未來發(fā)展過程中智能化程度、運行效率高的電子水準儀也必將成為主流。

2 橋梁地形測繪技術(shù)

橋梁地形測繪技術(shù)在橋梁工程的每個階段都有著重要作用，測繪橋址地形圖中500～5 000是最為常用的比例因子。水下地形圖和陸地地形圖是目前現(xiàn)代橋梁測繪區(qū)域所劃分的兩大類別，隨著現(xiàn)代技術(shù)的成熟與發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬測圖技術(shù)已經(jīng)逐漸被數(shù)字測圖測繪技術(shù)所取代。

目前運用地面數(shù)字進行測圖技術(shù)是橋址地形測繪的主要施工技術(shù)，其運用技術(shù)主要有全站儀數(shù)字測圖技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。地面數(shù)字測圖技術(shù)的工作原理主要分為兩個方面，一方面主要是通過全站儀和PDA連接，相應(yīng)的數(shù)據(jù)點位會在屏幕上體現(xiàn)，再通過現(xiàn)場編輯從而生成數(shù)字化的地圖;另一方面來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集則是利用智能化設(shè)備，首先通過電子手簿等設(shè)備進行儲存數(shù)據(jù)，其次利用計算機內(nèi)部的編碼規(guī)則與算法完成電子地圖的編輯與繪制。

3 橋梁水文測量技術(shù)

橋梁水文測量技術(shù)通常在橋梁工程測量的初期階段或定測階段進行。橋梁水文測量技術(shù)的主要使用目的是為河床沖刷配置、墩跨布置、橋位選擇、通航設(shè)計等提供具體的水文資料與數(shù)據(jù)，其主要包括橋址航跡線觀測、橋址水位觀測、橋址地形測繪、橋址流向流速觀測等項目。對于觀測頻率較低、觀測周期短的水位測量，通常采用人工觀測來進行，當水位監(jiān)測頻率高、時間較長時，通常采取構(gòu)建水文站或者自建水位計的方式進行監(jiān)測。在橋梁選址測量、斷面測量及河道地形測量時，水域和陸地采用著不同的觀測技術(shù)，分別為超聲波探測+RTK定位的組合系統(tǒng)以及全站儀及GPS RTK的組合技術(shù)。

4 橋梁施工測量技術(shù)

4.1 常規(guī)大地測量技術(shù)

橋梁工程中施工測量方法的劃分總體可以分為三個類別。常規(guī)大地測量技術(shù)主要是運用包含免棱鏡的高精密測試技術(shù)、全自動的實時測量跟蹤技術(shù)等的全站儀和電子水準儀。在自動化程度以及儀器精度的不斷提升的背景下，傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、光學(xué)水準儀等已逐漸淡出市場，在一些三維測量中激光鉛直儀也漸漸被現(xiàn)有高精度的三維坐標測量方法所淘汰。

4.2 衛(wèi)星定位測量技術(shù)

衛(wèi)星定位測量技術(shù)中包括GPS相對靜態(tài)定位技術(shù)、單基站RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK的GPS RTK等施工測量技術(shù)，特別是在特大型長距離跨海橋梁工程中運用十分廣泛。其中，相對靜態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用于橋墩平面位置精確測量及施工加密網(wǎng)測量，RTK施工測量技術(shù)則主要運用于海上橋梁樁基施工定位;此外，GPS高程擬合方法也在港珠澳大橋、星海灣跨海大橋等橋梁工程的高程定位中得到采用，通過實踐的結(jié)果對比顯示：GPS高程擬合的精度可達1 cm左右。

4.3 其他專用測量技術(shù)

對于像電子傾斜儀等其他專用測量技術(shù)，RTK測量、GPS相對靜態(tài)測量等技術(shù)在智能化、數(shù)字化水平不斷提高的趨勢下被廣泛應(yīng)用，其中在跨江、跨海等橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用更為廣泛。可見基于激光、遙控、GNSS、通信以及智能型全站儀等集成式精密空間放樣測設(shè)技術(shù)將是未來橋梁施工測量技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，全站掃描儀、三維激光掃描儀、新型超站儀以及激光掃平儀的應(yīng)用前景也十分可觀。

5 橋梁變形監(jiān)測技術(shù)

隨著我國在工程測量技術(shù)方面的迅速發(fā)展，橋梁變形監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成為當前開展橋梁建設(shè)測量的重點。港珠澳大橋、長江大橋、虎門大橋等大型橋梁均在橋梁變形監(jiān)測方面進行相應(yīng)的建設(shè)，其相關(guān)技術(shù)要求也取得了一定提升。橋梁變形監(jiān)測主要分為兩個階段進行監(jiān)測，分別是施工階段以及運營階段。橋梁變形監(jiān)測主要涉及的內(nèi)容包括梁體及墩臺的觀測、沉降及水平位移的觀測、梁體撓度的變形監(jiān)控、橋面撓度、橋墩水平以及垂直位移的變形測量等。水平監(jiān)測方面主要有三角測量、基準線法、前方交會、導(dǎo)線測量等觀測方法，沉降監(jiān)測方面主要包括GPS高程測量、幾何水準測量、三角高程測量、靜力水準測量等觀測方法。在撓度監(jiān)測方面，其觀測方法主要有專用撓度儀器觀測、GPS測量、全站儀測量等。在當前的實踐運用中GPS靜態(tài)系統(tǒng)、幾何水準測量、RTK三維動態(tài)監(jiān)測、三維坐標測量是應(yīng)用較多的幾種觀測方法。在預(yù)警與變形分析范疇，線性平滑、小波變換、卡爾曼濾波等理論在實際中應(yīng)用較為普遍。

橋梁變形監(jiān)測技術(shù)在未來的發(fā)展過程中，實時連續(xù)三維監(jiān)測技術(shù)、可視化及智能化表現(xiàn)技術(shù)、幾何變形監(jiān)測技術(shù)、靜態(tài)監(jiān)測與動態(tài)監(jiān)測相互融合等監(jiān)測技術(shù)將是重點發(fā)展方向。

6 結(jié)束語

當代測繪技術(shù)與橋梁工程建設(shè)的不斷進步，使得我國橋梁工程在測量技術(shù)方面不斷發(fā)展，在提高橋梁工程檢測的可靠性、精確性以及高效性的同時，橋梁工程測量技術(shù)正逐步朝測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化、內(nèi)外業(yè)作業(yè)一體化、測量服務(wù)社會化、測量成果數(shù)字化等方面不斷探索，相信未來的橋梁工程測量技術(shù)發(fā)展過程中，核心技術(shù)將不斷向三維測繪和多傳感器集成的變形監(jiān)測、基于RTK的無驗潮水下地形測繪、GPS橋梁高程控制測量等技術(shù)傾斜。

參考文獻：

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