黃郁祺 靳可新 蘇令

摘 要：隨著社會(huì)發(fā)展節(jié)奏的不斷加快，道路橋梁成為推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基建項(xiàng)目，當(dāng)代測(cè)繪技術(shù)與橋梁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進(jìn)步，使得我國(guó)道路橋梁工程在測(cè)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(duì)施工速度以及施工精度的要求較為嚴(yán)格，這就要求測(cè)量工作在開(kāi)展中應(yīng)更具針對(duì)性，基于此，本文闡述了橋梁工程測(cè)繪技術(shù)的內(nèi)容，并從橋梁工程控制測(cè)量等技術(shù)方面展開(kāi)了詳細(xì)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(cè)繪工程;測(cè)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(diǎn)，因此在施工階段對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量放樣就顯得十分重要，隨著GPS技術(shù)、超站儀、電子水準(zhǔn)儀等測(cè)繪技術(shù)的不斷完善，道路橋梁工程測(cè)量技術(shù)將愈加成熟。本文重點(diǎn)從橋梁工程控制測(cè)量技術(shù)、施工測(cè)量技術(shù)、地形測(cè)量技術(shù)、水文測(cè)量技術(shù)及變形監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾方面對(duì)測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研討以提高公路橋梁施工整體質(zhì)量。

1 橋梁控制測(cè)量技術(shù)

在橋梁的施工中，控制測(cè)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(zhǔn)，根據(jù)施測(cè)周期、目的以及相應(yīng)的具體功能橋梁控制網(wǎng)主要?jiǎng)澐譃榭睖y(cè)、施工及運(yùn)營(yíng)控制網(wǎng)。為使鐵路運(yùn)營(yíng)及建設(shè)得到可靠的保障，控制網(wǎng)的測(cè)量結(jié)果需滿足設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)三大階段的“三網(wǎng)合一”，即三大階段的平面控制測(cè)量與高程控制測(cè)量所采取的起算基準(zhǔn)與尺度要保持一致。

目前，我國(guó)在橋梁工程建設(shè)運(yùn)用中，GPS靜態(tài)相對(duì)定位信息技術(shù)是我國(guó)較為常用的橋梁測(cè)試技術(shù)，它經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)改良、對(duì)比及總結(jié)實(shí)踐，技術(shù)與體系逐步走向成熟。當(dāng)GPS觀測(cè)地形地勢(shì)或者外部環(huán)境受限無(wú)法開(kāi)展時(shí)，可以通過(guò)全站儀邊角網(wǎng)、全站儀導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)等予以補(bǔ)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(cè)量更為常見(jiàn)。

對(duì)于橋梁高程測(cè)量方面，隨著先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的水平不斷提升，我國(guó)在控制工程測(cè)量技術(shù)方面的實(shí)力將穩(wěn)步提高，同時(shí)三等、四等水準(zhǔn)儀等傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器將逐步淡出市場(chǎng)，未來(lái)發(fā)展過(guò)程中智能化程度、運(yùn)行效率高的電子水準(zhǔn)儀也必將成為主流。

2 橋梁地形測(cè)繪技術(shù)

橋梁地形測(cè)繪技術(shù)在橋梁工程的每個(gè)階段都有著重要作用，測(cè)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(cè)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(cè)圖技術(shù)已經(jīng)逐漸被數(shù)字測(cè)圖測(cè)繪技術(shù)所取代。

目前運(yùn)用地面數(shù)字進(jìn)行測(cè)圖技術(shù)是橋址地形測(cè)繪的主要施工技術(shù)，其運(yùn)用技術(shù)主要有全站儀數(shù)字測(cè)圖技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。地面數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的工作原理主要分為兩個(gè)方面，一方面主要是通過(guò)全站儀和PDA連接，相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)位會(huì)在屏幕上體現(xiàn)，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編輯從而生成數(shù)字化的地圖;另一方面來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集則是利用智能化設(shè)備，首先通過(guò)電子手簿等設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其次利用計(jì)算機(jī)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(cè)量技術(shù)

橋梁水文測(cè)量技術(shù)通常在橋梁工程測(cè)量的初期階段或定測(cè)階段進(jìn)行。橋梁水文測(cè)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(jì)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(cè)、橋址水位觀測(cè)、橋址地形測(cè)繪、橋址流向流速觀測(cè)等項(xiàng)目。對(duì)于觀測(cè)頻率較低、觀測(cè)周期短的水位測(cè)量，通常采用人工觀測(cè)來(lái)進(jìn)行，當(dāng)水位監(jiān)測(cè)頻率高、時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，通常采取構(gòu)建水文站或者自建水位計(jì)的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在橋梁選址測(cè)量、斷面測(cè)量及河道地形測(cè)量時(shí)，水域和陸地采用著不同的觀測(cè)技術(shù)，分別為超聲波探測(cè)+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(cè)量技術(shù)

4.1 常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)

橋梁工程中施工測(cè)量方法的劃分總體可以分為三個(gè)類別。常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)主要是運(yùn)用包含免棱鏡的高精密測(cè)試技術(shù)、全自動(dòng)的實(shí)時(shí)測(cè)量跟蹤技術(shù)等的全站儀和電子水準(zhǔn)儀。在自動(dòng)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(zhǔn)儀等已逐漸淡出市場(chǎng)，在一些三維測(cè)量中激光鉛直儀也漸漸被現(xiàn)有高精度的三維坐標(biāo)測(cè)量方法所淘汰。

4.2 衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)

衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)中包括GPS相對(duì)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(cè)量技術(shù)，特別是在特大型長(zhǎng)距離跨海橋梁工程中運(yùn)用十分廣泛。其中，相對(duì)靜態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用于橋墩平面位置精確測(cè)量及施工加密網(wǎng)測(cè)量，RTK施工測(cè)量技術(shù)則主要運(yùn)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(guò)實(shí)踐的結(jié)果對(duì)比顯示：GPS高程擬合的精度可達(dá)1 cm左右。

4.3 其他專用測(cè)量技術(shù)

對(duì)于像電子傾斜儀等其他專用測(cè)量技術(shù)，RTK測(cè)量、GPS相對(duì)靜態(tài)測(cè)量等技術(shù)在智能化、數(shù)字化水平不斷提高的趨勢(shì)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?？梢?jiàn)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(cè)設(shè)技術(shù)將是未來(lái)橋梁施工測(cè)量技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，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(cè)技術(shù)

隨著我國(guó)在工程測(cè)量技術(shù)方面的迅速發(fā)展，橋梁變形監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前開(kāi)展橋梁建設(shè)測(cè)量的重點(diǎn)。港珠澳大橋、長(zhǎng)江大橋、虎門大橋等大型橋梁均在橋梁變形監(jiān)測(cè)方面進(jìn)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(cè)主要分為兩個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分別是施工階段以及運(yùn)營(yíng)階段。橋梁變形監(jiān)測(cè)主要涉及的內(nèi)容包括梁體及墩臺(tái)的觀測(cè)、沉降及水平位移的觀測(cè)、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(cè)量等。水平監(jiān)測(cè)方面主要有三角測(cè)量、基準(zhǔn)線法、前方交會(huì)、導(dǎo)線測(cè)量等觀測(cè)方法，沉降監(jiān)測(cè)方面主要包括GPS高程測(cè)量、幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、靜力水準(zhǔn)測(cè)量等觀測(cè)方法。在撓度監(jiān)測(cè)方面，其觀測(cè)方法主要有專用撓度儀器觀測(cè)、GPS測(cè)量、全站儀測(cè)量等。在當(dāng)前的實(shí)踐運(yùn)用中GPS靜態(tài)系統(tǒng)、幾何水準(zhǔn)測(cè)量、RTK三維動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、三維坐標(biāo)測(cè)量是應(yīng)用較多的幾種觀測(cè)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(shí)際中應(yīng)用較為普遍。

橋梁變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，實(shí)時(shí)連續(xù)三維監(jiān)測(cè)技術(shù)、可視化及智能化表現(xiàn)技術(shù)、幾何變形監(jiān)測(cè)技術(shù)、靜態(tài)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)相互融合等監(jiān)測(cè)技術(shù)將是重點(diǎn)發(fā)展方向。

6 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)代測(cè)繪技術(shù)與橋梁工程建設(shè)的不斷進(jìn)步，使得我國(guó)橋梁工程在測(cè)量技術(shù)方面不斷發(fā)展，在提高橋梁工程檢測(cè)的可靠性、精確性以及高效性的同時(shí)，橋梁工程測(cè)量技術(shù)正逐步朝測(cè)量過(guò)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(cè)量服務(wù)社會(huì)化、測(cè)量成果數(shù)字化等方面不斷探索，相信未來(lái)的橋梁工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，核心技術(shù)將不斷向三維測(cè)繪和多傳感器集成的變形監(jiān)測(cè)、基于RTK的無(wú)驗(yàn)潮水下地形測(cè)繪、GPS橋梁高程控制測(cè)量等技術(shù)傾斜。

參考文獻(xiàn)：

[1]張堅(jiān).橋梁工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].發(fā)展與創(chuàng)新，2018，39（04）：243-244.

[2]吳迪軍.橋梁工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].測(cè)繪通報(bào)，2016（01）：1-5.

[3]潘正風(fēng).工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].鐵道勘察，2004，26（06）：1-3.