公路橋梁工程測量技術(shù)與測繪技術(shù)的應(yīng)用
更新時間：2021-04-10 17:51
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本文根據(jù)某高架橋工程案例，針對高架橋測量測繪的技術(shù)應(yīng)用進行分析，望同行參考指正。
關(guān)鍵詞:高架橋;測量;技術(shù)
1概述
某高速公路道路總長72.46km。沿線地質(zhì)復雜，施工難度較大。高速公路入城最后段是某大橋工程，全橋長4.5km，設(shè)計為六車道高架橋，設(shè)計時速為100km。總共六跨，為預(yù)制混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁。
2公路橋梁建設(shè)規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作
2.1 橋梁測量內(nèi)容
在橋梁的勘測設(shè)計階段，需測繪地形圖，在施工階段，要建立橋梁控制網(wǎng)能進行橋墩、橋臺定位和梁體架設(shè)等施工放樣，在管理運行時，為保證橋梁的安全運營，要進行變形觀測。
2.2 用VRS系統(tǒng)測量繪制大比例地形圖
VRS系統(tǒng)(虛擬參考站系統(tǒng))由GNSS基準站的觀測數(shù)據(jù)和計算得到的各種誤差分布模擬計算出虛擬參考站的GNSS觀測數(shù)據(jù)，能消除各誤差，其可靠性，定位精度，測量工作效率都大大提高，只需要用一臺GNSS接收機可完成幾臺GNSS接收機工作，測量工作成本降低，而常規(guī)方法測圖，需先做控制網(wǎng)，才能進行碎部測量。其工作效率極低，而用VRS系統(tǒng)測圖，只要完成采集碎部點的坐標和屬性，就可用繪圖軟件繪地形圖，一步完成。
2.3 橋梁勘測設(shè)計一體化系統(tǒng)的建立及應(yīng)用
由無人機拍照公路橋梁沿線航帶的航攝像片，把航攝像片數(shù)字化為航片影像; 用GPS技術(shù)，獲得航帶內(nèi)控制點三維坐標空間信息。通過數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，繪制地形圖。通過遙感技術(shù)，把公路橋梁沿線工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等綜合地質(zhì)信息收集繪制到遙感圖上。就可提高勘測設(shè)計速度，減少勘測費用，把地形，遙感信息，地質(zhì)信息等野外采集信息傳入地理信息系統(tǒng)(GIS)中，能進行橋梁工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理、決策工作。并為項目立項，科研、綜合評估，方案論證，決策，橋梁工程勘測設(shè)計等工作提供強有力的地理信息保障。
3公路橋梁建設(shè)施工階段的測量工作
3.1 控制網(wǎng)測量
根據(jù)公路橋梁跨越的河寬及地形條件，首級GPS平面控制網(wǎng)按一級GPS控制網(wǎng)的技術(shù)指標進行布設(shè)，公路橋梁首級控制網(wǎng)一般采用GPS靜態(tài)相對定位測量通過事后處理可獲得毫米級精度的平面定位成果，它具有精度高、成果可靠、測量工效高、作業(yè)成本低等顯著優(yōu)點，因橋梁工程測量，相對高差要求高，而GPS高程擬合僅達到四等水準測量精度，首級GPS高程控制網(wǎng)按四等布置，在橋梁工程加密控制測量網(wǎng)，能用VRS動態(tài)測量。它能實時得到測點三維坐標。目前正被廣泛應(yīng)用于中小型的公路橋梁施工平面控制網(wǎng)測量中，同時它也適合于公路橋梁承臺、墩身、墩帽、塔柱及纜索等部位的施工定位。
3.2 大型公路橋梁墩、臺的施工測量
為了進行墩、臺施工的細部放樣，需要測設(shè)其縱、橫軸線。然后進行公路橋梁墩臺定位、墩柱中心位置放樣、墩臺頂面高程用數(shù)字水準儀測定，還有蓋梁位置放樣、支座墊石放樣、大梁架設(shè)位置放樣、防撞護欄位置放樣。立柱、墩帽軸線誤差為10mm。承臺的軸線誤差為15mm。
3.3 公路橋梁架設(shè)的施工測量
架梁時要考慮相鄰墩、臺距離，在梁的安裝過程中，要使鋼梁始終在正確的平面位置上，橋梁架設(shè)安裝達到設(shè)計要求，支架安裝軸線誤差2mm，各個節(jié)點撓度和橋梁整跨拱度達到設(shè)計要求。由于橋墩高，跨度大，精度高，速度快，常規(guī)測量儀器難勝任，而用測量機器人(鎖定)功能來控制橋梁架設(shè)的安裝，已成功地用于上海盧浦大橋的安裝中。
3.4 VRS，超站儀廣泛應(yīng)用于施工測量
在施工測量中，用VRS系統(tǒng)能對點、線、面以及坡度線進行高效、快捷及到厘米級精度放樣，只需把橋梁線路的起點坐標、方位角、直線長度及曲線要素輸入，馬上得到全線要放樣點的坐標，同時可以與全站儀配合各自發(fā)揮優(yōu)勢。超站儀無需做導線，在需要之處通過RTK建立控制，只需在點上安置儀器一次，超站儀僅需要一組測量人員，在超站儀中自動重新計算，一慣的高精度，測量花費更少的時間。在便利之處安置儀器，不需要控制點，不需要布設(shè)導線，用RTK定位更少的干擾，更少的停工，更快速的放樣，更快速的施工高精度，用超站儀可以直接到達工作地點，立即開始進行工作。測量和放樣更快，更少的全站儀安置，可用于任何類型的作業(yè)，省時省力，更高的生產(chǎn)率和收益，RTK確保一致的高精度遍及整個施工測量區(qū)。
4公路橋梁運營管理階段測量工作
4.1 利用VRS系統(tǒng)對公路橋梁結(jié)構(gòu)檢測
在公路橋梁施工過程中，為加強質(zhì)量管理，相關(guān)質(zhì)量監(jiān)督部門需要對公路橋梁結(jié)構(gòu)樁位、墩柱偏位、支座偏位、公路橋梁軸線、高程等進行檢測，以往采用全站儀等儀器進行檢測時，需要借助施工單位提供的導線點進行測量，有時由于導線點被破壞或不通視等原因?qū)е聶z測無法進行或檢測精度較差。采用VRS系統(tǒng)后，可在一個施工標段內(nèi)(通常不大于10km)設(shè)立一個固定的基準點，這一個標段內(nèi)所有公路橋梁結(jié)構(gòu)的檢測都以此點為基準點，通過移動站進行檢測。減少多次架設(shè)儀器及后視的過程，加快了檢測速度，提高了整體檢測精度。檢測時設(shè)置好基準站，通過移動站對全標段需要檢測的公路橋梁結(jié)構(gòu)部位進行采點取樣，將移動站置于樁位中、墩柱中或支座中等相關(guān)位置，調(diào)平，取點，測量手簿會自動記錄所取點的坐標，輸入點名，保存在相應(yīng)的記錄點庫中。在室內(nèi)通過數(shù)據(jù)導出，將導出的檢測數(shù)據(jù)與設(shè)計值比較，得出偏差值，形成檢測報告格式。
4.2 公路橋梁的形變監(jiān)測
1)利用VRS系統(tǒng)對公路橋梁進行形變監(jiān)測，比傳統(tǒng)的水準測量有明顯的速度快、周期短、精度均勻等優(yōu)勢。用VRS系統(tǒng)與數(shù)字水準測量，把公路橋梁的形變監(jiān)測總費用降低1/3，時間節(jié)省1/3。
2)測量機器人進行公路橋梁形變監(jiān)測，在固定的測站上安置自動化全站儀TCA，配合自動監(jiān)測軟件，在計算機的控制下實施全自動的工作。無需人工干預(yù)全自動的采集、傳輸與處理變形點的三維數(shù)據(jù)，還可實現(xiàn)遠程在線監(jiān)控管理。這是大橋監(jiān)測實現(xiàn)完全自動化的最高最新境界―――自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
采用機器人能完成監(jiān)測，其測角精度0.5″，測距精度1mm 1ppm的精度指標足可勝任。
5結(jié)語
測繪新技術(shù)在橋梁施工、檢測中的應(yīng)用，對橋梁工程測量手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了革命性的變革，其在公路、橋梁工程測量中的應(yīng)用將日趨廣泛。它可以涵蓋公路橋梁測量(包括平、縱、橫)，施工放樣，監(jiān)理，竣工測量，養(yǎng)護測量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面。它將成為未來橋梁工程測量發(fā)展的主流方向。實時動態(tài)(RTK)定位技術(shù)將在公路橋梁勘測、施工、檢測和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。3S集成技術(shù)及隨著超站儀，測量機器人，三維激光掃描系統(tǒng)，CORS，RTK，3S集成系統(tǒng)等在公路橋梁工程中廣泛應(yīng)用和測繪，人工智能的進一步發(fā)展，使傳統(tǒng)公路橋梁工程測量向數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化和社會化方向發(fā)展;達到了輕松、準確、快速的完成橋梁測量工作，進入了橋梁工程測量信息化測繪時代，為道路橋梁工程建設(shè)提供了現(xiàn)代化測繪技術(shù)支持。
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