淺談土木工程測(cè)量精準(zhǔn)度要求在橋梁工程中的發(fā)展趨勢(shì)

許昌毓+陳冬華

摘 要：橋梁工程投資巨大，常建于交通樞紐，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位十分重要。展望中國(guó)橋梁工程的發(fā)展前景，跨江、跨河、跨海等大跨度橋梁的建設(shè)會(huì)是這幾年的主流。此類(lèi)重要的大型橋梁并非像其他土木工程一樣，長(zhǎng)期以來(lái)，測(cè)量誤差可以在一定范圍內(nèi)允許存在。相反，測(cè)量精準(zhǔn)度必定隨著橋梁工程的發(fā)展而發(fā)展，確保橋梁建造過(guò)程的精準(zhǔn)化已經(jīng)成為其后續(xù)安全耐久運(yùn)行的重要課題。

關(guān)鍵詞：土木工程測(cè)量精準(zhǔn)度 橋梁工程 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（a）-0056-02

改革開(kāi)放后，隨著國(guó)外橋梁工程先進(jìn)理念和技術(shù)不斷涌入，我國(guó)已建造上百座大跨橋梁。其中橋梁施工技術(shù)是工程建設(shè)的重中之重，不僅關(guān)系到工程整體建造水平，更關(guān)系到未來(lái)大型橋梁在其服役期內(nèi)的安全性和耐久性。而施工的起點(diǎn)來(lái)源于土木工程測(cè)量技術(shù)，這種具有數(shù)字特征的擬建橋梁工程結(jié)構(gòu)物的實(shí)際地面坐標(biāo)，是作為橋梁工程建設(shè)的基礎(chǔ)和依據(jù)。因此，要不斷推進(jìn)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷求精，為橋梁工程的施工打下良好的基礎(chǔ)。

1 土木工程測(cè)量在橋梁工程中的應(yīng)用

1.1 橋梁工程規(guī)劃環(huán)節(jié)

根據(jù)橋梁工程所具備的工程特點(diǎn)，結(jié)合環(huán)境條件進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。要求工作人員針對(duì)橋址的不同比例尺地形圖進(jìn)行搜集與整理，安排測(cè)量人員測(cè)量橋址地質(zhì)、水文狀況，設(shè)計(jì)人員根據(jù)各項(xiàng)勘測(cè)結(jié)果，結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)方案的編制。本環(huán)節(jié)中，測(cè)量工程對(duì)獲取橋址的實(shí)際參數(shù)、提高設(shè)計(jì)的可靠度有著基礎(chǔ)性的影響。

1.2 橋梁工程施工環(huán)節(jié)

在完成橋梁項(xiàng)目的審查批復(fù)后便進(jìn)入了施工階段。施工階段中測(cè)量具體包括以下內(nèi)容：橋位平面和高程控制測(cè)量，建立平面和高程控制網(wǎng)；橋址定線測(cè)量，在等級(jí)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上按I級(jí)導(dǎo)線測(cè)量精準(zhǔn)度測(cè)量；河床地形測(cè)量，橋位大比例尺的陸地地形測(cè)繪，準(zhǔn)確反映地形、地物現(xiàn)狀、測(cè)量與橋址中線交叉的道路及平面位置、高程及懸空高度等。

1.3 橋梁工程驗(yàn)收環(huán)節(jié)

橋梁工程竣工后仍要依賴(lài)工程測(cè)量進(jìn)行橋址的具體勘察和數(shù)據(jù)核實(shí)。本環(huán)節(jié)中，工程測(cè)量數(shù)據(jù)必須與設(shè)計(jì)參數(shù)相符合，并作為驗(yàn)收?qǐng)?bào)告編制的基本依據(jù)。本環(huán)節(jié)測(cè)量應(yīng)包括工程檢測(cè)狀況、工程總質(zhì)量等，并保留相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)理工程師結(jié)合工程特點(diǎn)，編制相應(yīng)的測(cè)量監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，來(lái)保證監(jiān)理測(cè)量工作的質(zhì)量。

1.4 橋梁工程運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)

本環(huán)節(jié)測(cè)量工作的主要任務(wù)是橋梁服役期間的變形觀測(cè)。由于在各種因素的影響下，橋梁在服役過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生變形，這種變形如果超過(guò)了規(guī)定的限度，就會(huì)影響其正常使用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害其使用安全。因此，為了監(jiān)視橋梁結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定情況，了解其設(shè)計(jì)是否合理，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論是否正確，需要定期對(duì)其位移、沉降、傾斜以及擺動(dòng)等進(jìn)行觀測(cè)。

2 測(cè)量精準(zhǔn)度在橋梁工程中的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在實(shí)際工程中，測(cè)量誤差主要來(lái)源于4個(gè)方面。

（1）計(jì)量器具的誤差，計(jì)量器具本身就有誤差，在設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生。測(cè)量器具的好壞直接影響橋梁工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工，以及后續(xù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)沉降、位移、傾斜等變形的觀測(cè)。

（2）方法誤差，即測(cè)量方法的不完善引起的誤差。限于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和較低的施工要求，目前橋梁工程相關(guān)測(cè)量方法為了簡(jiǎn)介高效多基于經(jīng)驗(yàn)和近似，無(wú)法做到較高程度的精確。由于其受荷載復(fù)雜性，橋梁結(jié)構(gòu)本身計(jì)算方面一直是橋梁工程發(fā)展上的一個(gè)難點(diǎn)，因此，基于橋梁工程的測(cè)量數(shù)據(jù)處理誤差較大。

（3）環(huán)境誤差，即不符合測(cè)量條件的環(huán)境引起的誤差。環(huán)境問(wèn)題的影響將越來(lái)越受到重視，橋梁工程與環(huán)境工程融為一體，跨江、跨河、跨海等大跨度橋梁的建設(shè)環(huán)境是我們無(wú)法掌控的。

（4）人員誤差，即測(cè)量人員的差錯(cuò)導(dǎo)致的誤差。測(cè)量人員可能存在專(zhuān)業(yè)能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)欠缺等問(wèn)題，再加上測(cè)量工程涉及范圍一般較為復(fù)雜繁瑣，工程任務(wù)繁重，工作量大，很難避免人為誤差。

3 土木工程測(cè)量精準(zhǔn)度要求在橋梁工程中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 單測(cè)范圍擴(kuò)大化

橋梁跨徑隨著橋梁施工技術(shù)、計(jì)算理論的進(jìn)步一直在不斷加大，并且由于跨海橋梁工程的出現(xiàn)，橋梁還要向更大跨徑的方向發(fā)展。同時(shí)，橋梁設(shè)計(jì)在滿足使用功能要求的基礎(chǔ)上越來(lái)越注重橋梁外觀造型設(shè)計(jì)，出現(xiàn)了許多造型獨(dú)特的大跨橋梁。在這些特殊大跨橋梁施工過(guò)程中，整體化測(cè)量顯得尤為重要。傳統(tǒng)工程測(cè)量在測(cè)量范圍較大時(shí)往往采取分段測(cè)量的方式，在轉(zhuǎn)點(diǎn)的交接處不可避免會(huì)有所疏漏，處理不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致橋梁在施工過(guò)程中的種種誤差，這也就意味著在保證精準(zhǔn)度的情況下，橋梁工程中的一次性測(cè)量將向更大范圍發(fā)展，要從零碎逐漸轉(zhuǎn)向整體。

3.2 測(cè)量極度精準(zhǔn)化

未來(lái)橋梁主體材料將由高強(qiáng)度輕質(zhì)太空材料所取代，其形變?nèi)菰S度必然趨于更??；不同類(lèi)型輕質(zhì)材料組合拼裝的各類(lèi)新型斜拉橋、懸索橋、輕質(zhì)拱橋?qū)?shí)現(xiàn)1500m以上大跨目標(biāo)，微小的誤差很可能積累成大的錯(cuò)誤?？鐝皆酱?，橋梁結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)和眾多不確定因素隨之增加，極其精準(zhǔn)的測(cè)量手段有助于減少橋梁建設(shè)中關(guān)鍵部位的細(xì)小結(jié)構(gòu)缺陷，這對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的工程測(cè)量都提出了新的要求，即從簡(jiǎn)單的水準(zhǔn)、高程等的測(cè)量向更高精準(zhǔn)度發(fā)展。

3.3 測(cè)量系統(tǒng)靈敏化

隨著人類(lèi)需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大概念的測(cè)量工程已經(jīng)在空間維度和動(dòng)態(tài)化方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步。未來(lái)測(cè)量器具將會(huì)同橋梁上裝配的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，同時(shí)可以隨時(shí)通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)保證橋梁形變?cè)诎踩秶畠?nèi)，一旦發(fā)生較大位移、沉降或傾斜，將自動(dòng)報(bào)告相關(guān)部位和應(yīng)對(duì)策略。

3.4 測(cè)量主體組織化

目前，土木工程行業(yè)正在從勞動(dòng)密集型向集中化生產(chǎn)發(fā)展，土木人員各方面的能力和素養(yǎng)要求越來(lái)越高。工程測(cè)量有組織地展開(kāi)可以保證所得參數(shù)的全面性和準(zhǔn)確性，提高橋梁施工效率和質(zhì)量。實(shí)踐證明，積極推動(dòng)測(cè)量人員的專(zhuān)業(yè)化和組織化，有助于更好地實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作的展開(kāi)和后續(xù)參數(shù)的處理，繼而實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量的規(guī)范化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工程測(cè)量精準(zhǔn)度的深入研究與實(shí)際應(yīng)用，將使我國(guó)的橋梁建設(shè)事業(yè)邁上嶄新的臺(tái)階，取得舉世矚目的成果。所以，要想使得橋梁工程的安全和質(zhì)量得到有效的保證，還需要不斷開(kāi)拓進(jìn)取，將現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，從而提高橋梁工程中工程測(cè)量的精準(zhǔn)程度，為我國(guó)建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

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