公路橋梁工程測量技術與測繪技術的應用

楊志斌 林磊

摘要：我國公路橋梁事業近幾年來發展迅速，但由于其工程具有獨特性，因此對于工程施工的速度和精度都有更高的要求，測量、測繪技術在整個公路橋梁工程中都得以體現，因此對于其測量儀器的精密度與準確性要求也更高，而伴隨科技的發展，測量、測繪技術近幾年來也發展迅速，本文對在公路橋梁工程建設中測量、測繪起到的作用進行了簡要說明，重點對測量、測繪技術在公路橋梁工程中的應用進行研究，希望未來我國的公路橋梁事業可以發展的更好。

【關鍵詞】公路橋梁工程;測量技術;測繪技術

公路橋梁工程因其具有橋墩高、橫跨度大、施工類型繁雜等特點，因此對于橋梁架設速度以及精密度要求較嚴苛，同時公路橋梁工程對于測量、測繪自動化要求極高，以往的儀器已無法滿足其需求。這時新的測量、測繪技術隨著科技的發展逐漸被廣泛應用，這些新興技術在作業方式以及技術手段等方面都與以往不同，而正是這些技術的興起也意味著公路橋梁工程走進了又一個階段。

1.公路橋梁工程中測量、測繪技術的作用

測繪技術是結合測量與繪圖的一個內容豐富的測繪體系，其中包括測繪儀器、測繪的發展與形成史、遙感技術、衛星定位技術、GPS以及數字化測圖等等。而當測繪技術具體應用于公路橋梁施工中時，則是利用對公路橋梁進行地質勘查，并結合實際地貌進行設計，從而采取最為合適的施工方法，并在工程結束后定期進行養護檢查的一個過程。

在進行公路橋梁建設時，在項目施工前測繪技術應用較為突出，想要獲取施工地點的基本情況就需要相應數據的支持，而利用地理信息系統則可快速獲取到所需要的內容。并且可以通過對于地理信息數據庫的建立來對數據進行分塊分析，同時施工地點的環境與地理空間等數據也可在數據庫內找到相應的模塊，高效準確的數據支持會給后續施工帶來極大的便利。測繪技術是一項貫穿于公路橋梁施工全過程的一項技術，初期的勘查為建設者提供強有力的數據支持，并且在公路橋梁設計之初，相關設計人員所依靠的數據都是前期測量所得，在設計過程中依據相應的需求對數據進行不斷采集，利用測繪技術不斷對設計規范加以完善，最終完成公路橋梁施工設計。

在進行實地施工環節時，利用測繪技術施工人員可以在施工過程中不斷進行測量和比對，進一步完善公路橋梁施工。公路橋梁施工完成后，還可利用測繪技術對后期的養護和檢查進行定向跟蹤，特別是對于養護工作來說，測繪技術所體現的價值更為明顯。公路橋梁養護從廣義上來說是指為確保公路橋梁得以安全通車而采取的一些間接措施，比如建立相應規章制度、完善檔案管理系統、設置專項應急方案等等。而公路橋梁養護從狹義來講則是指對公路橋梁進行相關檢查、評估、維修、鞏固等工作，以此使得公路橋梁可以長期處于正常完好的狀態。建立公路橋梁檔案可以有助于對其進行監控，而收集地理數據信息可以不斷提高公路橋梁養護技術，而在最后查驗環節，要結合實際情況對公路橋梁進行分析研究，制訂出最為適用的加固養護方法。總之測繪技術貫穿于公路橋梁施工的全過程，同時所產生的數據為日后公路橋梁建設打下堅實的數據根柢，更有助于公路橋梁建設的發展。

2.測量、測繪工作在設計階段的應用

2.1橋梁測量內容

在對公路橋梁設計之初，首先要對其進行設計和勘測，從而對公路橋梁本身結構進行掌握，也方便后續工作的順利開展。因此測繪地形圖就成為了設計之初的首要工作，當進入具體施工階段要建立有效的公路橋梁控制網，對橋墩、橋臺、梁體結構等實行施工放樣，保證公路橋梁施工的精準度，同時還要對橋梁變形進行觀測目的是為了橋梁可以有效安全運營。

2.2繪制大比例地形圖利用VRS系統

（虛擬參考站系統）簡稱VRS系統，是利用GNSS基準站對觀測到的數據采取計算機處理從而得到的一種模擬的數據觀測值，其優點是精準度高，具備可靠性，一定程度上增加工作效率。采取VRS系統進行測量時，一臺GNSS接收機即可完成好幾臺GNSS接收機的任務，降低成本的同時工作效率也有大幅度的提升。以往的測圖方式要先做控制網，進而進行碎步測量，用VRS系統采集相應碎部點屬性和坐標即可利用繪圖軟件進行地形圖的繪制，大大提高了工作效率。

2.3設計一體化系統在公路橋梁勘測中的應用及建立

設計一體化在公路橋梁勘測中是利用當代的信息條件來對以往公路橋梁勘測設計的一個換代，采用無人機對公路橋梁進行航拍，并將所得數據轉為影像，而后利用GPS技術獲取控制點的三維坐標信息，利用數字攝影測量系統最終完成繪制地形圖的工作。測繪技術中的遙感技術可將公路橋梁沿線的各種水文地質信息進行匯集，并能直接將所獲信息繪于遙感圖上，不僅勘測結果可以快速得到、資金投入也大大減少。將地質、遙感信息及采集到的野外信息導入CIS（地理信息系統）中，即可對公路橋梁進行初步設計、規劃、施工等一系列的操作，同時也為評估、勘測、立項等工作提供了信息技術支持。

3.測量、測繪工作在建設階段的應用

3.1施工控制網的測量

公路橋梁因地理條件和所跨長度的不同會直接影響控制網的測量，通常公路橋梁兩級需布設平面控制網，首級控制網采取GPS靜態相對定位測量用于對橋梁軸線進行控制。其具備成本低、精度高、效率快等特點。但在實際施工過程中有些控制點設計單位設計時無法滿足實際施工放樣的要求，加之有些點位會被損壞，所以控制測量網需加密，按主控網四等級布置，獲取有效三維坐標點來對控制網進行準確的測量。現下這一方法在中小型公路橋梁施工中應用較為廣泛，對于平面控制網的測量成效較為顯著，在一定程度上促進了我國公路橋梁建設的發展。

3.2橋墩、橋臺施工測量

對于公路橋梁來說測量橋墩、橋臺是公路橋梁施工中最為重要的工作之一，其中心位置和縱軸線的測量更是重中之重，精準的數據可以確保公路橋梁施工更加方便，同時質量方面也會更加可靠。通常采取的測量方式有交會法、直接測量法、電磁波測距法，比較常用的則是直接測量法，直接對橋梁橫、縱軸線位置進行測量，對橋臺、橋墩不斷進行精準定位，保證公路橋梁得以安全使用。

3.3公路橋梁架設的施工測量

全橋貫通測量是在主纜架設前所需考慮的問題，不僅對橋臺和橋墩之間的距離要求較高，同時還要確保公路橋梁施工的安全性。因此，在進行梁架設時高程測量利用全站儀三角高程法，地面測量利用全站儀坐標法，輔以水準儀鋼尺進行復核，使得鋼梁接觸面始終保持在正確水平線上，將支架安裝軸線誤差縮為最小，盡可能保證公路橋梁架設的施工水平。

3.4施工測量新興技術超站儀、VRS

伴隨測量、測繪技術的不斷變化，一些新興的測量技術逐漸被應用于公路橋梁實際工作中來，其中被人們廣泛利用的當屬VRS系統，VRS系統可精準對點線面進行放樣，在公路橋梁進行測量時采取VRS系統，相關人員只需將公路橋梁方位角、起點坐標、曲線要素以及直線長度進行輸入，系統會自動生成公路橋梁全線的放樣點坐標，還可采取全站儀與VRS相配合的形式，將公路橋梁的精準度不斷提升。利用超站儀進行測量放樣時可不需要全站儀的配合，超站儀的工作原理是利用PTK技術來對精度進行控制，在某些程度上提升了精度，加快了施工速度。同時，超站儀不受場地限制可應用于各個領域，由于其具備的特點也被廣泛用于測繪行業。

4.測量、測繪技術在運營階段的應用

4.1公路橋梁結構檢測中VRS系統的應用

為強化對于公路橋梁的質量監管，相關部門在對公路橋梁進行施工時要對橋梁柱位、橋梁軸線、橋梁支座偏位、橋梁高程等方面進行質量把控，以往的檢測方式是采用全站儀等進行測量，不僅耗時長還極易受到控制點的影響而導致結果不準。而隨著VRS技術的興起以及網絡技術和GPS的發展，現在只需利用VRS系統在其施工段內設一點，此點作為基準點，這樣移動站會自行將該標段中公路橋梁所有的結構檢測一遍，且耗時低、精度準。

4.2公路橋梁變形監測

因公路橋梁其本身的特殊性，對于其變形監測包含靜態監測和動態監測，相應對于監測措施和技術要求也會更高。VRS系統較傳統監測方式相比有著高效、精準、速度快等特點，將數字水準測量與VRS系統結合使用，用于監測公路橋梁變形的花費會節省一半，監測時間也會縮短三分之一。除了VRS系統還可使用測量機器人來檢測公路橋梁是否變形，測量機器人是在測站固定點安裝自動化全站儀，加上自動監測軟件的配合，在計算機的全自動控制下進行工作，可自動處理、采集、輸出變形點的三維數據，在線監控也可遠程控制測量機器人，這樣公路橋梁監測全然實現了機器化、自動化、一體化的狀態。同時相比傳統監測辦法，數據由測量機器人所測其指標精度更為準確，其測距精度高達1mm+1ppm，測角精度高達 0.5″。

除以上兩種方法外，三維激光掃描也可通過激光測距原理來對目標數據進行獲取，該項技術不需與其它設備合作，不僅可以將掃描對象的形態特征與整體結構完整掃描出來，還可在第一時間生成精準的三維數據模型，避免對點數據進行理解時受到其片面性和狹隘性的困擾。三維激光掃描較以往掃描技術相比具備高效、精準、成本低等特征。此外，采取三維激光掃描這一測量方式，不僅可以對公路橋梁變形進行良好監測，還可對公路橋梁點位信息進行收集，建成公路橋梁三維立體模型，以此對公路橋梁進行定量分析，可以很好的對公路橋梁使用中所造成的變形、橋墩沉降進行監測。

5.結束語

綜上所述測量、測繪工作在公路橋梁施工中起著至關重要的作用，貫穿整個公路橋梁施工過程，同時公路橋梁工程的測量方式與作業方法也發生了巨大的改變，VRS系統、PTK系統、全自動機器人、三維激光掃描等新興測量、測繪技術勢必會逐漸成為以后公路橋梁工程測量的主體趨勢，這些手段不僅為公路橋梁建設提供了強大的數據保障，同時還促使公路橋梁工程逐步邁入自動化的行列，相信有了這些技術的支持我國公路橋梁行業一定會穩步前行。

【參考文獻】

[1]李蕩.淺談現代測繪技術在道路橋梁工程中的應用[J].價值工程，2018，v.37;No.500（24）：260-261.

[2]周韶曄.淺談測量技術在公路工程中的應用[J].門窗， 2018（3）：45-45.