橋梁工程施工測量技術(shù)應(yīng)用分析

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摘要:介紹了橋梁項目的實際情況，分析了測量技術(shù)施工中的應(yīng)用原理及優(yōu)缺點，給橋梁工程建設(shè)的測量工作的技術(shù)選擇提供了依據(jù)，橋梁建設(shè)應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇不同的測量技術(shù)，合理的測量技術(shù)的應(yīng)用可以保證橋梁建設(shè)的安全順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞:橋梁工程，施工測量，測量技術(shù)，檢測測量

引言

近些年來由于我國道路建設(shè)的快速發(fā)展，也促進(jìn)了道路橋梁工程的不斷發(fā)展，在橋梁施工過程中要綜合考慮、勘測施工區(qū)域的自然情況制定施工方案。由于道路橋梁工程要求較高的施工精度，在施工的各個階段對工程進(jìn)行測量，為工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考是整個工程建設(shè)的必要環(huán)節(jié)，其中施工過程中的放樣作業(yè)尤為重要，而且測量的結(jié)果的精準(zhǔn)度直接影響工程質(zhì)量，因此測量作業(yè)的精準(zhǔn)度的提升越來越依賴先進(jìn)測量技術(shù)的應(yīng)用。

1現(xiàn)代化測量技術(shù)的重要性分析

測繪技術(shù)是一項測量與繪圖相結(jié)合的綜合性測繪體系，測繪技術(shù)在應(yīng)用于工程建設(shè)中時，利用測繪技術(shù)對地形地貌的數(shù)據(jù)采集及制圖設(shè)計，為工程設(shè)計部門的工程設(shè)計與工程施工部門的施工方法提供科學(xué)依據(jù)，為工程結(jié)束后的工程養(yǎng)護(hù)檢查提供技術(shù)支持。在工程建設(shè)前，對項目施工地點的基本情況要有詳細(xì)的了解，這就需要測繪人員利用專業(yè)的測繪技術(shù)對施工區(qū)域進(jìn)行精密的數(shù)據(jù)采集，并建立地理信息數(shù)據(jù)庫對采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，為后續(xù)的建設(shè)施工提供有力的數(shù)據(jù)支持。工程設(shè)計人員對工程的設(shè)計規(guī)劃都是依靠前期的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行，并且也會根據(jù)工程設(shè)計的需要利用測繪技術(shù)不斷的采集新的數(shù)據(jù)規(guī)范設(shè)計。在工程建設(shè)施工階段，施工人員會使用測繪技術(shù)在施工進(jìn)行的同時不斷的進(jìn)行測量，將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)計要求對比，不斷完善施工，從而保證施工的安全與建設(shè)的規(guī)范與進(jìn)度。在工程施工完成后，還可以利用測繪技術(shù)對項目進(jìn)行跟蹤檢測養(yǎng)護(hù)，這時候測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢就特別明顯了，可以大大提高效率，節(jié)省人力物力財力?？傊疁y繪技術(shù)在工程建設(shè)的整個過程中貫穿始終，促進(jìn)工程建設(shè)的快速發(fā)展。

2橋梁工程概況介紹

該橋梁項目(如圖1所示)位于長江下游，連接兩省兩個經(jīng)濟相對發(fā)達(dá)的地級市，該項目設(shè)計為雙向六車道，橋基面的寬度長37m。該大橋右汊斜拉橋，起始與終點樁號分別為K20+210，K21+540，總長度為1330m，其中主橋的長度達(dá)到了560m，引橋長度為770m。主橋(88+384+88)m雙索面半漂浮體系斜拉橋，引橋為連續(xù)箱梁。該橋梁的建設(shè)使得兩省交通更加便利，聯(lián)系更加緊密，將大大促進(jìn)兩個城市的社會經(jīng)濟發(fā)展。

3在橋梁工程建設(shè)中測量技術(shù)的應(yīng)用分析

3．1水準(zhǔn)儀測量技術(shù)的應(yīng)用

水準(zhǔn)儀測量技術(shù)在眾多的工程高程測量技術(shù)中屬于測量精確度比較高的一種技術(shù)，其工作原理就是通過測量目標(biāo)點兩點間的高程差來實現(xiàn)。利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量時需要進(jìn)行以下幾個步驟:1)按照設(shè)備安裝說明，將設(shè)備的各組成部分安裝好，安置在指定位置;2)對水準(zhǔn)儀精心粗平;3)將水準(zhǔn)儀放置在兩個測量點的中間位置;4)水準(zhǔn)儀精平(自動安平水準(zhǔn)儀可以忽略這一步驟);5)數(shù)據(jù)讀取，根據(jù)設(shè)備測量顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量的精確度高、可操作性強、數(shù)據(jù)采集便利等優(yōu)勢明顯。具體原理如圖2所示:A，B兩點為測量目標(biāo)點，A向B為前進(jìn)方向，首先通過測量得到A點的高程HA，兩點之間安裝水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量得到B點的高程HB，然后通過A，B兩點上的水準(zhǔn)尺前視與后視讀數(shù)記為a，h，然后得到兩點高差hAB=a－h(huán)。在橋梁建設(shè)施工中，使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量影響測量精準(zhǔn)度的主要因素是人為因素，所以在測量人員上崗前首先要進(jìn)行水準(zhǔn)儀使用培訓(xùn)，規(guī)范水準(zhǔn)儀的操作流程，使用步驟，明確各項參數(shù)的輸入，如果需要序偶次使用該測量精度，還需要進(jìn)行相鄰水準(zhǔn)點的閉合測量，從而降低測量誤差。比如在該橋梁工程建設(shè)中，利用水準(zhǔn)儀對高程進(jìn)行測量的技術(shù)要求如表1所示(L為往返測段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度(km))。高程控制測量技術(shù)要求如表2所示，需注意的是控制網(wǎng)節(jié)點間長度不應(yīng)大于表中長度的70%。水準(zhǔn)儀的使用對作業(yè)區(qū)域的水平角度有著較高的要求，如果滿足不了水準(zhǔn)儀的相關(guān)要求，測量的精確度就容易產(chǎn)生較大的誤差，尤其是對地形比較復(fù)雜的地區(qū)的測量作業(yè)，會制約水準(zhǔn)儀的使用，不利于水準(zhǔn)儀測量作業(yè)的順利實施。隨著測量技術(shù)的不斷發(fā)展，適應(yīng)性更強的測量技術(shù)也不斷出現(xiàn)，比如全站儀測量技術(shù)、GPS測量技術(shù)等，這些技術(shù)與水準(zhǔn)儀的綜合利用，可以有效實現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢互補，促進(jìn)橋梁測量工作的發(fā)展。

3．2全站儀測量技術(shù)的應(yīng)用

全站儀測量技術(shù)是當(dāng)今工程施工中應(yīng)用比較廣的一種技術(shù)，在對項目坐標(biāo)精度要求比較高的項目中是首選的技術(shù)。全站儀的使用可以使得測量工作只架設(shè)一次設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)采集與處理。在該橋梁建設(shè)中利用全站儀進(jìn)行高程測量放樣，首先在橋墩與水準(zhǔn)點之間選擇好位置安放好全站儀，測出橋墩標(biāo)高為H1，項目設(shè)計標(biāo)高為H2，二者標(biāo)高差為H3，通過測得全站儀與實際標(biāo)高控制點的距離S以及角度∠1，得到D=S×cos∠1，h=S×sin∠1，那么h1=h－h(huán)3，以此得出∠2的數(shù)值，∠1與∠2相減，然后向下旋轉(zhuǎn)全站儀照準(zhǔn)部所得角度即為設(shè)計高程。雖然全站儀測量技術(shù)在測量作業(yè)中的操作比較簡單，測量的精準(zhǔn)度比較高，但是其測量容易受地形地勢和通視條件的影響，當(dāng)遇到這種作業(yè)環(huán)境的時候可以使用GPS測量技術(shù)來實現(xiàn)精準(zhǔn)測量。

3．3GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

與前面提到的兩種技術(shù)相比，GPS的測量技術(shù)的應(yīng)用對環(huán)境的要求比較低，既可以在地形復(fù)雜的環(huán)境下使用，也可以高效率的長時間連續(xù)作業(yè)，該技術(shù)可以分為靜態(tài)GPS與動態(tài)GPS兩種。動態(tài)GPS測量技術(shù)相較于水準(zhǔn)儀測量技術(shù)與全站儀測量技術(shù)，測量精準(zhǔn)度方面不足，在橋梁建設(shè)中可以在精度要求不嚴(yán)格的地方使用，特殊情況下是可以聯(lián)合水準(zhǔn)儀與全站儀使用，能夠更完美的完成測量作業(yè)。靜態(tài)的GPS測量技術(shù)即結(jié)合工程情況進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)、設(shè)置相關(guān)精度參數(shù)，然后按照工程情況安裝GPS接收設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，最后將采集的數(shù)據(jù)輸入專有軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。靜態(tài)GPS測量技術(shù)的穩(wěn)定性高，精度準(zhǔn)確，可以實現(xiàn)全工程的控制測量，但其不能自動進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，如果測量的誤差過大時需要重新進(jìn)行布置觀測。

4管理階段的管理測量技術(shù)的應(yīng)用分析

4．1利用VRS系統(tǒng)對橋梁結(jié)構(gòu)檢測

在橋梁建設(shè)中，工程質(zhì)量監(jiān)管部門會針對橋梁的重要部分進(jìn)行檢測，當(dāng)利用全站儀進(jìn)行測量檢測時需要用到施工方使用的導(dǎo)線點，由于導(dǎo)線點的損壞或不通視可能就會導(dǎo)致檢測進(jìn)行不了或者檢測結(jié)果不精確。在使用VRS測量系統(tǒng)后，只要施工段內(nèi)設(shè)立一個固定基準(zhǔn)點，在這個施工段內(nèi)所有的橋梁檢測都可以以此為基準(zhǔn)點進(jìn)行檢測測量，可以減少架設(shè)儀器及觀測次數(shù)，在保證測量精度的基礎(chǔ)上提高了檢測效率。在VRS系統(tǒng)檢測時首先確定好基準(zhǔn)站位置，然后通過移動站對標(biāo)段內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行采點取樣，測量手簿會自動記錄取點的數(shù)據(jù)，輸入取點編號后會自動保存在數(shù)據(jù)庫里，檢測作業(yè)完成后要將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦與施工設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，求出差值，最后編寫成報告。

4．2橋梁的形變監(jiān)測

1)可以利用VRS系統(tǒng)對橋梁進(jìn)行形變的監(jiān)測，VRS系統(tǒng)在測量的精準(zhǔn)度、測量效率以及測量成本與常用的水準(zhǔn)測量的方式相比優(yōu)勢很明顯。2)對橋梁的形變監(jiān)測還可以利用測量機器人，利用自動化全站儀TCA與匹配軟件，利用信息化技術(shù)實施橋梁自動檢測。這就可以省去監(jiān)測中的人為因素，更大限度的提高監(jiān)測精準(zhǔn)度，從而實現(xiàn)監(jiān)測的全程自動化，角度與距離的測量精度可以達(dá)到0．5″與1mm+1ppm足以滿足施工設(shè)計要求。

5結(jié)語

社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促進(jìn)了橋梁工程建設(shè)中測量技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。各種先進(jìn)的測繪技術(shù)的應(yīng)用，使得橋梁建設(shè)的智能化、數(shù)字化程度更高，橋梁建設(shè)更加精準(zhǔn)、質(zhì)量更可靠與安全性更有保障，大大提高了橋梁建設(shè)的經(jīng)濟效益與社會效益，同時新的測繪技術(shù)與系統(tǒng)(例如:激光掃描系統(tǒng)、低空平臺數(shù)字測量儀等)也將會在不久的將來成為橋梁建設(shè)的技術(shù)保障，不斷呈現(xiàn)測繪技術(shù)的價值。

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作者：馬長清 單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院