公路橋梁工程測量技術探析
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武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢長江大橋上游2.3公里，為武漢市的第八座長江大橋，全長9.18公里，其中正橋全長3.42公里，橋面寬38米。正橋布置雙向8車道，設計行車速度為60公里/小時。武漢鸚鵡洲長江大橋為我國首座三塔四跨地錨式懸索橋，施工過程具有強烈的幾何非線性，對風速、溫度和制造誤差等都非常敏感，應于貓道、主纜和加勁梁的施工前分別進行全橋貫通測量;同時，為控制主纜和索股線性，還必須監測跨徑和索塔的變化。所以，為保證橋梁的高程與跨距一致，測量基準統一，橋梁工程對測量測繪技術要求很高，傳統的測量測繪技術已不能滿足要求，而現代化測量測繪技術的應用很好地彌補了不足，為武漢鸚鵡洲長江大橋的建設與實現提供了技術支持。
1規劃設計階段測量、測繪技術的應用
1．1利用VRS系統繪制高精度的地形圖
利用VRS系統，也就是虛幻參考站系統，只要完成采集碎部點的屬性和坐標，就可繪出地形圖。這樣，一臺GNSS接收機便可完成幾臺GNSS接收機的工作，不僅降低了測量成本，還提高了工作效率。而且，與常規的測圖方法相比，VRS系統的可靠性、定位精度也得到了很大的提升。
1．2橋梁勘測設計一體化系統的建立和運用
橋梁勘測設計一體化系統是在現代信息技術的條件下對橋梁勘測設計工作的一種創新:利用GPS技術獲得無人機對公路橋梁航拍的航帶內控制點三維坐標的空間信息，借助數字攝影測量系統完成地形圖的繪制;用遙感技術收集橋梁沿線的水文地質等各種信息，并將之繪制到遙感圖上，便可以快速地得到勘測結果，并且耗費低，節約了勘測成本;在CIS(地理信息系統)中傳入遙感信息、地形等野外采集信息，橋梁工程的前期規劃、方案設計、施工等工作便可得以進行，而諸如立項、評估、決策以及橋梁的工程勘測設計等一系列工作也有了有力的信息保障。
2．1施工控制網的測量
橋梁平面控制網通常分兩級布設，橋的軸線主要被首級控制網控制。根據公路橋梁所處的地形條件以及橋梁所跨越的河寬，首級GPS平面控制網的布設按照一級GPS控制網的技術指標進行。公路橋梁的首級控制網一般用GPS靜態相對定位測量，再經過相應的處理獲得平面定位成果，具有精度高，工效高，成本低等優點。由于在公路橋梁的勘察階段，設計單位的控制點達不到施工過程中對施工放樣的點的密度要求，加上不可避免的一些點位損壞等因素，需加密控制測量網。利用VRS動態測量可以在橋梁工程加密控制測量網中獲得測點的三維坐標，這一方法已被中小型公路橋梁廣泛應用在對施工平面控制網的測量中，并取得了良好的成效。
2．2橋臺、橋墩的施工測量
準確地測設公路橋梁橋臺、橋墩的中心位置及它的縱橫軸線是橋梁施工階段最重要的工作之一，可采用直接丈量法，電磁波測距法或交會法。除測設縱橫軸線，還要進行橋梁橋臺、橋墩的定位，橋臺、橋墩中心位置線的放樣，大梁架設位置的放樣，支座墊石的放樣等工作。
2．3架設的施工測量
主纜架設前要進行全橋貫通測量，以確定高程和各跨徑都符合設計要求。全站儀坐標法可用來直接測量平面，全站儀三角高程法可用來測量高程，并配合水準儀鋼尺復核。而近年新興的機器人(鎖定)功能被越來越到的用來控制公路橋梁架設的安裝，并取得了良好的成效。
2．4施工測量中的新興技術
隨著測量、測繪技術的發展與進步，一些更先進，更便捷的技術手段被運用于公路橋梁的施工測量中。VRS系統可對點線面及坡度線進行高效的精度放樣，同時與全站儀相配合，更好的發揮各自的優勢。超站儀可以在需要處通過PTK技術建立控制，而且用超站儀測量和放樣可以減少全站儀的安置，不僅提高了效率，還提高了精度。由于超站儀可適用于各種類型的作業，省時，省力，又高效，這種技術已經被廣泛應用于施工測量的整個領域。
3運營階段測量、測繪技術的應用
3．1VRS系統在公路橋梁結構檢測中的應用
質量監督部門為了加強對橋梁的質量管理，在公路橋梁施工過程中需要對橋梁的軸線、高程、柱位、支座偏位等進行檢測，在傳統方法中，監督部門常用全站儀等儀器進行測量，這種方式受控制點的因素影響很大。而隨著GPS技術和網絡信息化的發展，VRS技術已被廣泛應用于橋梁施工的測量中。現在的VRS系統可在一個施工標段內設立一個固定的點，以此點作基準點，此標段內的所有公路橋梁結構都可通過移動站進行檢測，從而大大提高了整體檢測的精度。
3．2橋梁工程的變形監測
由于橋梁工程的特殊性，在它的變形監測方面需要研究開發橋梁動態和靜態的變形監測，對測量測繪的自動化技術及措施要求更高。VRS系統于傳統的水準測量相比，不僅速度更快，周期更短，精度也更加均勻。VRS系統與數字水準測量結合使用，便可減少公路橋梁變形監測費用的三分之一，縮減時間的三分之一。而測量機器人在固定的測站上安裝全自動化的站儀，與自動檢測軟件相配合，便可全自動地在計算機的控制下實施工作，不僅可采集、處理與輸出變形點的三維數據，還可進行遠程的在線監控管理，使公路橋梁工程的檢測實現了自動化、智能化、網絡化的完全自動化的最新最高境界。此外，三維激光掃描技術利用激光測距原理來獲取所需目標數據，可以將被掃描對象的形態特征和整體結構準確地描述出來，并生成三維數據模型，定性、定量地分析公路橋梁，對橋梁運營管理中的變形作用進行更好地檢測。
4結束語
測量測繪工作貫穿整個公路橋梁的工程，在橋梁建設中擔當了非常重要的角色。隨著測量與測繪技術的發展，以及新技術在公路橋梁工程中的運用，橋梁工程的作業方法和測量手段已經發生了革命性的變革。PTK系統、VRS系統以及全自動機器人功能等這些現代化的測量測繪技術將會成為未來公路橋梁工程測量發展的主流方向，它們為公路橋梁工程建設的現代化發展提供了強有力的技術支持，并且促使傳統的公路橋梁工程測量邁向數字化，自動化，網絡化和社會化，進入測量測繪信息化的新時代。
作者：劉緯農 單位：江西省地礦局贛中地質大隊
