桥梁施工控制测量技术探究

桥梁施工控制测量技术探究

任秀峰

任秀峰

聊城市惠通路桥有限责任公司山东省聊城市252000

摘要：桥梁施工检测控制网的轴线与公路线路控制网线路中线之间完成正确连接，是当前勘察设计和施工工程中的一项重要问题。本文主要介绍桥梁施工控制测量技术旨在为提高我国公路桥梁工程测绘工作的质量，促进测绘技术的发展提供借鉴。

关键词：桥梁；施工控制；测量

引言

桥梁施工前测量是提高建设效率、保证施工质量、保障员工的人身安全、提高桥梁运营效益的前提。在桥梁建设中，要考虑到经济效益、社会效益、安全性等多种因素，这就需要更为先进、卓越的测量技术。几何测量技术是目前已知的较为先进的测量技术，它是由测量学衍生出来，以变形观测相关理论为基础，选择了最为有利的观测点和路线，借助先进的科技设备，得出具体某个点的测量结果，具有较高的精确性。但是随着科学技术和社会的发展，对桥梁工程的测量提出了更为精确的要求，这就需要对测量和记录的方式方法进行改进。

1、水准仪测量技术

在道路桥梁工程中的应用水准仪测量是通过测量水平视线上两点间高差的几何原理来予以实现的，水准测量是目前高程测量手段中精度最高的一种测量方法，其需要通过仪器的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤来予以完成，具有操作便捷简单、测量效率高、数据直观精准等优点。水准仪的测量原理与方法如图一所示，假设在地面上有A、B两点，测得A点的高程为HA、为求B点的高程HB，就需要在A、B两点之间安置水准仪，并在A、B两点各竖立一把水准尺，通过水准仪读取水平视线在前视尺截取的读数为a，后视尺上截取的读数为b，那么便可根据读数求A、B两点的高差为：hAB=a-b，那么B点的高程就为HB=HA+hAB。水准测量的人工参与因素较多，因此测量需严格按照水准测量操作的规程予以进行，使用的仪器也必须经过有关部门校核，并在使用之前对精度进行校验，每相邻两个水准点还需进行闭合测量。此外，对于加密的水准点要进行闭合和复核，且应做好作好详细的记录，以备后期数据的校正与处理。由于水准仪测量实施过程中对地面的水平角度要求较高，难以实现对复杂地形的勘测与施工测量，再加上现代测量技术的不断发展发展，水准仪便逐渐作为全站仪、GPS等测量技术的辅助设备，并配备测微器、水准尺等精度配套仪器，在实现GPS确定工程平面位置的基础上，利用水准仪加测微器将高程从控制点导出，从而实现对工程控制点及放线更加精准地测量。

2、全站仪测量技术

在道路桥梁工程中的应用全站仪是当下应用最为广泛的电子速测仪器，因其能够实现一次架设，便可完成对测站上水平角、垂直角、距离、高差、坐标、导线、交会定点、放样测量等全部的测量工作并在水平测距上具有极高的测量精度（随着技术的发展，其在高程测量的精度上也逐渐与水准仪持平），还能实现数据的自动化采集与处理，所以，一般在对坐标精度要求较高的测量工程中，全站仪是首选的测量仪器。以全站仪在桥梁工程中的高程放样测量为例，在利用全站仪对桥梁工程进行放样测量前，需要根据桥梁道路的导线点增设施工控制点组成的施工控制网（三角网、符合或是闭合导线），对于设计精度要求较高的重要工程，还要对全桥的控制网进行全面地检查和复测，并根据施工建设的需要，采取必要的施工控制点加密。以此为基础，就可利用三角测量方法对桥墩高程进行精准地测量与监测。将全站仪架设于已知水准点和桥墩中间的垂线之上，保证前后的视距在400ln以内，以此测得桥墩的标高为H1，与设计标高H2相减，得到高差h3，通过测得全站仪与实际标高控制点的距离S以及角度∠1，得到D=S×cos∠1，h=S×sin∠1，那么h1=h-h3，以此得出∠2的数值，∠1与∠2相减，并将全站仪照准部向下旋转刚才所求出的角度，在桥墩上标记即为设计高程。全站仪虽然操作便捷，且采集数据精准，并能够实现自动化地获取和处理，但其对地形及通视的要求较高，在地形复杂地区使用起来较为耗时耗力，因此在通视条件和地形条件较差的情况下，就需采取GPS-RTK测量技术来实现更加高效的测量及数据处理工作了。

3、GPS测量控制

某市政桥梁位于低洼地带，且地质条件较差，地基中存在厚为60m的软土层，对桥梁施工的测量精度控制具有很高要求。GPS控制网的设置，在选取控制点时应考虑桥梁工程施工的自身特征，首先应将控制点设置在施工便道之外和利于采用GPS进行观测的区域，同时也要尽量保证相邻点之间互相通视，根据长边定向、相邻线位的控制点设站这一要求进行放样，并在建立GPS测量控制网中采用边连接形式以加强控制网的图形几何强度。在观测中，同步观测有效卫星数大于等于9颗，高度角＞15°，通过测站与卫星星座构建的GDOP（图形强度）＜5，并在2d内观测完，共得到基线数量336个。当对观测基线的三维向量实施无约束的平差之后，通过粗差观察，总体探测值未产生粗差。当控制网先验与后验的中误差值都相等，则所获得的最高基线向量残差是9mm，其最弱位置坐标的三维点位中误差是±4.3、±3.1、±3.3mm，这表明观测基线的质量较高，可适用在二维约束法平差。将桥梁墩台的高程均值投影上长度与桥梁轴线的方位角当作约束，将桥梁轴线和线路两端的相连差最低作为目标函数，以对桥梁工程控制网实施二维约束法平差。在平差之后可得GPS测量控制网坐标结果能符合桥梁工程的精度需要。在线路和桥梁起始点线位的连接偏差小，两者十分接近，在接线部位不会出现小的偏角，所以也不会影响行车安全。在桥梁另一侧，线位的中线衔接存在大的偏差，其不但会对线路设计视觉方面造成影响，并且也将在线位的连接部位引起小的偏角，所以应尽可能避免。对于线位偏差，实际上可将其当作两个测量结果之间如方位角、坐标起算数据差值。在具体操作时，可通过限定桥梁工程控制点的放样区域和线路控制点等方式，以桥梁的测量控制点来单方向渗透到线路范围进行放样，以找出最好衔接点从而保证线位正确连接。GPS可以通过较高精度得到点间大地的高差，在把它转变成适合施工测量的正常高差过程中，应考虑大地的水准面异常进行修正。该类转换由于重力检测资料等的影响，当前大多选择GPS水准方式，即通过同名点正常高和GPS的大地高，按照特定数学模型来得到之间换算条件。

4、RTK-GPS桥梁位置放样和测量

RTK-GPS测量方法是动态化实时进行测量、定位的技术。GPS在公路施工中的应用程度最直接体现即为测量控制的不断成熟以及RTK-GPS技术的不断发展。将桥梁工程桩位、桥位等的CAD数据文件利用GPS控制设备和计算机通讯技术，以实现待放样参数上装，接着在现场明确GPS的点位参数转换后，就可以通过RTK-GPS技术进行中桩的放样和定位，然后再次测量已完成放样的中桩3D坐标，同时绘出纵断面施工图。具体操作中，可在桥控制网的中部控制点处构建GPS的参考站，通过操动站进行定位放样，从控制器内抽调桥位点的坐标，按照流动站预设的精度，利用控制器定位精度（CQ）以及几何图标等，可便利地对桥墩的实际位置在场地上精确标出。同时，为了更好地检验RTK-GPS的放样精确度，先对已完成放样的桩点位通过RTK-GPS检测它的位置。同时，在通过RTK-GPS技术进行放样时可实现和计算机以及其他检测设备之间数据的共享，并具有较好的测量精度，能够满足工程应用的要求。

结束语

在桥梁建设中，桥梁施工的测量控制有不可忽视的重要作用，良好的控制可以提高施工效率、保证工程质量。粗糙的测量甚至可能摧毁整个工程的建设。在桥梁工程测量中，涉及到了各种先进技术和先进设备，关系到各个层次的工作人员，各个工作人员之间的良好配合、充分的沟通也是提高施工效率的一大条件。因此，工程相关人员需要提高各方面的技能，确保桥梁工程的施工质量。

参考文献：

[1]海宇锋.公路桥梁施工控制测量中GPS技术应用[J].四川建材，2016，42（07）：167-168.

[2]黄太康.探讨桥梁施工控制测量中GPS定位技术的应用[J].资源信息与工程，2016，31（03）：149-150.