公路修复扩建工程测量关键技术问题处理

田广阔

摘要：随着我国交通事业持续稳步发展,大量的老路修复扩建工程已迫在眉睫,而作为工程建设保障性的测量技术工作，是城市道路施工建设的重要保障环节。测量工作完成的快慢与质量的优劣,直接影响到工程的效益和工程质量。本文结合笔者的工作实践及某公路扩建工程实例，对公路修复扩建工程关键测量技术问题的处理提出了具体的建议。

关键词：公路修复扩建；公路测量；关键技术；问题处理

某公路主线采用双向四车道，路基宽26m。作为中国东西交通的主要运输干线本段自建成通车以来，交通量以较快速度增加。为了满足日益增长的交通需求，适应社会经济的发展，发挥通道资源优势，对该公路的加宽已是形所趋。该公路修复扩建工程采用双向八车道公路标准设计，路基宽度42m，计算行车速度120km／h。

一、平面控制点的布设

“分级布网逐级控制”是控制网布设的第一原则。用于公路放样的控制网，往往分两级布设。

第一级为总体控制，主要为勘察设计服务。第二级为施工控制，直接为公路放样而布设。在公路拓宽工程中，第一级网是在勘测设计是做的，施工时一般只做第二级控制。

在公路拓宽工程中，非结构物路段左右幅是不通视的。公路是双侧加宽的，第一级网的控制点分布一般不是太均匀。这就给第二级网的布设增加了很大难度。显然，在这种情况下单一的闭合或符合导线无法满足施工需要的。布设“导线网”是此时的最佳方案。下图为公路某段段控制网：其中①号位、③号位为桥位，②号位和④号位为涵洞。

为了保证大、中桥控制点的精度，其附近的控制网必用“三角形”须给予“加固”。

二 、征地界的放样

原公路两侧，隔离栅外20m范围内存在着茂盛的公路防护林。而加宽后的征地界就位于树林之中。GPS在树林中没信号，用全站仪放坐标，通视条件不好。这种情况下用常规的放样方法放征地界是不可行的。

此时，可以先按里程桩号放出偏离中线12m处的边桩(公路老路的土路肩的偏距为13m)，并用水泥钉和油漆做好标识，以备以后使用 (如上图)。其次要计算出征地界各点离12米桩的水平距离。然后用全站仪的“对边测量”功能， 以每一个征地界点对应的12米桩为基准点，用平距进行放样。由上图可以看出用这种方法放样，影响征地界精度的最大因素就是角β13是否等于90度。

经计算：当Bb=25m、β=3-900±30时，b点 的横向偏移为－0.034m。正常人目测900角时的偏差在±3。范围内。即，用这种方法对征地界点进行放样，正常的纵向放样偏差应该在0～－0.034m范围内。对于公路这种“类直线”型征地界，此精度满足征地界放样要求。

三、结构物坐标的推算

(一)平面坐标的推算

在修复扩建工程中，所有的结构物设计坐标都是由老结构物的特征点，通过坐标拟合及顺延等方法计算而得。有些图纸会把新加宽路段桥梁的立柱中心等一些重要部位的坐标提供出来。有些设计院却会让施工方根据实物与图纸尺寸自行计算。

如上图，要想解算出新涵墙角点G、H、I、J的坐标，方法有两种：

方法一：

先用全站仪测出老涵墙 角点A、B、C、D的实际坐标，然后按设计宽度S，直接进行顺延计算。

这种方法有两大缺点：首先用全站仪测量老涵洞墙身角点A、B、C、D坐标时，由于八字墙的存在，用普通的棱镜根本不能靠到点上。即使用小棱镜也很难准确测出其坐标。这样就会导致AC与BD的实测距离小于实际距离，进而影响新建涵洞的跨径。其次，由于老涵洞存在放样、施工等方面的误差，AC和BD的实际长度并不相等。如果强行顺延会 导致GI和HJ的长度与设计严重不符。如公路板中气段的某交角为75。的涵洞，经实测AC=4.136m、BD=4.049m。按此法顺延的结果为：GI=4.160m、HJ=4.025m。而设计值GI= HJ=4.141m。这种方法放大了老结构物的施工误差。

方法二：

用钢尺找出AC与BD的中点E和F，并把其标在涵底地面上。用全站仪测量E、F点的坐标。计算出涵洞 中心线EF与设计线的实际交角B和涵洞的实际里程。到此为止计算边桩坐标的三参数就只缺偏距S了。而S往往是可以从图纸中求得的。有了交角、里程及偏距三参数，点G、H、I、J的坐标就不难算算出了。

当AC与BD的长度差值较大时，用方法二测量，涵墙的顺直度会受到一定程度的影响，但它能保证GI和HJ的设计长度。从盖板的预制和涵洞的整体结构考虑方法二明显优于方法一。

2．桥梁立柱坐标的推算

(1)横向轴线的顺延计算。所谓横向顺延就是要使新建桥梁桥墩的横轴线与老桥桥墩的横轴线重合。老桥桥墩横轴线是通过老桥特征点的坐标测量，计算出来的。

如上图，要求轴线OI的位置有两种方法：一是用全站仪测出盖梁四个角A、B、C、D的坐标，然后求之。二是直接测出立柱中心点E和点F的坐标，即为所求。由于老桥施工工艺及模板结构等问题，老桥盖梁往往会出现“摆头”现象 (如下图)。特别是交角较小时，盖梁“摆头”尤其明显。公路某交角为62的中桥，某盖梁的“摆头”量竟达5cm左右。在这种情况下采用测盖梁角点求横轴线的方法是不可行的。

用立柱中心坐标求盖梁纵向轴线的方法虽然可行，但立柱中心坐标的测量却是一个棘手的问题。测立柱表面任意三个点的坐标用“三点绘圆”法可以求出圆

心坐标。但三个立柱表面点坐标的测量精度用普通反射镜和全站仪是很难保证的。

如果你手边只有普通的测量设备的话，可以试一下以下方法：

如上 图 (A、B为立柱的切点，O为立柱中心)，用全站照准A点，值零置零，水平旋转望远镜使之照准B点，测出夹角 αa，求出角 αa的分角线DO的方向值β并照准此方向，然后在立柱上标记出C点。此时方向线DC与DO重合。把棱镜放置在C点，用全站仪的“距离偏心”功能(立柱半径R已知)便可准确测出立柱中心0点的坐标。

有了老桥立柱中心的坐标便可计算出老桥墩横向轴线的里程及方位角。用此 结果与新建桥墩轴线参数比较，结果不一样的机率很高(几乎是100％)。要保证新老桥墩横向同轴必须调整新桥墩的理论轴线。当桥墩的设计轴线与实测轴线 的里程和方位角偏差不大(具体数值还没有相关规定，可以根据跨径及梁长的允许施工误差而定)时可按实际轴线直接顺延。否则要结合设计人员出具相关调整方案。

(2)纵向轴线的确定。加宽图纸一般给定了每一排桩偏离设计线的距离，也就是说新桥外边梁的位置图纸是已经定的。拿该公路的图纸说吧：老桥外边梁的外边线的理论值在偏离设计线13米的位置上，新桥外边梁的外边线的设计偏距为21米，即加宽8米。如果老桥的外边梁不在13米位置上而在13.15米位置呢? (由于老结构物的施工误差及新老施工控制网不吻合等误差因素的存在，老梁板不在设计位置上的情况是屡见不鲜的)如果要保证新桥盖梁挡块的横向设计位置，此时的新桥的宽度就只有7.85米了。梁板放不上，是必然的结果。施工时这种情况是绝对不允许出现的。

(二)高程的推算

在公路修复扩建工程的施工中，高程的控制原则上是与老路顺接的。所以在 做完控制之后，要第一时间对老路油面及结构物特征点的高程进行测量。以便对新建道路的高程进行复核及计算。

1．路基高程的复核及推算。公路加宽的图纸一般都会给出线路的竖曲线线型。而竖曲线线型往往是通过老路拟合出来的。公路修复扩建工程的设计标高位于偏离路基中心线1.5米处的路缘带边缘。所以要想复核设计高程的正确性，必须测量老路路缘带边缘处的标高。经测量、比较，如差值过大应立即修正。

2．桥梁、明涵高程的复核及推算。桥梁与明涵的高程设计原则上也是按老结构物顺延。顺延方法可分为两类：一是强行按老桥横坡顺延：二是以新老结构物交接处的高程为高程顺延基点，按设计横坡向外顺延。

强行按老桥横坡顺延的方法可分为：按油面高程顺延、按梁底高程顺延、按盖梁顶高程顺延、按盖梁底高程顺延等几种方式。

四、结束语

在公路扩建工程中，要根据不同的设计，选择不同的施测方案。具体施测方案的选择要结合工地的实际条件，灵活运用各种测量设备和测量方法，既要

满足图纸设计及规范的要求，又要最大限度地节约工程费用。

参考文献：

童永宽. 浅谈高速公路测量控制.《今日科苑》2008年第16期.

2、徐颖. 浅析高速公路测量控制的技术.《中国城市经济》 2011年20期.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。