浅谈公路工程测量工作

刘钊

【摘要】本文针对公路测量的特点及过程，论述了公路测量采用的方法，并阐述了公路测量技术的应用原理。

【关键词】公路测量；应用原理

一、公路工程测量不同阶段的工作

（一）初步设计阶段的测量工作

初步设计根据批准的设计任务书和初测资料编制，主要拟定修建原则，选定设计方案计算主要工程数量，提出施工方案意见，编制设计概算，提供方案说明及图表资料，初测阶段为初设提供平面、高程控制、地形图、特殊地段的控制桩及纵、横断面资料。

（二）施工图设计阶段的测量工作

施工图设计根据批准的初步设计文件，在1∶2000图上进行方案比选，确定路线方案，进行施工图详测。

二、控制测量的目的、坐标系统的选择、建立方法、独立高等控制网的建设方法

（一）控制测量的目的

控制测量是一切后续测量工作的基础，没有控制测量，往后的测图和放样等工作是不可想象的。控制网把测区各部分的测量工件联系起来，即起骨架作用，又起限制误差传递和累积作用。

（二）坐标系统的选择

（1）大地水准面、参考椭球、坐标系国家大地测量和工程控制测量工作都是在地面上进行的，而地球的自然表面又是一个有山、谷、江、湖、海洋等起伏的复杂曲面。它是一个不规则的、不能用简单的数学公式来表达的曲面，因此为便于计算控制网点的位置和测绘地形，应选择一个形状和大小都很接近于地球而其数学运算又很方便的体形，来代替地球的形体，以便把观测结果归化到此体形的表面上进行计算。

（2）高斯平面直角坐标系公路线路尤其是高速公路一般跨越多个地区，绵延数百里，为了坐标系统的统计以及与国家其它工程衔接，目前普遍采用国家坐标系换带计算方法，即高斯正形投影平面直接坐标系。

（三）控制网建立方法

平面：采用先四等控制，后一级导线公路为线状物，四等控制普遍采用GPS测量。

（四）独立高等控制

公路工程中首级控制网常采用GPS进行四等控制，为方便施工再利用常规方法进行一级导线的加密，首级控制网往往采用与国家点联测分带换算得到实地任意坐标系统，以控制整体系统的连接及与已有线路进行衔接继而在线路主要控制物如特大桥、长隧道等。

三、数字地面模型

（一）数字地面模型在公路勘察设计中的应用

数字地形模型是一个数字模拟的过程，用于模拟地形的大量的采样点的三维坐标是按照一定的精度要求进行采集的，这时，地形表面被一组数字数据来进行表达。如果需要该数字模型表面上其它位置处的属性信息，可以利用一种内插方法来处理该组采集的地面数据，利用内插的方法，就可以根据DTM得到任何位置处的地面属性值。

（二）建立DEM表面模型的各种方法

（1）基于点的表面建模。如果只使用多项式的零次项来建立DEM表面，则对每一数据点都可建立一水平面，假设使用单个数据点建立的平面表示此点周围的一小块区域，则整个DEM表面可由一系列相邻的不连续表面构成。由于其所建立表面的不连续性，因此并不是一种真正实用的方法。

（2）基于三角形的表面建模。分析多项式的前三项（两个一次项和一个零次项），可以发现它们能生成一平面，最少需要三个点生成一平面三角形，从而此三角形决定了一个倾斜的表面，由于三角形在形状和大小方面有很大的灵活性，所以这种建模方法也能容易地融合断裂线、地形特征线或其他任何数据，它已成为表面建模的主要方法之一。

（3）基于格网的建模。如果通用多项式中的前三项与a3xy项一起使用，则至少需要4个点以确定一个表面，这种表面称为双线性表面。正方形格网为最佳的选择，在基于格网建模的情况下，最终表面将包含一系列衔接的双线性表面。

（4）混合表面的建模。对格网网络来说，可将其分解为三角形网络，以形成一线性的连续表面；反之，对不规三角网进行内插处理，也可形成格网网络。

实际上，从建立数字地面模型表面时的数据来源而言，上述建模方法可分为两种类型，即根据高程量测数据直接建立和根据派生数据间接建立，而根据派生数据间接建产DEM表面的方法是首先根據原始量测数据内插高程点，然后建立DEM表面。

四、点位放样

（1）功能：根据设计的待放样点P的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。

（2）放样原理：①在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标。②将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY。③根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐渐找到放样点的位置。

五、程序测量（programs）

①数据采集（datacollecting）。②坐标放样（layout）。③对边测量（MLM）、悬高测量（REM）、面积测量（AREA）、后方交会（RESECTION）等。④数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。

参考文献

[1]秦立强.公路工程施工测量控制的方法[J].科技风，2018（32）.

[2]李建红.高速公路桥梁高墩施工技术研究[J].四川水泥，2018（09）.