桥梁工程测量技术现状与发展趋势研讨

黄郁祺 靳可新 苏令

摘 要：随着社会发展节奏的不断加快，道路桥梁成为推动我国社会经济发展的重要基建项目，当代测绘技术与桥梁基础设施建设的进步，使得我国道路桥梁工程在测量技术方面不断提高。相比于其他工程而言，道路桥梁工程对施工速度以及施工精度的要求较为严格，这就要求测量工作在开展中应更具针对性，基于此，本文阐述了桥梁工程测绘技术的内容，并从桥梁工程控制测量等技术方面展开了详细的探讨，为后续的施工环节奠定良好的基础。

关键词：桥梁工程;测绘工程;测量技术

0 引言

近几年，桥梁工程建设在技术方面取得了快速提高，体现出施工精度要求高、跨径大、桥型丰富等特点，因此在施工阶段对工程项目进行全面、严谨的测量放样就显得十分重要，随着GPS技术、超站仪、电子水准仪等测绘技术的不断完善，道路桥梁工程测量技术将愈加成熟。本文重点从桥梁工程控制测量技术、施工测量技术、地形测量技术、水文测量技术及变形监测技术等几方面对测量技术的现状与发展趋势进行研讨以提高公路桥梁施工整体质量。

1 桥梁控制测量技术

在桥梁的施工中，控制测量技术是至关重要的环节之一，作为桥梁工程的主基准，根据施测周期、目的以及相应的具体功能桥梁控制网主要划分为勘测、施工及运营控制网。为使铁路运营及建设得到可靠的保障，控制网的测量结果需满足设计、施工以及运营三大阶段的“三网合一”，即三大阶段的平面控制测量与高程控制测量所采取的起算基准与尺度要保持一致。

目前，我国在桥梁工程建设运用中，GPS静态相对定位信息技术是我国较为常用的桥梁测试技术，它经过多年的实验改良、对比及总结实践，技术与体系逐步走向成熟。当GPS观测地形地势或者外部环境受限无法开展时，可以通过全站仪边角网、全站仪导线测量技术等予以补充，特别是在加密网络建设中，局部高精度建设网络测量更为常见。

对于桥梁高程测量方面，随着先进技术的不断发展，数字化、智能化、自动化的水平不断提升，我国在控制工程测量技术方面的实力将稳步提高，同时三等、四等水准仪等传统测量仪器将逐步淡出市场，未来发展过程中智能化程度、运行效率高的电子水准仪也必将成为主流。

2 桥梁地形测绘技术

桥梁地形测绘技术在桥梁工程的每个阶段都有着重要作用，测绘桥址地形图中500～5 000是最为常用的比例因子。水下地形图和陆地地形图是目前现代桥梁测绘区域所划分的两大类别，随着现代技术的成熟与发展，传统的模拟测图技术已经逐渐被数字测图测绘技术所取代。

目前运用地面数字进行测图技术是桥址地形测绘的主要施工技术，其运用技术主要有全站仪数字测图技术等相关技术。地面数字测图技术的工作原理主要分为两个方面，一方面主要是通过全站仪和PDA连接，相应的数据点位会在屏幕上体现，再通过现场编辑从而生成数字化的地图;另一方面来实现数据采集则是利用智能化设备，首先通过电子手簿等设备进行储存数据，其次利用计算机内部的编码规则与算法完成電子地图的编辑与绘制。

3 桥梁水文测量技术

桥梁水文测量技术通常在桥梁工程测量的初期阶段或定测阶段进行。桥梁水文测量技术的主要使用目的是为河床冲刷配置、墩跨布置、桥位选择、通航设计等提供具体的水文资料与数据，其主要包括桥址航迹线观测、桥址水位观测、桥址地形测绘、桥址流向流速观测等项目。对于观测频率较低、观测周期短的水位测量，通常采用人工观测来进行，当水位监测频率高、时间较长时，通常采取构建水文站或者自建水位计的方式进行监测。在桥梁选址测量、断面测量及河道地形测量时，水域和陆地采用着不同的观测技术，分别为超声波探测+RTK定位的组合系统以及全站仪及GPS RTK的组合技术。

4 桥梁施工测量技术

4.1 常规大地测量技术

桥梁工程中施工测量方法的划分总体可以分为三个类别。常规大地测量技术主要是运用包含免棱镜的高精密测试技术、全自动的实时测量跟踪技术等的全站仪和电子水准仪。在自动化程度以及仪器精度的不断提升的背景下，传统的经纬仪、光学水准仪等已逐渐淡出市场，在一些三维测量中激光铅直仪也渐渐被现有高精度的三维坐标测量方法所淘汰。

4.2 卫星定位测量技术

卫星定位测量技术中包括GPS相对静态定位技术、单基站RTK和网络RTK的GPS RTK等施工测量技术，特别是在特大型长距离跨海桥梁工程中运用十分广泛。其中，相对静态定位技术应用于桥墩平面位置精确测量及施工加密网测量，RTK施工测量技术则主要运用于海上桥梁桩基施工定位;此外，GPS高程拟合方法也在港珠澳大桥、星海湾跨海大桥等桥梁工程的高程定位中得到采用，通过实践的结果对比显示：GPS高程拟合的精度可达1 cm左右。

4.3 其他专用测量技术

对于像电子倾斜仪等其他专用测量技术，RTK测量、GPS相对静态测量等技术在智能化、数字化水平不断提高的趋势下被广泛应用，其中在跨江、跨海等桥梁工程建设中应用更为广泛。可见基于激光、遥控、GNSS、通信以及智能型全站仪等集成式精密空间放样测设技术将是未来桥梁施工测量技术的主要发展趋势，全站扫描仪、三维激光扫描仪、新型超站仪以及激光扫平仪的应用前景也十分可观。

5 桥梁变形监测技术

随着我国在工程测量技术方面的迅速发展，桥梁变形监测技术已经成为当前开展桥梁建设测量的重点。港珠澳大桥、长江大桥、虎门大桥等大型桥梁均在桥梁变形监测方面进行相应的建设，其相关技术要求也取得了一定提升。桥梁变形监测主要分为两个阶段进行监测，分别是施工阶段以及运营阶段。桥梁变形监测主要涉及的内容包括梁体及墩台的观测、沉降及水平位移的观测、梁体挠度的变形监控、桥面挠度、桥墩水平以及垂直位移的变形测量等。水平监测方面主要有三角测量、基准线法、前方交会、导线测量等观测方法，沉降监测方面主要包括GPS高程测量、几何水准测量、三角高程测量、静力水准测量等观测方法。在挠度监测方面，其观测方法主要有专用挠度仪器观测、GPS测量、全站仪测量等。在当前的实践运用中GPS静态系统、几何水准测量、RTK三维动态监测、三维坐标测量是应用较多的几种观测方法。在预警与变形分析范畴，线性平滑、小波变换、卡尔曼滤波等理论在实际中应用较为普遍。

桥梁变形监测技术在未来的发展过程中，实时连续三维监测技术、可视化及智能化表现技术、几何变形监测技术、静态监测与动态监测相互融合等监测技术将是重点发展方向。

6 结束语

当代测绘技术与桥梁工程建设的不断进步，使得我国桥梁工程在测量技术方面不断发展，在提高桥梁工程检测的可靠性、精确性以及高效性的同时，桥梁工程测量技术正逐步朝测量过程控制和系统行为智能化、信息共享和传播网络化、内外业作业一体化、测量服务社会化、测量成果数字化等方面不断探索，相信未来的桥梁工程测量技术发展过程中，核心技术将不断向三维测绘和多传感器集成的变形监测、基于RTK的无验潮水下地形测绘、GPS桥梁高程控制测量等技术倾斜。

参考文献：

[1]张坚.桥梁工程测量技术现状及发展趋势[J].发展与创新，2018，39（04）：243-244.

[2]吴迪军.桥梁工程测量技术现状及发展方向[J].测绘通报，2016（01）：1-5.

[3]潘正风.工程测量技术发展现状[J].铁道勘察，2004，26（06）：1-3.