桥梁工程施工中测量技术的应用

马 长 清

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002)

0 引言

近些年来由于我国道路建设的快速发展，也促进了道路桥梁工程的不断发展，在桥梁施工过程中要综合考虑、勘测施工区域的自然情况制定施工方案。由于道路桥梁工程要求较高的施工精度，在施工的各个阶段对工程进行测量，为工程建设提供数据参考是整个工程建设的必要环节，其中施工过程中的放样作业尤为重要，而且测量的结果的精准度直接影响工程质量，因此测量作业的精准度的提升越来越依赖先进测量技术的应用。

1 现代化测量技术的重要性分析

测绘技术是一项测量与绘图相结合的综合性测绘体系，测绘技术在应用于工程建设中时，利用测绘技术对地形地貌的数据采集及制图设计，为工程设计部门的工程设计与工程施工部门的施工方法提供科学依据，为工程结束后的工程养护检查提供技术支持。

在工程建设前，对项目施工地点的基本情况要有详细的了解，这就需要测绘人员利用专业的测绘技术对施工区域进行精密的数据采集，并建立地理信息数据库对采集的数据信息进行分析，为后续的建设施工提供有力的数据支持。工程设计人员对工程的设计规划都是依靠前期的测量数据进行，并且也会根据工程设计的需要利用测绘技术不断的采集新的数据规范设计。

在工程建设施工阶段，施工人员会使用测绘技术在施工进行的同时不断的进行测量，将采集的数据与设计要求对比，不断完善施工，从而保证施工的安全与建设的规范与进度。在工程施工完成后，还可以利用测绘技术对项目进行跟踪检测养护，这时候测绘技术的应用优势就特别明显了，可以大大提高效率，节省人力物力财力。总之测绘技术在工程建设的整个过程中贯穿始终，促进工程建设的快速发展。

2 桥梁工程概况介绍

该桥梁项目(如图1所示)位于长江下游，连接两省两个经济相对发达的地级市，该项目设计为双向六车道，桥基面的宽度长37 m。该大桥右汊斜拉桥，起始与终点桩号分别为K20+210，K21+540，总长度为1 330 m，其中主桥的长度达到了560 m，引桥长度为770 m。主桥(88+384+88)m双索面半漂浮体系斜拉桥，引桥为连续箱梁。该桥梁的建设使得两省交通更加便利，联系更加紧密，将大大促进两个城市的社会经济发展。

3 在桥梁工程建设中测量技术的应用分析

3.1 水准仪测量技术的应用

水准仪测量技术在众多的工程高程测量技术中属于测量精确度比较高的一种技术，其工作原理就是通过测量目标点两点间的高程差来实现。利用水准仪进行测量时需要进行以下几个步骤：

1)按照设备安装说明，将设备的各组成部分安装好，安置在指定位置；

2)对水准仪精心粗平；

3)将水准仪放置在两个测量点的中间位置；

4)水准仪精平(自动安平水准仪可以忽略这一步骤)；

5)数据读取，根据设备测量显示的数据进行记录。利用水准仪进行测量的精确度高、可操作性强、数据采集便利等优势明显。具体原理如图2所示：A，B两点为测量目标点，A向B为前进方向，首先通过测量得到A点的高程HA，两点之间安装水准仪进行测量得到B点的高程HB，然后通过A，B两点上的水准尺前视与后视读数记为a，h，然后得到两点高差hAB=a-h。

在桥梁建设施工中，使用水准仪进行测量影响测量精准度的主要因素是人为因素，所以在测量人员上岗前首先要进行水准仪使用培训，规范水准仪的操作流程，使用步骤，明确各项参数的输入，如果需要序偶次使用该测量精度，还需要进行相邻水准点的闭合测量，从而降低测量误差。比如在该桥梁工程建设中，利用水准仪对高程进行测量的技术要求如表1所示(L为往返测段、附合或环线的水准路线长度(km))。高程控制测量技术要求如表2所示，需注意的是控制网节点间长度不应大于表中长度的70%。

表1 水准测量的主要技术要求

表2 高程控制测量的技术要求

水准仪的使用对作业区域的水平角度有着较高的要求，如果满足不了水准仪的相关要求，测量的精确度就容易产生较大的误差，尤其是对地形比较复杂的地区的测量作业，会制约水准仪的使用，不利于水准仪测量作业的顺利实施。随着测量技术的不断发展，适应性更强的测量技术也不断出现，比如全站仪测量技术、GPS测量技术等，这些技术与水准仪的综合利用，可以有效实现技术的优势互补，促进桥梁测量工作的发展。

3.2 全站仪测量技术的应用

全站仪测量技术是当今工程施工中应用比较广的一种技术，在对项目坐标精度要求比较高的项目中是首选的技术。全站仪的使用可以使得测量工作只架设一次设备就能够实现自动化的数据采集与处理。在该桥梁建设中利用全站仪进行高程测量放样，首先在桥墩与水准点之间选择好位置安放好全站仪，测出桥墩标高为H1，项目设计标高为H2，二者标高差为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，然后向下旋转全站仪照准部所得角度即为设计高程。

虽然全站仪测量技术在测量作业中的操作比较简单，测量的精准度比较高，但是其测量容易受地形地势和通视条件的影响，当遇到这种作业环境的时候可以使用GPS测量技术来实现精准测量。

3.3 GPS测量技术的应用

与前面提到的两种技术相比，GPS的测量技术的应用对环境的要求比较低，既可以在地形复杂的环境下使用，也可以高效率的长时间连续作业，该技术可以分为静态GPS与动态GPS两种。动态GPS测量技术相较于水准仪测量技术与全站仪测量技术，测量精准度方面不足，在桥梁建设中可以在精度要求不严格的地方使用，特殊情况下是可以联合水准仪与全站仪使用，能够更完美的完成测量作业。

静态的GPS测量技术即结合工程情况进行控制网布设、设置相关精度参数，然后按照工程情况安装GPS接收设备进行数据采集，最后将采集的数据输入专有软件进行数据处理。静态GPS测量技术的稳定性高，精度准确，可以实现全工程的控制测量，但其不能自动进行数据采集处理，如果测量的误差过大时需要重新进行布置观测。

4 管理阶段的管理测量技术的应用分析

4.1 利用VRS系统对桥梁结构检测

在桥梁建设中，工程质量监管部门会针对桥梁的重要部分进行检测，当利用全站仪进行测量检测时需要用到施工方使用的导线点，由于导线点的损坏或不通视可能就会导致检测进行不了或者检测结果不精确。在使用VRS测量系统后，只要施工段内设立一个固定基准点，在这个施工段内所有的桥梁检测都可以以此为基准点进行检测测量，可以减少架设仪器及观测次数，在保证测量精度的基础上提高了检测效率。在VRS系统检测时首先确定好基准站位置，然后通过移动站对标段内的桥梁结构进行采点取样，测量手簿会自动记录取点的数据，输入取点编号后会自动保存在数据库里，检测作业完成后要将数据导入电脑与施工设计数据进行比对，求出差值，最后编写成报告。

4.2 桥梁的形变监测

1)可以利用VRS系统对桥梁进行形变的监测，VRS系统在测量的精准度、测量效率以及测量成本与常用的水准测量的方式相比优势很明显。2)对桥梁的形变监测还可以利用测量机器人，利用自动化全站仪TCA与匹配软件，利用信息化技术实施桥梁自动检测。这就可以省去监测中的人为因素，更大限度的提高监测精准度，从而实现监测的全程自动化，角度与距离的测量精度可以达到0.5″与1 mm+1 ppm足以满足施工设计要求。

5 结语

社会经济的飞速发展与科学技术的不断进步促进了桥梁工程建设中测量技术的发展与进步。各种先进的测绘技术的应用，使得桥梁建设的智能化、数字化程度更高，桥梁建设更加精准、质量更可靠与安全性更有保障，大大提高了桥梁建设的经济效益与社会效益，同时新的测绘技术与系统(例如：激光扫描系统、低空平台数字测量仪等)也将会在不久的将来成为桥梁建设的技术保障，不断呈现测绘技术的价值。