本文結(jié)合我國(guó)公路橋梁工程測(cè)繪工作的實(shí)際，分析了測(cè)量技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)在公路橋梁設(shè)計(jì)施工前后及工程監(jiān)測(cè)上的重要意義，著重探討了水準(zhǔn)儀、全站儀、RTK、GPS等技術(shù)設(shè)備在實(shí)現(xiàn)公路橋梁測(cè)量上應(yīng)用的條件、優(yōu)勢(shì)及基本技術(shù)方法，并對(duì)后期測(cè)量結(jié)果的整理、精度校正與計(jì)算，以及圖形的繪制方法和手段進(jìn)行簡(jiǎn)要地介紹，旨在為提高我國(guó)公路橋梁工程測(cè)繪工作的質(zhì)量，促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

1引言

在公路橋梁工程建設(shè)施工過程中，需要在設(shè)計(jì)前期全面測(cè)量工程所在地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文等條件，在施工過程中詳細(xì)測(cè)量工程放樣，為工程設(shè)計(jì)和施工提供正確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)施工過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。因此，測(cè)量、測(cè)繪是道路橋梁工程建設(shè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，其技術(shù)適用與否，測(cè)量手段與方法規(guī)范與否直接影響測(cè)量精度和計(jì)算結(jié)果，大大影響工程建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量和實(shí)施成本，促進(jìn)測(cè)量技術(shù)優(yōu)化，加強(qiáng)測(cè)量工作監(jiān)督成為工程建設(shè)工作的重要內(nèi)容。

2水平儀測(cè)量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

水平儀測(cè)量是通過測(cè)量水平視線上兩點(diǎn)間高差的幾何原理實(shí)現(xiàn)的，水平測(cè)量是目前高度測(cè)量手段精度最高的測(cè)量方法，需要通過設(shè)備配置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)5個(gè)步驟完成，具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量效率高、數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理與方法如圖一所示，假設(shè)在地面上有A、B兩點(diǎn)，測(cè)得A點(diǎn)的高程為HA、為求B點(diǎn)的高程HB，就需要在A、B兩點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀，并在A、B兩點(diǎn)各豎立一把水準(zhǔn)尺，通過水準(zhǔn)儀讀取水平視線在前視尺截取的讀數(shù)為a，后視尺上截取的讀數(shù)為b，那么便可根據(jù)讀數(shù)求A、B兩點(diǎn)的高差為：hAB=a-b,那么B點(diǎn)的高程就為HB=HA+hAB水準(zhǔn)測(cè)量的人工參與因素較多，因此測(cè)量需嚴(yán)格按照水準(zhǔn)測(cè)量操作的規(guī)程予以進(jìn)行，使用的儀器也必須經(jīng)過有關(guān)部門校核，并在使用之前對(duì)精度進(jìn)行校驗(yàn)，每相鄰兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)還需進(jìn)行閉合測(cè)量。

此外，關(guān)閉和討論加密的水平點(diǎn)，并做好詳細(xì)記錄，以備后期數(shù)據(jù)的校正和處理。由于水平儀測(cè)量實(shí)施過程中對(duì)地面水平角度的要求較高，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形的測(cè)量和施工測(cè)量，加上現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，水平儀逐漸成為全站儀、GPS等測(cè)量技術(shù)的輔助設(shè)備，配備測(cè)量?jī)x、水平尺等精度輔助設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)GPS確定工程平面位置的基礎(chǔ)上，利用水平儀和測(cè)量?jī)x將高度從控制點(diǎn)導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)工程控制點(diǎn)和放線的更準(zhǔn)確的測(cè)量。

3全站測(cè)量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

全站測(cè)量?jī)x是目前應(yīng)用最廣泛的電子速度測(cè)量?jī)x器，可以實(shí)現(xiàn)一次架設(shè)，完成測(cè)量站上的水平角、垂直角、距離、高差、坐標(biāo)、導(dǎo)線、交叉定點(diǎn)、放樣測(cè)量等所有測(cè)量工作，水平測(cè)量距具有極高的測(cè)量精度(隨著技術(shù)的發(fā)展，高度測(cè)量精度也與水平儀保持平衡)以全站儀在橋梁工程中的高程放樣測(cè)量為例，在利用全站儀對(duì)橋梁工程進(jìn)行放樣測(cè)量之前，必須根據(jù)橋梁道路的導(dǎo)線點(diǎn)增設(shè)施工控制點(diǎn)構(gòu)成的施工控制網(wǎng)(三角網(wǎng)、符合或關(guān)閉導(dǎo)線)，對(duì)設(shè)計(jì)精度要求高的重要工程，對(duì)橋梁的控制網(wǎng)進(jìn)行全面檢查和再測(cè)，根據(jù)施工建設(shè)的需要，對(duì)必要的施工控制點(diǎn)進(jìn)行加密。

以此為基礎(chǔ)，可以利用三角測(cè)量方法正確測(cè)量和監(jiān)測(cè)橋墩的高度(見圖2)將全站儀架設(shè)在已知水平點(diǎn)和橋墩中間的垂線上，保證前后視距在400ln以內(nèi)，橋墩的高度為H1，與設(shè)計(jì)高度H2相減，得到高差h3，通過測(cè)量全站儀與實(shí)際高度控制點(diǎn)的距離S和角度1，得到D=S×cos63，h=S×631，h1=h-3，得到2的值，1和2全站儀操作方便，采集數(shù)據(jù)正確，可自動(dòng)獲取和處理，但對(duì)地形和通視的要求高，在地形復(fù)雜地區(qū)使用需要時(shí)間，因此通視條件和地形條件差時(shí)，需要采用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理。

4GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

GPS技術(shù)大大優(yōu)化了水平儀和全站儀在復(fù)雜地形和通視條件差的環(huán)境下無法高效測(cè)量的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全天候、全地形、高效快速測(cè)量控制點(diǎn)。該測(cè)量技術(shù)分為靜態(tài)GPS測(cè)量和動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量(RTK)，但由于精度低于全站計(jì)和水平計(jì)，因此在對(duì)精度要求不高的情況下(例如，對(duì)道路的路基部分、橋梁的樁基和承載臺(tái)進(jìn)行工程測(cè)量和放樣測(cè)量)

4.1靜態(tài)全球定位系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

靜態(tài)全球定位系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)首先需要布局全球定位系統(tǒng)控制網(wǎng)，根據(jù)工程建設(shè)施工的需要設(shè)置一定的精度指標(biāo)，選擇合適的控制網(wǎng)圖形、基線長(zhǎng)度和控制網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。然后利用GPS接收器接收器將其安裝在固定位置，并根據(jù)測(cè)量需要確定安裝時(shí)間。多站數(shù)據(jù)匯總后，使用專業(yè)解決軟件處理數(shù)據(jù)。靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)與RTK測(cè)量技術(shù)相比精度高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，可用于大范圍內(nèi)地形和全面工程的控制測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)收集完成后，應(yīng)使用專業(yè)軟件處理、校正和計(jì)算收集的數(shù)據(jù)，通過GNSS基線處理和網(wǎng)絡(luò)平差，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)專業(yè)化檢測(cè)和精度處理，誤差大的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程建設(shè)需求重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)。

4.2RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK又稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)積分測(cè)量，其測(cè)量原理是通過載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)積分的方法，獲得測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，因此也稱為動(dòng)態(tài)GPS。該技術(shù)利用移動(dòng)站固定整周的模糊度后，扶手測(cè)量棒在較好的觀測(cè)條件下，僅利用幾個(gè)歷史數(shù)據(jù)就可以得到厘米級(jí)的測(cè)量成果，而且RTK的測(cè)量距離一般在10公里左右，因此在通常的測(cè)量時(shí)，只要在基準(zhǔn)站架設(shè)一次，就可以迅速完成測(cè)量。RTK測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)是精度低、穩(wěn)定性差，但能夠高效、經(jīng)濟(jì)快速地測(cè)量，因此一般適用于公路橋梁工程的測(cè)量應(yīng)用程序中小范圍的圖根控制測(cè)量集厘米級(jí)點(diǎn)。

測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用大大提高了我國(guó)公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了高精度設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)條件下建設(shè)成本的降低，有關(guān)部門和人員應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)測(cè)量工作和技術(shù)的管理和監(jiān)測(cè)，不斷優(yōu)化各測(cè)量技術(shù)實(shí)施的條件和環(huán)境，全面提高了我國(guó)公路橋梁建設(shè)工程前、中、后期的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理水平，為我國(guó)現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。