摘要：本文結(jié)合我國公路橋梁工程測繪工作的實(shí)際，分析了測量技術(shù)和測繪技術(shù)在公路橋梁設(shè)計(jì)施工前后及工程監(jiān)測上的重要意義，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)公路橋梁測量上應(yīng)用的條件、優(yōu)勢及基本技術(shù)方法，并對后期測量結(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)行簡要地介紹，旨在為提高我國公路橋梁工程測繪工作的質(zhì)量，促進(jìn)測繪技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：公路橋梁工程；測量技術(shù)；水準(zhǔn)儀；全站儀；RTK；GPS；應(yīng)用

1引言

在公路橋梁工程的建設(shè)施工過程中，需要在設(shè)計(jì)前期對工程所在區(qū)域的地形、地質(zhì)、水文等條件進(jìn)行全面地勘測，并在施工環(huán)節(jié)對工程進(jìn)行詳細(xì)地測量放樣，以此為工程設(shè)計(jì)與施工提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指導(dǎo)，并實(shí)現(xiàn)對施工環(huán)節(jié)的動態(tài)監(jiān)測。因此，測量、測繪工作是公路橋梁工程建設(shè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)的適用與否，以及測量的手段與方法的規(guī)范與否，直接影響著測量的精度和計(jì)算的結(jié)果，從而也極大影響著工程建設(shè)的進(jìn)度、品質(zhì)與實(shí)施成本，因此促進(jìn)測量技術(shù)的優(yōu)化，強(qiáng)化測量工作的監(jiān)管便成為工程建設(shè)施工工作的重要內(nèi)容。

2水準(zhǔn)儀測量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

水準(zhǔn)儀測量是通過測量水平視線上兩點(diǎn)間高差的幾何原理來予以實(shí)現(xiàn)的，水準(zhǔn)測量是目前高程測量手段中精度最高的一種測量方法，其需要通過儀器的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個步驟來予以完成，具有操作便捷簡單、測量效率高、數(shù)據(jù)直觀精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。水準(zhǔn)儀的測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)測量的人工參與因素較多，因此測量需嚴(yán)格按照水準(zhǔn)測量操作的規(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，并在使用之前對精度進(jìn)行校驗(yàn)，每相鄰兩個水準(zhǔn)點(diǎn)還需進(jìn)行閉合測量。此外，對于加密的水準(zhǔn)點(diǎn)要進(jìn)行閉合和復(fù)核，且應(yīng)做好作好詳細(xì)的記錄，以備后期數(shù)據(jù)的校正與處理。由于水準(zhǔn)儀測量實(shí)施過程中對地面的水平角度要求較高，難以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜地形的勘測與施工測量，再加上現(xiàn)代測量技術(shù)的不斷發(fā)展發(fā)展，水準(zhǔn)儀便逐漸作為全站儀、GPS等測量技術(shù)的輔助設(shè)備，并配備測微器、水準(zhǔn)尺等精度配套儀器，在實(shí)現(xiàn)GPS確定工程平面位置的基礎(chǔ)上，利用水準(zhǔn)儀加測微器將高程從控制點(diǎn)導(dǎo)出，從而實(shí)現(xiàn)對工程控制點(diǎn)及放線更加精準(zhǔn)地測量。

3全站儀測量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

全站儀是當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛的電子速測儀器，因其能夠?qū)崿F(xiàn)一次架設(shè)，便可完成對測站上水平角、垂直角、距離、高差、坐標(biāo)、導(dǎo)線、交會定點(diǎn)、放樣測量等全部的測量工作并在水平測距上具有極高的測量精度（隨著技術(shù)的發(fā)展，其在高程測量的精度上也逐漸與水準(zhǔn)儀持平），還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化采集與處理，所以，一般在對坐標(biāo)精度要求較高的測量工程中，全站儀是首選的測量儀器。以全站儀在橋梁工程中的高程放樣測量為例，在利用全站儀對橋梁工程進(jìn)行放樣測量前，需要根據(jù)橋梁道路的導(dǎo)線點(diǎn)增設(shè)施工控制點(diǎn)組成的施工控制網(wǎng)（三角網(wǎng)、符合或是閉合導(dǎo)線），對于設(shè)計(jì)精度要求較高的重要工程，還要對全橋的控制網(wǎng)進(jìn)行全面地檢查和復(fù)測，并根據(jù)施工建設(shè)的需要，采取必要的施工控制點(diǎn)加密。以此為基礎(chǔ)，就可利用三角測量方法對橋墩高程進(jìn)行精準(zhǔn)地測量與監(jiān)測（見圖2）將全站儀架設(shè)于已知水準(zhǔn)點(diǎn)和橋墩中間的垂線之上，保證前后的視距在400ln以內(nèi)，以此測得橋墩的標(biāo)高為H1，與設(shè)計(jì)標(biāo)高H2相減，得到高差h3，通過測得全站儀與實(shí)際標(biāo)高控制點(diǎn)的距離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的數(shù)值，∠1與∠2相減，并將全站儀照準(zhǔn)部向下旋轉(zhuǎn)剛才所求出的角度，在橋墩上標(biāo)記即為設(shè)計(jì)高程。全站儀雖然操作便捷，且采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動化地獲取和處理，但其對地形及通視的要求較高，在地形復(fù)雜地區(qū)使用起來較為耗時耗力，因此在通視條件和地形條件較差的情況下，就需采取GPS-RTK測量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更加高效的測量及數(shù)據(jù)處理工作了。

4GPS-RTK測量技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

GPS技術(shù)極大優(yōu)化了水準(zhǔn)儀和全站儀無法在復(fù)雜地形和通視條件較差環(huán)境下進(jìn)行高效測量的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、全地形、高效快速地對控制點(diǎn)進(jìn)行測量。該測量技術(shù)分為靜態(tài)GPS測量和動態(tài)GPS測量（即RTK），但由于在精度上比全站儀和水準(zhǔn)儀低，在對精度要求不高的時候（比如在對道路的路基部分、橋梁的樁基和承臺進(jìn)行工程勘測和放樣測量）可以予以使用，亦或是配合全站儀和水準(zhǔn)儀等儀器，從而實(shí)現(xiàn)更加快速、全面而精準(zhǔn)地?cái)?shù)據(jù)采集。

4.1靜態(tài)GPS技術(shù)的應(yīng)用

靜態(tài)GPS測量技術(shù)首先需要對GPS控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)，依照工程建設(shè)施工的需要，設(shè)置一定的精度指標(biāo)，選備合適的控制網(wǎng)圖形、基線長度和控制網(wǎng)基準(zhǔn)。然后利用GPS接收器，將其安置在固定的地點(diǎn)，安置時間根據(jù)測量需求予以確定，多站數(shù)據(jù)匯總后，使用專業(yè)解算軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。靜態(tài)GPS測量技術(shù)相較于RTK測量技術(shù)來說精度較高，而且測量結(jié)果穩(wěn)定，可以用于大范圍內(nèi)的對地形及全面工程的控制測量。完成測量數(shù)據(jù)采集后，需利用專業(yè)的軟件對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、校正和計(jì)算，經(jīng)過GNSS基線處理和網(wǎng)平差，達(dá)到對數(shù)據(jù)的專業(yè)化檢測和精度處理，對于誤差較大的數(shù)據(jù)，則需根據(jù)實(shí)際的工程建設(shè)需求進(jìn)行重新地布網(wǎng)觀測。

4.2RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK又叫做實(shí)時動態(tài)差分測量，其測量原理是通過載波相位動態(tài)實(shí)時差分的方法，獲得測量點(diǎn)的坐標(biāo)，因此也稱之為動態(tài)GPS。該技術(shù)利用流動站固定整周模糊度后，手扶測量桿，在較好的觀測條件下，僅利用幾個歷元數(shù)據(jù)，就能獲得厘米級的測量成果，而且RTK的測量距離一般都在10公里左右，所以在常規(guī)測量的時候，只需要基準(zhǔn)站架設(shè)一次，就可以快速完成測量工作。RTK測量技術(shù)的特點(diǎn)是精度較低、穩(wěn)定性較差，但能做到高效、經(jīng)濟(jì)快速地測量，故其一般在公路橋梁工程的測量應(yīng)用中適用于小范圍的圖根控制測量或者厘米級點(diǎn)位采集。

5結(jié)語

測量技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用大大提高了我國公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量與效率，實(shí)現(xiàn)了高精度設(shè)計(jì)與監(jiān)測條件下建設(shè)成本的不斷降低，相關(guān)部門和人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步強(qiáng)化對測量工作和技術(shù)的管理與監(jiān)控，不斷優(yōu)化各項(xiàng)測量技術(shù)實(shí)施的條件與環(huán)境，從而全面提高我國道路橋梁建設(shè)工程前、中、后期的測量與數(shù)據(jù)處理水平，從而為我國現(xiàn)代化交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與快速發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。