淺談公路工程測量工作

劉釗

【摘要】本文針對公路測量的特點及過程，論述了公路測量采用的方法，并闡述了公路測量技術的應用原理。

【關鍵詞】公路測量；應用原理

一、公路工程測量不同階段的工作

（一）初步設計階段的測量工作

初步設計根據批準的設計任務書和初測資料編制，主要擬定修建原則，選定設計方案計算主要工程數量，提出施工方案意見，編制設計概算，提供方案說明及圖表資料，初測階段為初設提供平面、高程控制、地形圖、特殊地段的控制樁及縱、橫斷面資料。

（二）施工圖設計階段的測量工作

施工圖設計根據批準的初步設計文件，在1∶2000圖上進行方案比選，確定路線方案，進行施工圖詳測。

二、控制測量的目的、坐標系統的選擇、建立方法、獨立高等控制網的建設方法

（一）控制測量的目的

控制測量是一切后續測量工作的基礎，沒有控制測量，往后的測圖和放樣等工作是不可想象的。控制網把測區各部分的測量工件聯系起來，即起骨架作用，又起限制誤差傳遞和累積作用。

（二）坐標系統的選擇

（1）大地水準面、參考橢球、坐標系國家大地測量和工程控制測量工作都是在地面上進行的，而地球的自然表面又是一個有山、谷、江、湖、海洋等起伏的復雜曲面。它是一個不規則的、不能用簡單的數學公式來表達的曲面，因此為便于計算控制網點的位置和測繪地形，應選擇一個形狀和大小都很接近于地球而其數學運算又很方便的體形，來代替地球的形體，以便把觀測結果歸化到此體形的表面上進行計算。

（2）高斯平面直角坐標系公路線路尤其是高速公路一般跨越多個地區，綿延數百里，為了坐標系統的統計以及與國家其它工程銜接，目前普遍采用國家坐標系換帶計算方法，即高斯正形投影平面直接坐標系。

（三）控制網建立方法

平面：采用先四等控制，后一級導線公路為線狀物，四等控制普遍采用GPS測量。

（四）獨立高等控制

公路工程中首級控制網常采用GPS進行四等控制，為方便施工再利用常規方法進行一級導線的加密，首級控制網往往采用與國家點聯測分帶換算得到實地任意坐標系統，以控制整體系統的連接及與已有線路進行銜接繼而在線路主要控制物如特大橋、長隧道等。

三、數字地面模型

（一）數字地面模型在公路勘察設計中的應用

數字地形模型是一個數字模擬的過程，用于模擬地形的大量的采樣點的三維坐標是按照一定的精度要求進行采集的，這時，地形表面被一組數字數據來進行表達。如果需要該數字模型表面上其它位置處的屬性信息，可以利用一種內插方法來處理該組采集的地面數據，利用內插的方法，就可以根據DTM得到任何位置處的地面屬性值。

（二）建立DEM表面模型的各種方法

（1）基于點的表面建模。如果只使用多項式的零次項來建立DEM表面，則對每一數據點都可建立一水平面，假設使用單個數據點建立的平面表示此點周圍的一小塊區域，則整個DEM表面可由一系列相鄰的不連續表面構成。由于其所建立表面的不連續性，因此并不是一種真正實用的方法。

（2）基于三角形的表面建模。分析多項式的前三項（兩個一次項和一個零次項），可以發現它們能生成一平面，最少需要三個點生成一平面三角形，從而此三角形決定了一個傾斜的表面，由于三角形在形狀和大小方面有很大的靈活性，所以這種建模方法也能容易地融合斷裂線、地形特征線或其他任何數據，它已成為表面建模的主要方法之一。

（3）基于格網的建模。如果通用多項式中的前三項與a3xy項一起使用，則至少需要4個點以確定一個表面，這種表面稱為雙線性表面。正方形格網為最佳的選擇，在基于格網建模的情況下，最終表面將包含一系列銜接的雙線性表面。

（4）混合表面的建模。對格網網絡來說，可將其分解為三角形網絡，以形成一線性的連續表面；反之，對不規三角網進行內插處理，也可形成格網網絡。

實際上，從建立數字地面模型表面時的數據來源而言，上述建模方法可分為兩種類型，即根據高程量測數據直接建立和根據派生數據間接建立，而根據派生數據間接建產DEM表面的方法是首先根據原始量測數據內插高程點，然后建立DEM表面。

四、點位放樣

（1）功能：根據設計的待放樣點P的坐標，在實地標出P點的平面位置及填挖高度。

（2）放樣原理：①在大致位置立棱鏡，測出當前位置的坐標。②將當前坐標與待放樣點的坐標相比較，得距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。③根據顯示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐漸找到放樣點的位置。

五、程序測量（programs）

①數據采集（datacollecting）。②坐標放樣（layout）。③對邊測量（MLM）、懸高測量（REM）、面積測量（AREA）、后方交會（RESECTION）等。④數據存儲管理。包括數據的傳輸、數據文件的操作（改名、刪除、查閱）。

參考文獻

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[2]李建紅.高速公路橋梁高墩施工技術研究[J].四川水泥，2018（09）.