橋梁工程測量技術現狀與發展趨勢研討

黃郁祺 靳可新 蘇令

摘 要：隨著社會發展節奏的不斷加快，道路橋梁成為推動我國社會經濟發展的重要基建項目，當代測繪技術與橋梁基礎設施建設的進步，使得我國道路橋梁工程在測量技術方面不斷提高。相比于其他工程而言，道路橋梁工程對施工速度以及施工精度的要求較為嚴格，這就要求測量工作在開展中應更具針對性，基于此，本文闡述了橋梁工程測繪技術的內容，并從橋梁工程控制測量等技術方面展開了詳細的探討，為后續的施工環節奠定良好的基礎。

關鍵詞：橋梁工程;測繪工程;測量技術

0 引言

近幾年，橋梁工程建設在技術方面取得了快速提高，體現出施工精度要求高、跨徑大、橋型豐富等特點，因此在施工階段對工程項目進行全面、嚴謹的測量放樣就顯得十分重要，隨著GPS技術、超站儀、電子水準儀等測繪技術的不斷完善，道路橋梁工程測量技術將愈加成熟。本文重點從橋梁工程控制測量技術、施工測量技術、地形測量技術、水文測量技術及變形監測技術等幾方面對測量技術的現狀與發展趨勢進行研討以提高公路橋梁施工整體質量。

1 橋梁控制測量技術

在橋梁的施工中，控制測量技術是至關重要的環節之一，作為橋梁工程的主基準，根據施測周期、目的以及相應的具體功能橋梁控制網主要劃分為勘測、施工及運營控制網。為使鐵路運營及建設得到可靠的保障，控制網的測量結果需滿足設計、施工以及運營三大階段的“三網合一”，即三大階段的平面控制測量與高程控制測量所采取的起算基準與尺度要保持一致。

目前，我國在橋梁工程建設運用中，GPS靜態相對定位信息技術是我國較為常用的橋梁測試技術，它經過多年的實驗改良、對比及總結實踐，技術與體系逐步走向成熟。當GPS觀測地形地勢或者外部環境受限無法開展時，可以通過全站儀邊角網、全站儀導線測量技術等予以補充，特別是在加密網絡建設中，局部高精度建設網絡測量更為常見。

對于橋梁高程測量方面，隨著先進技術的不斷發展，數字化、智能化、自動化的水平不斷提升，我國在控制工程測量技術方面的實力將穩步提高，同時三等、四等水準儀等傳統測量儀器將逐步淡出市場，未來發展過程中智能化程度、運行效率高的電子水準儀也必將成為主流。

2 橋梁地形測繪技術

橋梁地形測繪技術在橋梁工程的每個階段都有著重要作用，測繪橋址地形圖中500～5 000是最為常用的比例因子。水下地形圖和陸地地形圖是目前現代橋梁測繪區域所劃分的兩大類別，隨著現代技術的成熟與發展，傳統的模擬測圖技術已經逐漸被數字測圖測繪技術所取代。

目前運用地面數字進行測圖技術是橋址地形測繪的主要施工技術，其運用技術主要有全站儀數字測圖技術等相關技術。地面數字測圖技術的工作原理主要分為兩個方面，一方面主要是通過全站儀和PDA連接，相應的數據點位會在屏幕上體現，再通過現場編輯從而生成數字化的地圖;另一方面來實現數據采集則是利用智能化設備，首先通過電子手簿等設備進行儲存數據，其次利用計算機內部的編碼規則與算法完成電子地圖的編輯與繪制。

3 橋梁水文測量技術

橋梁水文測量技術通常在橋梁工程測量的初期階段或定測階段進行。橋梁水文測量技術的主要使用目的是為河床沖刷配置、墩跨布置、橋位選擇、通航設計等提供具體的水文資料與數據，其主要包括橋址航跡線觀測、橋址水位觀測、橋址地形測繪、橋址流向流速觀測等項目。對于觀測頻率較低、觀測周期短的水位測量，通常采用人工觀測來進行，當水位監測頻率高、時間較長時，通常采取構建水文站或者自建水位計的方式進行監測。在橋梁選址測量、斷面測量及河道地形測量時，水域和陸地采用著不同的觀測技術，分別為超聲波探測+RTK定位的組合系統以及全站儀及GPS RTK的組合技術。

4 橋梁施工測量技術

4.1 常規大地測量技術

橋梁工程中施工測量方法的劃分總體可以分為三個類別。常規大地測量技術主要是運用包含免棱鏡的高精密測試技術、全自動的實時測量跟蹤技術等的全站儀和電子水準儀。在自動化程度以及儀器精度的不斷提升的背景下，傳統的經緯儀、光學水準儀等已逐漸淡出市場，在一些三維測量中激光鉛直儀也漸漸被現有高精度的三維坐標測量方法所淘汰。

4.2 衛星定位測量技術

衛星定位測量技術中包括GPS相對靜態定位技術、單基站RTK和網絡RTK的GPS RTK等施工測量技術，特別是在特大型長距離跨海橋梁工程中運用十分廣泛。其中，相對靜態定位技術應用于橋墩平面位置精確測量及施工加密網測量，RTK施工測量技術則主要運用于海上橋梁樁基施工定位;此外，GPS高程擬合方法也在港珠澳大橋、星海灣跨海大橋等橋梁工程的高程定位中得到采用，通過實踐的結果對比顯示：GPS高程擬合的精度可達1 cm左右。

4.3 其他專用測量技術

對于像電子傾斜儀等其他專用測量技術，RTK測量、GPS相對靜態測量等技術在智能化、數字化水平不斷提高的趨勢下被廣泛應用，其中在跨江、跨海等橋梁工程建設中應用更為廣泛。可見基于激光、遙控、GNSS、通信以及智能型全站儀等集成式精密空間放樣測設技術將是未來橋梁施工測量技術的主要發展趨勢，全站掃描儀、三維激光掃描儀、新型超站儀以及激光掃平儀的應用前景也十分可觀。

5 橋梁變形監測技術

隨著我國在工程測量技術方面的迅速發展，橋梁變形監測技術已經成為當前開展橋梁建設測量的重點。港珠澳大橋、長江大橋、虎門大橋等大型橋梁均在橋梁變形監測方面進行相應的建設，其相關技術要求也取得了一定提升。橋梁變形監測主要分為兩個階段進行監測，分別是施工階段以及運營階段。橋梁變形監測主要涉及的內容包括梁體及墩臺的觀測、沉降及水平位移的觀測、梁體撓度的變形監控、橋面撓度、橋墩水平以及垂直位移的變形測量等。水平監測方面主要有三角測量、基準線法、前方交會、導線測量等觀測方法，沉降監測方面主要包括GPS高程測量、幾何水準測量、三角高程測量、靜力水準測量等觀測方法。在撓度監測方面，其觀測方法主要有專用撓度儀器觀測、GPS測量、全站儀測量等。在當前的實踐運用中GPS靜態系統、幾何水準測量、RTK三維動態監測、三維坐標測量是應用較多的幾種觀測方法。在預警與變形分析范疇，線性平滑、小波變換、卡爾曼濾波等理論在實際中應用較為普遍。

橋梁變形監測技術在未來的發展過程中，實時連續三維監測技術、可視化及智能化表現技術、幾何變形監測技術、靜態監測與動態監測相互融合等監測技術將是重點發展方向。

6 結束語

當代測繪技術與橋梁工程建設的不斷進步，使得我國橋梁工程在測量技術方面不斷發展，在提高橋梁工程檢測的可靠性、精確性以及高效性的同時，橋梁工程測量技術正逐步朝測量過程控制和系統行為智能化、信息共享和傳播網絡化、內外業作業一體化、測量服務社會化、測量成果數字化等方面不斷探索，相信未來的橋梁工程測量技術發展過程中，核心技術將不斷向三維測繪和多傳感器集成的變形監測、基于RTK的無驗潮水下地形測繪、GPS橋梁高程控制測量等技術傾斜。

參考文獻：

[1]張堅.橋梁工程測量技術現狀及發展趨勢[J].發展與創新，2018，39（04）：243-244.

[2]吳迪軍.橋梁工程測量技術現狀及發展方向[J].測繪通報，2016（01）：1-5.

[3]潘正風.工程測量技術發展現狀[J].鐵道勘察，2004，26（06）：1-3.