简析公路工程测量的分类及常用方法曲志伟

简析公路工程测量的分类及常用方法曲志伟

曲志伟

山西众远交通建设工程技术咨询有限公司山西太原市030012

摘要：测量工作是工程建设中最基本的一项工作，在道路、桥梁、隧道工程建设中发挥着重要作用。为了选取一条最经济、最合理的线路，首先要进行线路勘测，并绘制相关地形图，进行纵、横断面测量，进行纸上定线和路线设计，并将设计好的路线平面位置、纵坡及路基边坡在地面上标定出来，以指导施工。当路线需要跨越河流时，在桥梁建设前，要绘制河流两岸的地形图，测定桥梁轴线长度和河床断面，为桥梁施工方案比选提供依据；当线路纵坡受到限制时，需要设置隧道施工方案，为隧道洞口布置选择提供必要的数据。

关键词：公路工程；隧道；测量内容；方法

引言

公路是现代化交通的产物和人们出行的基本条件，其不仅是城市交通的命脉，更关系人们的出行安全，其重要性不言而喻。公路建设过程中，测量工作不但影响工程施工进度和施工成本，还会影响施工质量，精准的测量有利于控制和减少施工成本，提高工程整体质量，从而为公路后期的安全管理提供有力、有效的坚实保障。这就要求相关的测量人员必须选用最为科学、合理的测量方法，并对测量工作质量进行严格的把关，切实保证测量工作的真实性、科学性和准确性，从而为整个公路工程质量打下坚实的基础。

1公路工程测量不同阶段的工作

1.1初步设计阶段的测量工作

初步设计要根据批准的设计任务书和初测资料进行编制，主要拟定修建方案，选定设计方案，计算工程量，提出施工方案和意见，编制设计概算，提供方案说明及图表资料，初测阶段为初设提供平面、高程控制、地形图、特殊地段的控制桩及纵、横断面资料。初步设计方案比选通常在1：10000地形图上做多个比选方案，纸上布线后，对各方案进行1：2000地形图测量，在1：2000地形图上进行纸上定线，布置桥涵、通道、隧道等，实地调查工程数量，编制概算文件，对于特殊复杂的地段，要进行实地放桩，对其进行平、纵、横测量。

1.2施工图设计阶段的测量工作

施工图设计根据批准的初步设计文件，在1：2000图上进行方案比选，确定路线方案，进行施工图详测。

2公路工程测量常用方法

2.1GPS高程拟合的研究方法

2.1.1高程拟合概念

GPS高层测量主要是利用全球定位系统测量技术，对地面点的大地高程进行直接测定，或者间接确定地面点高程的一种测量技术。高程拟合测量主要是将GPS测量的数据，在WGSW-S4坐标下的大地高通过高程拟合的方法转换成正常高的一种方法。

2.1.2高程拟合研究方法

联合平差法。这一测量方法的效果明显，测量水平较高，其计算原理是对多种测量数据进行分析，包括GPS高程测量、重力测量以及水准测量等。联合平差法是整体平差模型，其比较适用于大区域范围内数据偏差评估观测，在测量中容易受到外界因素影响，测量结果存在一定误差，特别是平差模型数据准确度都会出现误差，可见该方法存在不足，会花费很大的人力和物力，而且测量的结果准确性不足。

平差转换法。该方法通常在一系列坐标高程点中进行应用，对整个模型中多三维坐标点进行求解，通过适用多种工具建立拟合关系，如平移旋转密度、平移旋转精度、参数等，将计算结果带入到坐标转换公式中，计算出大地等水平面及参数等椭圆球面旋转等参数，获取转换方法。在计算中可以通过GPS高程拟合平差法将一些重要的参数计算出来。

重力测量法。在重力测量基础上构建出重力场模型，通过这一方法计算高程中存在的异常情况，其比较适用于地形崎岖的地方。地球内部重力场的体现可以从重力场中表现出来，特别是物理学和海洋学中，该测量方法最适用。地球场模型的计算依据是点位的相关数据，其优点是计算数据简便，可以获取和计算出较为准确的数据，也有不足，就是不能应用在平坦地形中的计算，这是因为该情况下的计算测量结果不够准确。

2.1.3公路工程测量中GPS高程拟合的应用

公路控制测量。当线路经过处高程起算点较少，需要较高的起算精度时，利用传统测量技术进行测量无法保证测量结构的准确性。而利用GPS技术可以解决上述问题，在公路控制测量中，通常会通过静态相对定位GPS技术建立路线高精度控制网的方式，适用GPS高程拟合技术，极大的提高了测量精准度，可以精确到厘米。当前很多公路工程中都使用了高程拟合测量控制技术，该技术尤其适合在山区工程测绘工作中使用。另外在实际公路项目建设中，以该技术为基础的公路路线也不断出现，如青银高速公路、大广高速公路等，都发挥出了很重要的作用。应用这一技术进行测量时，交通路线可以是不连续的，其比较适用于复杂的地形中，例如密林、山区峡谷等，可以解决地形难题。

桥梁隧道形变测量。在桥梁隧道变形测量中应用GPS技术中高程拟合技术是一种新的图片，应用这一技术中高精度测量定位性能，可以得出桥梁隧道工程的变形量，进而为变形监测工作提供依据。在实际测量时，GPS系统中会用点位和基线的形式体现桥梁隧道的结构体，而其变形在GPS系统中就会通过相应点位的移动及基线变化得出桥梁隧道变形的测量结果。现阶段的大型及特大型桥梁隧道工程中使用高程拟合测量变形是一种很重要的技术方式，在很多工程项目实践中都体现出了该技术的重要性和可行性。

2.2控制网建立方法平面

四等控制测量普遍采用GPS测量，其特点是定位精度高、观测时间短、测站之间不需要通视、操作简单、全天候作业。GPS采用测距后方交会的原理，接收机接收卫星测距信号，只需同时获得3颗以上GPS卫星信号，就可利用后方交会的原理解算的绝对坐标，当有两台接收机同时观测相同3颗以上卫星信号时，其基线解算可达10-6精度，然后通过点或边连接，联测到已知高等控点上，经平差计算得到各未知点的坐标。为了便于设计和施工放样，通常采用全站仪或测距仪配经纬仪进行；高程测量采用水准仪进行四等高程施测，也可采用严格按规范施行的三角高程代替四等水准方法，附合到三等以上高程控制点。

2.3地形图的航空摄影测量

根据公路工程特点，长线路普遍采用航空摄影测量方法，利用安装在飞机或其他飞行工具上的摄影机等，对观测地区进行摄影，根据摄影瞬间得到航空相片，读取各种信息资料并绘制地形图，这一技术被称之为航空摄影测量。尽管航空像片上详尽而准确地摄录了地面上的实际情况，它却不能直接作为地形图使用其主要原因就是航空像片是中心投影，而地形图是垂直投影（或称正射投影），航摄比例尺分母不能大于成图比例尺的4倍。为了保证测量的精确性，在航摄外业工作中要布置像控点，在明显地物棱角（在航片上清晰可变）的点测定其平面、高程三维坐标，以便在内业成图时确定相对位置，对航片进行纠正。

结束语

综上所述，在交通事业快速发展的背景下，要保证公路、桥梁、隧道建设质量，要做好工程测量，合理选择测量方法，提高测量的精确度，为后继续施工奠定基础。

参考文献：

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