高速公路工程测量中的方法与分析

高速公路工程测量中的方法与分析

段少军,袁秋纯

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摘要：高速公路工程测量是将工程设计意图转换成数字模型，并在施工过程中，对其进行数字处理，实现施工图设计与实际施工的精确对应。高速公路工程测量是整个公路施工过程中的基础工作之一，它起着承上启下的作用。本文介绍了高速公路工程测量中的坐标系统、里程桩和水准点、公路中心线、交点等内容。

【关键词】：高速公路；工程测量；坐标系；里程桩

一、引言

在现代高速公路建设中，人们对其所在位置进行了勘测，并用科学、合理的方法完成了其位置坐标和高程等数据的获取，并对这些数据进行处理后反馈到施工现场中来指导施工。在新形势下，高速公路测量要突出创新理念、结合实际应用等方法，提高其水平。

二、坐标系统

在工程施工测量中，往往会涉及坐标系的选择问题，而坐标系统也是工程建设过程中所必须了解的一项内容。坐标系统指的是工程建设施工和管理所需的测量内容，其也是整个高速公路工程测量中不可缺少的一部分。一般来说，我国常用的坐标系为第三个国家高程基准，如1985国家高程基准、1956国家高程基准、1980北京地方重力基准等。在实际工作中，我国常采用国际上通用的地方坐标系。如1985国家高程基准（北京54坐标系）、1980北京地方重力（N）基准、1980西安地方重力（G）基准等。

通常情况下，以城市为中心和以统一的当地似大地水准面为基础建立起的平面坐标系称之为城市坐标系；以省级行政区域为中心所建立的平面坐标系称之为省级坐标系；而以某一地区（通常为省或市）范围内的大地水准面为基础建立起来的平面坐标系称之为区域坐标系统。

三、里程桩和水准点

里程桩是公路测量的起点和终点，它在高速公路工程测量中起着举足轻重的作用。高速公路里程桩就是用来标示路线位置的明显标志，一般是用水泥钢筋制成，以立柱为圆心画上等圆，再刻上公路中心线。

一般公路里程桩刻划在路基边线外50 cm处。公路的中线和交点都要进行标示。在高速公路工程测量中，有一种最常见也是应用最为广泛的里程桩就是桥梁边桩和隧道中桩。桥梁边桩是用来标示桥梁中心线、隧道中心线及其两条相邻路线中心线之间的夹角等参数的明显标志。桥梁边桩通常设在比较宽阔地段，在图纸上将它们标绘出来后，施工人员可以据此进行架设大桥或隧道所需要使用到的机械、设备等。而隧道中桩一般设在洞口附近或两条相邻路线间。

高速公路工程测量中的水准点是用来标示地面点高程的明显标志，它通常设在两端与相邻路线相交处，也可以用水泥混凝土制成，但要用钢尺测量其误差而定。它一般设在离交点较近的地面上或离交点越远误差越小。并且高速公路工程测量中经常使用水准仪量距离、仪器高、等高距等方法来计算出里程桩处的高程和水平距离，这种方法相对来说比较精确、便捷；另外就是用导线法来测设里程桩处水准点和导线点间关系，这种方法也比较方便、快捷。

四、公路中心线

高速公路工程测量中，公路中心线是高速公路工程测量中的核心内容。在传统的高速公路工程测量中，人们运用的是直角坐标系，而随着公路行业的不断发展，人们将其转换成了大地坐标系。这种转换方式与直角坐标系相比，它更符合实际情况。所以，人们在应用高速公路工程测量中运用了大地坐标系。

根据相关资料显示，大地坐标系中X和Y轴的方向是不变的。通常情况下，公路中心线会由两个垂直于公路中心线方向的投影面所构成，所以在建立高速公路工程测量坐标系统时要遵循以下原则：在同一平面上采集两条道路中心线的信息；依据实际情况将公路中心线延伸到一条道路上；将两条道路中点连接起来；利用软件将所有的点连接起来。

五、交点

交点是指在公路路线设计时，为了确定路线中线和各纵断面之间的相对关系，而在相应位置设置的控制点。交点可分为两种：一种是永久交点，另一种是临时交点。

永久交点：又称直接交点。即采用闭合测量方法布设的交点网，其精度一般不受高程控制条件影响，故在作业中易于使用。但当公路路线穿过需要加密控制网的地段时，宜采用临时交点，以减少外业工作量和内业计算量。临时交点：也叫定向交点网或短边交点网络。其基本原理与永久交点相似，只是采用了固定的定向方法，因而该网形由若干个封闭的子网组成，每个子网都可作为永久交点位而构成永久性点位系统。由于这种系统满足了平面坐标转换公式中各项因子的要求，故最常用于公路路线设计时。

六、横断面测量

横断面测量主要包括横向断面和纵向断面。这两种断面测量都是用全站仪量距，两种方法不能互相代替。横断面图是横断面测量成果的直观表现，因此在横断面图上的每一横断面都要明确表示其实际距离，以便更好地指导施工。横断面测量应结合现场实际情况，例如要确定路堤坡脚和路面之间的距离就应放样出一个标准的等边三角形。在横断面测量中，若设计图纸没有给出里程桩的桩号时就无法进行下一步工作。

施工放样和桩位布设时应尽量避开施工地段。如果无法避开则必须在施工前向设计单位提出并得到许可，以便确定控制点和界桩位置。在放样过程中要注意三点：

（1）边长的测定可以通过现场丈量或者利用已知数据通过计算获得，但在实际操作中很难达到精准程度，因此通常采用“两算三检”的办法。（两算：一算工程导线点间的距离；二算工程导线点到设计边线的距离，为了精确计算可通过全站仪测设。三检：一检有无方位角或方向线；二检有无角度和方位，测出的边长是否与设计边线相符；三检要用量距器或直尺测量，不能用钢尺测量）。

（2）高程测设：确定完横断面后要测设路堤坡脚、路堤两侧边线、路堤与路堑交会处等位置的高程，然后在测量图纸上绘制出来。

（3）将所测高程用坐标法转换到现场实际位置时一定要注意：一是注意仪器高和测站高之间的换算；

二是注意外业距离与内业距离之间的换算。

七、结语

综上所述，高速公路测量是一个复杂而又严谨的工作。只有通过不断加强测量人员的专业技术培训，严格要求，加强对各种方法、仪器的使用技巧和操作规范等方面的学习，才能进一步提高高速公路工程测量质量。只有切实掌握好高速公路工程测量中所涉及的知识和技术要点，才能熟练地掌握和运用所学的理论知识、各种仪器、操作技巧以及科学规范的数据处理方法，不断提高工作效率和质量，确保高速公路工程施工顺利进行。

参考文献

【1】韩笑.高速公路工程测量中的方法与分析[J].交通世界（运输.车辆）,2012(06):176-177.

【2】郭秀娟.浅谈测量在高速公路工程施工中的重要性[J].中小企业管理与科技（下旬刊）,2018(02):189-191.