摘要:道路橋梁工程是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交流合作的重點(diǎn)工程,其社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益十分重要。道路橋梁工程施工之前以及在維護(hù)的過(guò)程中都要進(jìn)行一系列的測(cè)繪工作,科學(xué)合理的測(cè)繪數(shù)據(jù)對(duì)保證工程的正常運(yùn)行意義重大,本文就筆者的一些學(xué)習(xí)心得,簡(jiǎn)要談一下現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用,旨在為新技術(shù)的發(fā)展、使用提供一些可參考的依據(jù)。
關(guān)鍵詞:測(cè)繪技術(shù) 道路橋梁工程
一、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)介
在高中的地理學(xué)科中我們就學(xué)到了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的主要構(gòu)成部分,即以遙感(RS),地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)為核心和主體,在計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的支持下,正在形成一門新的科學(xué)——地球空間信息學(xué)(Geomatics),現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)就是地球空間信息學(xué),F(xiàn)代測(cè)繪學(xué)是一門新興的空間信息科學(xué)技術(shù),是應(yīng)用系統(tǒng)的方法、現(xiàn)代化的手段,在空間信息生成和管理過(guò)程中用于科學(xué)研究、行政管理、法律運(yùn)作和技術(shù)工作的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和管理中所采用的所有學(xué)科的綜合體,是涉及到空間數(shù)據(jù)的量測(cè),分析、管理和顯示的一門現(xiàn)代化的綜合技術(shù)手段和方法。其主體是遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)三門既相互獨(dú)立又密切聯(lián)系的科學(xué)技術(shù),統(tǒng)稱為“3S”技術(shù)。“3S”技術(shù)的集成即“3S一體化”是現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)發(fā)展的重要方向。
二、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)
多年來(lái),路、橋地形圖的野外測(cè)量一直沿用平板儀(或經(jīng)緯儀)測(cè)圖的傳統(tǒng)方法。這種方法外業(yè)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、精度低,常常難以滿足設(shè)計(jì)要求,對(duì)工程進(jìn)度及工程質(zhì)量都有不同程度的影響。目前,數(shù)字化測(cè)圖已廣泛應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的各個(gè)領(lǐng)域,同樣在交通系統(tǒng)中也已普遍得到應(yīng)用。數(shù)字化測(cè)圖具有精度高、作業(yè)時(shí)間短、自動(dòng)化程度高及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),特別是外業(yè)工作一結(jié)束,便能提交供設(shè)計(jì)使用的數(shù)字化地形圖,大大縮短了作業(yè)工序和時(shí)間。這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)作業(yè)所無(wú)法比擬的。
由于道路橋梁等的設(shè)計(jì)、施工.管理都與地質(zhì)地理?xiàng)l件、區(qū)域綜合信息密切相關(guān),涉及到大量的數(shù)據(jù)采集,處理、管理等工作。以GIS、GPS、RS為主體的現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)決定了其在公路的修筑和管理中應(yīng)用的優(yōu)越性,這既是現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域拓寬的需要,也是公路修筑和管理的必然要求。以“3 S”技術(shù)為主體的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)輔以常規(guī)測(cè)繪技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能專家系統(tǒng)技術(shù)等,可以在公路修筑和管理的整個(gè)過(guò)程中都提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,從而利用最先進(jìn)的空間科學(xué)技術(shù)服務(wù)于公路的修筑和管理,提高工作效率,保證工程質(zhì)量,節(jié)約工程費(fèi)用。
道路橋梁的修筑與該地的水文地質(zhì)條件、地形地貌條件、自然地理?xiàng)l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況有著密切關(guān)系。地質(zhì)資料的獲取是進(jìn)行路線選址和設(shè)計(jì)的先決條件,但傳統(tǒng)的方法工作量大,工程周期長(zhǎng),投入成本大。現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的信息獲取,處理功能可有效進(jìn)行公路的選線和設(shè)計(jì)。首先利用遙感技術(shù)進(jìn)行公路地質(zhì)調(diào)查,利用區(qū)域有關(guān)遙感資料,從中提取沿線的主要地質(zhì)信息,然后結(jié)合路線調(diào)查、實(shí)地勘測(cè)和對(duì)已有資料的全面分析,確定該地區(qū)的對(duì)公路選線有影響的所有的因素條件,為選址提供基礎(chǔ)資料。將由遙感技術(shù)所獲得的區(qū)域地理、地質(zhì)等方面的資料輸入地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù),地形圖通過(guò)數(shù)字化儀進(jìn)行輸入,圖像信息在掃描進(jìn)入GIS后通過(guò)柵格矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換以需要的形式進(jìn)行存儲(chǔ),屬性信息由鍵盤輸入或由數(shù)據(jù)庫(kù)移植,同時(shí)要充分利用GIS中已有的該地區(qū)的信息,將需要的多源地理信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。公路的修筑既要盡量減少對(duì)耕地的占用,又要盡可能選取地質(zhì)條件好、施工難度小的地區(qū),同時(shí)還要考慮路線的曲直程度、安全等各方面的問(wèn)題。因此道路的選線是一個(gè)綜合的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。對(duì)這一問(wèn)題的解決要充分利用GIS的空間分析模塊進(jìn)行。工程中首級(jí)控制網(wǎng)常采用GPS進(jìn)行四等控制,為方便施工再利用常規(guī)方法進(jìn)行一級(jí)導(dǎo)線的加密,首級(jí)控制網(wǎng)往往采用與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)分帶換算得到實(shí)地任意坐標(biāo)系統(tǒng),以控制整體系統(tǒng)的連接及與已有線路進(jìn)行銜接緦而在線路主要控制圲物如特大橋、長(zhǎng)隧道等,利用遙感和地理信息系統(tǒng)進(jìn)行公路的地質(zhì)勘察和選址及輔助設(shè)計(jì),充分利用了現(xiàn)代技術(shù),具有考慮因素系統(tǒng)全面,采用信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、分析過(guò)程高效可靠、操作利用簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn),已獲得了廣泛的應(yīng)用。
三、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)有著良好的監(jiān)測(cè)效果
道路在其使用過(guò)程中,必然要受到當(dāng)?shù)刈匀粭l件、環(huán)境變化、人類活動(dòng)等因素的影響,利用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)可以進(jìn)行公路宏觀監(jiān)測(cè)。以公路修筑過(guò)程中的幾何信息為基礎(chǔ),將道路及其所在區(qū)域各方面的信息通過(guò)GIS的數(shù)據(jù)采集模塊輸入GIS數(shù)據(jù)庫(kù),在GIS的基礎(chǔ)上建立公路管理系統(tǒng),對(duì)整個(gè)公路的狀況、沿線地理信息等在系統(tǒng)中進(jìn)行綜合管理。由于地下采礦、區(qū)域發(fā)展等各方面的影響,公路所在地區(qū)的自然地理?xiàng)l件可能發(fā)生演變,這些變化極有可能對(duì)公路引發(fā)大的破壞。及時(shí)對(duì)公路所在區(qū)域的自然地理環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)綜合監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)可能引起公路破壞的因素并采取有效的維護(hù)措施?梢詮暮暧^上保證對(duì)公路的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。遙感信息是進(jìn)行公路動(dòng)態(tài)綜合監(jiān)測(cè)的基本信息源;贕IS的公路管理系統(tǒng)是實(shí)施監(jiān)測(cè)的技術(shù)支撐,該系統(tǒng)可以充分繼承GIS已有的空間分析功能,并結(jié)合公路管理的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩伍_發(fā),從而實(shí)現(xiàn)管理工作的自動(dòng)化、規(guī)范化。
橋梁的沉降觀測(cè)亦是一項(xiàng)非常重要的工作,特別是本次對(duì)試驗(yàn)橋梁的觀測(cè),對(duì)高速公路新建加寬橋梁的灌注樁拋高提供了較為科學(xué)的參考數(shù)據(jù)。一般橋梁灌注樁拋高的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為2~5mm。通過(guò)我們對(duì)試驗(yàn)橋梁的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,在本文所提到的地質(zhì)條件下,橋梁拋高要大一些,達(dá)到了十幾毫米。但同時(shí),也可以說(shuō),在橋梁施工過(guò)程中,灌注樁的拋高問(wèn)題是多樣性的,與橋梁的結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況有很大的關(guān)系。在實(shí)際橋梁施工過(guò)程中,要加強(qiáng)橋墩臺(tái)的沉降觀測(cè)的頻率,保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性、可靠性和連續(xù)性;其次,具體問(wèn)題具體分析,對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)要及時(shí)分析,從而真正做到利用沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)施工。
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