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摘要:随着我国经济的高速发展,科技也在不断进步,特别是基础设施的建设是最能直接反映出我国民用科学技术水平高低的表现。在我国,目前的很多在建桥梁项目愈发的复杂化,其施工技术和施工工艺也越来越先进,同时由于其施工的环境具有很多的不可确定性和复杂多变性,使得很多传统的测量手段无法满足于当今的桥梁建设需要。随着GPS测量技术在桥梁测量中的不断使用和改进,目前已经成为相对来说比较成熟且效率极高的技术手段。本文将对GPS在桥梁方面的测量方法进行概述
关键词:GPS、施工控制、测量、桥梁
0.前言
在进行墩台定位及架设梁部结构的时候,需要使用极为精密的手段来进行,因为,很多大中型的桥梁通常是架设在宽阔的河道上的,那么桥墩的建设就必须在河中进行,这就带了一系列的问题,那就是墩台较高、基础较深、墩间跨距大、梁部结构复杂。因此,就需要我们在施工前布设好平面控制网和高程控制网。下面我们将详细的介绍整个的控制测量要点。
1、GPS 桥梁控制网布设
GPS控制网的技术设计需要根据用户提交的任务书或测量合同所规定的测量任务以及控制网的实际与桥位区的地形条件以及桥梁本身的特点,来进行图上初步设计,同时设计还必需符合国家测绘局颁发的《全球定位系统(GPs)测量规范》及建设部颁发的《全球定位系统城市测量技术规程》。在实际的桥梁施工现场,由于需要控制的内容及障碍物较多,且对布控点的使用频繁等特点的存在,一般采用GPS-RTK技术,通过将基准站架设在距离桥梁测区较近的位置,移动站对已布设的控制点逐个进行测量,直接记录点位坐标,进行桥区控制网的布设,并通过GPS的实时测量得出各控制点的坐标
2、网形设计
在进行GPS网形设计时,重点是确保其可靠性。GPS在作业时,存在很多不确定的环境影响因素,这些环境影响因素在很大程度上影响我们的检测结果。这些外在的非主观因素,若是因为主观上的不负责任进行检测审核,就会严重的影响到其的可靠性。所以,在图形设计时应重点考虑成果的准确可靠和有较可靠的检验方法,根据本人多年的工作经验认为在进行GPS网的布设方式选择上,优先选取边点混合连接方式,该方式的特点就是将点连接和边连接有机结合起来,组成GPS网的一种布网方式。该方式能在很大程度上增强检核条件,提高网的可靠性,同时还能极大地保证网的几何强度,降低外业工作量及成本。
3、选点
为了保证测量结果的准确性,网点的选择至关重要,不能有一丝一毫的大意。首先要做的就是对即将进行网点位设定的相关区域(包括测区的地理、原有控制点的分布和保存情况、城市或工程建设与发展的需要)进行调查了解,收集资料。然后在选点图上(一般为中小比例尺地形图)上概略地描绘出郧孕杂网的点位,并把以测区内已有的高级控制点作为起始点。
4、外业工作
在对桥梁控制网点进行布设和选点之后,便可以进行控制网的外业实施了。下面将简单介绍两点主要的工作:选点埋石、作业模式选取。
4.1 选点埋石:根据前述的选点原则与设计的网形进行选点。对于桥梁工程而言,一般都是时间跨度比较长的,而且在施工过程中,会比较频繁的使用到这些制点,因此,在进行选点埋石的时候,我们需要做的就是保证点的标志与标石的稳定、坚固,同时还要能长久保存与利用。
4.2 GPS测量的作业模式选取:虽然目前的作业模式有很多种,但是根据本人多年的经验来讲,在进行GPS控制网的作业时,采用静态相对定位、快速相对静态定位才是最上佳之选。
5、桥梁结构坐标放样及检测
在进行放样前,首先需要使用电脑或手工将所需放樣(桩基、墩柱、承台、盖梁、支座等多部位)的点名、纵横坐标输入测量手簿中的放样记录点库中,并设点库文件名保存。在进行施工作业时,只需要设置好基准点,将测量手簿与移动站连接,选择点放样工作模式,从放样点库文件夹中找到需放样的点名,选中放样点,这时测量手簿上会根据移动站目前位置及放样点位坐标实时给出需要移动方向及距离,并在导航视图上显示,移动移动站,直至手簿显示的偏移量在允许范围内,定点。在离放样点小于5cm时,需要多移动测站几次,观测时间稍长一点,等手簿显示稳定后再定点。
在对桥梁结构进行检测时,我们可以先设下基准点,该基准点的设置距离一般在小于一个施工标段的10km范围内。基本的操作就是通过将移动站架设到桩位中、墩柱中或支座中等相关位置,调平,取点,并作好记录来对整个标段内的桥梁结构进行采样取点。最后将数据汇总到电脑后,与设计值进行比对,进而计算出偏差值,从而形成最终的报告。
6、减小误差
6.1通过在障碍物上重新设定两个新的控制点,绕开障碍物对放样的影响
GPS测量在桥梁工程测量中经常会遇到各种各样的环境乃至仪器本身的影响,进而影响到测量的结果准确性、可靠性。障碍物的影响就是其中之一,也是最为常见的一种。由于施工现场环境的复杂性,且障碍物较多,就会严重的影响到放样时的信号接收,在遇到此类情况时,往往需要较长的时间进行观测。遇到需要在墩柱上进行施工放样时,经常会遇到移动站无法接收到信号的问题,主要就是墩柱钢筋高于仪器,使卫星信号和移动站之间无法连接。针对这一情况,我们所要做的就是通过钢尺量出墩柱中心点,然后经过计算,在墩柱外沿墩柱中心线上重新定出两个控制点并对其进行放样即可。
6.2增设稳固底座,降低仪器的影响
由于原配的仪器中,作为移动站的碳素对中杆只设置了单独的杆件,在测量时,就会出现不可预测的人为因素在其中,比如在测量中由于是手控的,不可避免的出现晃动,进而降低对中的精度。而采集控制点的采集精度又直接关系到转换参数的计算结果的准确性,因此,必须解决此类问题出现的频率。在这里,我们便是通过自己加装底座的方法,来使碳素对中杆的稳定性不受到人为因素的影响。该方法不单是对碳素对中杆实用,在进行施工放样时,可以利用全站仪棱镜下可调支架装设在移动站下,这样就能通过该支架对中杆进行调整观测,极大地排除了人为因素的干扰,还能加快检测速度。
6.3选择不同时段进行作业提高检测效率
GPS测量很多时候会受到环境因素的影响。时间因素便是其中之一。根据多年经验,我们发现在测量的时候,不同的时间段,卫星信号强弱不同,这是由于不同时间段,测量时接受到卫星信号数量的不同,这就需要我们在进行测量前认真查看星历,选好时间段,避开信号差的时候进行实际的测量。
结语
随着对GPS研究和应用的不断加深,GPS技术在桥梁中的应用也在得到不断的改进和完善。
由于其展现出来的高效性和精确性等优异性能,使其越来越广泛的应用到了我国工程建设的各行各业中去,特别是在道路桥梁上,以往很多极难解决的问题,在应用了GPS技术之后,更是得到了极好地解决,使其在这方面的应用已经涵盖公路桥梁测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS前端数据采集等诸多方面。未来的发展前景也更加的广阔,因此,加强对GPS技术的研究和应用对每个测量工作者都是至关重要的。
参考文献:
[1] 王建民. GPS 技术在公路工程测量项目中的应用研究[J]. 科技资讯. 2010(01)
[2] 姜丽,杨为. GPS 技术在高速公路改扩建的应用[J]. 中国勘察设计. 2010(08)
[3]吴迪军,黄全义,张建军,等.特大型桥梁施工GPS高程控制网技术研究[J].测绘信息与工程,2006(5)
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关键词:GPS、施工控制、测量、桥梁
0.前言
在进行墩台定位及架设梁部结构的时候,需要使用极为精密的手段来进行,因为,很多大中型的桥梁通常是架设在宽阔的河道上的,那么桥墩的建设就必须在河中进行,这就带了一系列的问题,那就是墩台较高、基础较深、墩间跨距大、梁部结构复杂。因此,就需要我们在施工前布设好平面控制网和高程控制网。下面我们将详细的介绍整个的控制测量要点。
1、GPS 桥梁控制网布设
GPS控制网的技术设计需要根据用户提交的任务书或测量合同所规定的测量任务以及控制网的实际与桥位区的地形条件以及桥梁本身的特点,来进行图上初步设计,同时设计还必需符合国家测绘局颁发的《全球定位系统(GPs)测量规范》及建设部颁发的《全球定位系统城市测量技术规程》。在实际的桥梁施工现场,由于需要控制的内容及障碍物较多,且对布控点的使用频繁等特点的存在,一般采用GPS-RTK技术,通过将基准站架设在距离桥梁测区较近的位置,移动站对已布设的控制点逐个进行测量,直接记录点位坐标,进行桥区控制网的布设,并通过GPS的实时测量得出各控制点的坐标
2、网形设计
在进行GPS网形设计时,重点是确保其可靠性。GPS在作业时,存在很多不确定的环境影响因素,这些环境影响因素在很大程度上影响我们的检测结果。这些外在的非主观因素,若是因为主观上的不负责任进行检测审核,就会严重的影响到其的可靠性。所以,在图形设计时应重点考虑成果的准确可靠和有较可靠的检验方法,根据本人多年的工作经验认为在进行GPS网的布设方式选择上,优先选取边点混合连接方式,该方式的特点就是将点连接和边连接有机结合起来,组成GPS网的一种布网方式。该方式能在很大程度上增强检核条件,提高网的可靠性,同时还能极大地保证网的几何强度,降低外业工作量及成本。
3、选点
为了保证测量结果的准确性,网点的选择至关重要,不能有一丝一毫的大意。首先要做的就是对即将进行网点位设定的相关区域(包括测区的地理、原有控制点的分布和保存情况、城市或工程建设与发展的需要)进行调查了解,收集资料。然后在选点图上(一般为中小比例尺地形图)上概略地描绘出郧孕杂网的点位,并把以测区内已有的高级控制点作为起始点。
4、外业工作
在对桥梁控制网点进行布设和选点之后,便可以进行控制网的外业实施了。下面将简单介绍两点主要的工作:选点埋石、作业模式选取。
4.1 选点埋石:根据前述的选点原则与设计的网形进行选点。对于桥梁工程而言,一般都是时间跨度比较长的,而且在施工过程中,会比较频繁的使用到这些制点,因此,在进行选点埋石的时候,我们需要做的就是保证点的标志与标石的稳定、坚固,同时还要能长久保存与利用。
4.2 GPS测量的作业模式选取:虽然目前的作业模式有很多种,但是根据本人多年的经验来讲,在进行GPS控制网的作业时,采用静态相对定位、快速相对静态定位才是最上佳之选。
5、桥梁结构坐标放样及检测
在进行放样前,首先需要使用电脑或手工将所需放樣(桩基、墩柱、承台、盖梁、支座等多部位)的点名、纵横坐标输入测量手簿中的放样记录点库中,并设点库文件名保存。在进行施工作业时,只需要设置好基准点,将测量手簿与移动站连接,选择点放样工作模式,从放样点库文件夹中找到需放样的点名,选中放样点,这时测量手簿上会根据移动站目前位置及放样点位坐标实时给出需要移动方向及距离,并在导航视图上显示,移动移动站,直至手簿显示的偏移量在允许范围内,定点。在离放样点小于5cm时,需要多移动测站几次,观测时间稍长一点,等手簿显示稳定后再定点。
在对桥梁结构进行检测时,我们可以先设下基准点,该基准点的设置距离一般在小于一个施工标段的10km范围内。基本的操作就是通过将移动站架设到桩位中、墩柱中或支座中等相关位置,调平,取点,并作好记录来对整个标段内的桥梁结构进行采样取点。最后将数据汇总到电脑后,与设计值进行比对,进而计算出偏差值,从而形成最终的报告。
6、减小误差
6.1通过在障碍物上重新设定两个新的控制点,绕开障碍物对放样的影响
GPS测量在桥梁工程测量中经常会遇到各种各样的环境乃至仪器本身的影响,进而影响到测量的结果准确性、可靠性。障碍物的影响就是其中之一,也是最为常见的一种。由于施工现场环境的复杂性,且障碍物较多,就会严重的影响到放样时的信号接收,在遇到此类情况时,往往需要较长的时间进行观测。遇到需要在墩柱上进行施工放样时,经常会遇到移动站无法接收到信号的问题,主要就是墩柱钢筋高于仪器,使卫星信号和移动站之间无法连接。针对这一情况,我们所要做的就是通过钢尺量出墩柱中心点,然后经过计算,在墩柱外沿墩柱中心线上重新定出两个控制点并对其进行放样即可。
6.2增设稳固底座,降低仪器的影响
由于原配的仪器中,作为移动站的碳素对中杆只设置了单独的杆件,在测量时,就会出现不可预测的人为因素在其中,比如在测量中由于是手控的,不可避免的出现晃动,进而降低对中的精度。而采集控制点的采集精度又直接关系到转换参数的计算结果的准确性,因此,必须解决此类问题出现的频率。在这里,我们便是通过自己加装底座的方法,来使碳素对中杆的稳定性不受到人为因素的影响。该方法不单是对碳素对中杆实用,在进行施工放样时,可以利用全站仪棱镜下可调支架装设在移动站下,这样就能通过该支架对中杆进行调整观测,极大地排除了人为因素的干扰,还能加快检测速度。
6.3选择不同时段进行作业提高检测效率
GPS测量很多时候会受到环境因素的影响。时间因素便是其中之一。根据多年经验,我们发现在测量的时候,不同的时间段,卫星信号强弱不同,这是由于不同时间段,测量时接受到卫星信号数量的不同,这就需要我们在进行测量前认真查看星历,选好时间段,避开信号差的时候进行实际的测量。
结语
随着对GPS研究和应用的不断加深,GPS技术在桥梁中的应用也在得到不断的改进和完善。
由于其展现出来的高效性和精确性等优异性能,使其越来越广泛的应用到了我国工程建设的各行各业中去,特别是在道路桥梁上,以往很多极难解决的问题,在应用了GPS技术之后,更是得到了极好地解决,使其在这方面的应用已经涵盖公路桥梁测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS前端数据采集等诸多方面。未来的发展前景也更加的广阔,因此,加强对GPS技术的研究和应用对每个测量工作者都是至关重要的。
参考文献:
[1] 王建民. GPS 技术在公路工程测量项目中的应用研究[J]. 科技资讯. 2010(01)
[2] 姜丽,杨为. GPS 技术在高速公路改扩建的应用[J]. 中国勘察设计. 2010(08)
[3]吴迪军,黄全义,张建军,等.特大型桥梁施工GPS高程控制网技术研究[J].测绘信息与工程,2006(5)
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