| 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 湖北武汉 430000 摘 要：本文从探讨新时期公路工程测量的重要意义出发，详细阐述了公路工程测量的重要性和重要地位。接着又深入分析了现阶段我国公 路工程测量工作的主要内容。最后，结合自身多年工作研究经验，进行了关于公路工程测量的论述分析。 关键词：公路工程；测量；工作内容；方法 中图分类号：TB22 文献标识码：A 一、新时期公路工程测量的重要意义 任何工程建设的项目都是以社会效益以及经济效益为基 础的，根据自然条件以及预期的目的，对其进行规则与设计。 在工程建设中一项基础性的工作就是测量工作，无论在桥梁、 道路还是隧道工程的建设中都起着非常关键的作用，选择的 路线要具有合理性与经济性，就要勘测路线，并对带状的地 形图进行绘制，进行纵断面与横断面的测量，并对纸上进行 定线与设计路线，标定出设计好的路线平面位置，在施工的 时候加以指导，路线一旦跨越河流的时候，就应该对河流及 两边的地形图进行测绘，把桥轴线的长度与河床断面测定出 来，在桥梁方案制定中，结构设计是非常重要的依据，如果 路线纵坡被地形所限，就要使用山岭绕线的方法才能达到相 应的规范与要求。 二、目前关于公路工程测量中的主要内容分析 首先，对于第一步的设计时期的测量，根据批准的设计任 务书以及资料编制进行初步的设计，对修建的原则进行拟定， 把设计的方案选定下来，在进行施工之对方案提出意见，并对 设计的概算进行编制，通过方案中的相关说明以及图表资料， 可以为测量工作提供平面控制以及高程控制，初步设计的比选 方案通常会在地形图上的比例是一比一万，纸上进行布线以 后，就要对地形图进行测量，各方案的比例是一比两千，并进 行桥涵、隧道以及通道的布置，同时，对计算工程的数量进行 实地的调查，在对概算文件进行编制的过程中，要把具有复杂 性的地段考虑进去，为了使调查的比例更加精确，对实地要进 行放桩，同时进行平向、横向以及纵向的测量。 其次，在设计施工图时候的测量工作，根据初步的设计文 件对施工图进行设计，并且比选设计的方案，把路线方案确定 下来，再进行详细的施工图的设计。 三、新时期我们国家关于公路工程测量方法的相关分析 首先，选择坐标系统，对坐标系统进行选择是经常发生的 事情，对于作业人员来讲，也是一项理解起来有一定难度的问 题。在地面上进行的工作包括大地水准面、坐标系国家大地测 量、参考椭球以及工程控制测量等，地球本身表面就是有山、 江、谷、海洋组成的一个复杂的曲面。具有不规则性，是无法 只通过简单的数学公式就能对曲面进行表达的，所以，在这个 曲面上要想解决测量学中出现的问题是非常困难的，为了使计 算控制网点的位置以及测绘的地形更加方便，就要对物体的体 形进行选择，要与地球的形状与大小相似的，并且使用数学运 算的话又非常的便利，来替代地球的形体，这对于计算体形表 面观测的结果是非常有利的，也是非常方便的。通过力学知识 可以得知，地球上的每一个质点都会受到两个力的作用，一个 是引力F，主要是地球质心对该质点的力，一种是地球自转而 产生的离心力P，把两个力合在一起产生的力就是这个质点的 重力G，我们都知道，铅着垂线的方向就是重力G 的方向，也 就是说重力是由引力与离心力组成的。水准面是曲面上的每一 点与铅垂线的方向进行垂直而形成的，水准面的数量不计其 数，对于水准面，我们可以通过海不面上重合的水准面来替代 球体的表面，如果把它与平均海水面进行重合就会形成大地水 准面。大地水准面与地球的自然表面非常的接近，但是，它只 是一个曲面，并且是不规则的，所以，找到一个形状与大小与 地球相似的球体是非常有必要的。 参考椭球面是一国家（或者一区域）大地测量计算的参考 面，该椭球面上各点与大地水准面上各相应点之间的高差的平 方和为最小，参考椭球中心与地球质心重合，旋转轴与地球自 转轴重合，赤道面重合，两者体积相等，总质量与地球总质量 相等，自转角速度相等。 一是高斯平面直角坐标系，在公路线路中，特别是高速公 路跨越的地区比较多，途径几百公里，甚至几千公里，为了统 计坐标系统并且能与国家的其它工程进行很好的连接，如今， 国家坐标换带计算方法成了一种非常普遍的方法。也就是高 斯正形投影平面直接坐标系。可以想像一下，它是把一个椭圆 的截面横柱面与地球的椭球面进行环套，使两个面之间能够相 切，两个轴之间能够相互垂直，这样的话，就可以把地球的表 面图形影射到圆柱上面，通过圆柱面把图形显现出来。这种投 影，实际上就是将地球椭球面上与柱面相切的子午线两旁的一 条带状区域按正形规律投影到平面上，投影后，只有相切的这 条子午线上的长度比等于1，而离开这条子线愈远，长度变形 愈大，相切的子午线称为中央子午线，这一带区两旁边缘上的 子午线叫分界子午线，地球上的D 点投影到平面上成为d 点，d 点的坐标可用x和y表示。②坐标分带为了不使这种变形过大， 每一个带的宽度不能太大，一般每带分界子午线间的经度分为 6°（或3°）为便于设计施工放样，使坐标反算长度与实地长 度差不超过规范要求而不影响施工质量时，采用平移子午线的 方式进行坐标换带计算，这一点在公路工程测量中是经常遇到 的，通常称坐标系统的选择。 二是控制网建立方法，平面：采用先四等控制，后一级导 线公路为线状物，四等控制普遍采用GPS 测量，它的特点是： ①定位精度高；②观测时间短；③测站间无需通视；④可提供 三维坐标；⑤操作简便；⑥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。四等点一般以5km 左右 一对为宜，5km 一对是为便于一级导线加密时附合到已知边上， 为便于设计及施工放样，一般采用常规仪器（全站仪或测距仪 配经纬仪）进行。高程：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。 其次，地形图航空摄影测量方法，依据公路工程具有的特 点，在长线路中一般会使用航空摄影的方式，把摄影机安装在 飞机上或者是别的飞行工具上面，对需要观测的地方进行摄 影，并且要符合相应的要求，再根据摄影的像片，对各种信息 进行读取以及技术编制的方法，就是航空摄影测量。虽然航空 像片能把地面上的实际情况进行详细又准确的摄录，但它还是 无法成为地形图的直接工具，因为航空像片是中心投影，与地 形图的重直投影有一定的区别。关于热源摄比例方面，航摄的 比例分母一般不会超出成图比例的四倍。 最后，建立起数字地面模型，通过采集不同地形的数据 对地形点进行三维坐标的连接，并按一定的数学模型进行分 析与联网，就是数字地面模型，按数字模型的规律对地形的 起伏进行空间点的连接。对地面的各种特性的空间分布进行 相应的阵列就是DTM，如果只是把高程或者海拔的分布当作 地面的特性而进行的描述就是数字高程模型，这种模型可以 进行每三个三维坐标组成一个散点结构，是一种由多项式确 定的曲面方程。DEM 也是一种数字模型，主要是通过地形表 面来表现出来的，它是一种根据对不同数据的采集而进行的 一种方式，不但可以进行一个数学函数的计算，还可以进行 多个函数的计算来进行表示。所以，这种数学函数经常被当 作是一种内插的函数，处理地形表面的重建与建模，模型上 的每一个点的高程信息都可以能过DEM 来获取。建模的方法 主要就是通过测量高程的数据把派生数据建立起来，再根据 这些数据把DEM 建立起来。 四、结束语 通过以上的论述可以总结，目前，公路工程建设的项目规 模在不断扩大，对公路工程建设的要求也越来越高，同时，工 程的结构也变得越来越复杂，无论是功能还特征也在不断发生 着变化，以便于满足实际的需求。很多新的工艺、新的技术、 新的设备还有新的材料层出不穷。由于社会的快速发展，经济 的快速增长，在此背景下，设计单位必须对公路设计的质量提 高上去，对设计人员的素质要求越来越高，对测量工作的要求 也提高到一个新的层次。因此，在新的时代，新的时期，怎样 才能把我们国家的公路工程的测量水平提高上去，是我们国家 面临的一个非常关键的课题，也是一个新的挑战。通过对公路 工程建设中的有关测量内容的分析，以及测量方法的总结，为 测量工作提供了很大的帮助，相信只要充分利用新的测量技 术，通过测量方法的不断改进与创新，测量工作会得到质的飞 跃。 参考文献： 1、陈小艺. 公路工程测量杂谈. 工程测量，2013 年第2期间 2、孙子健. 试分析当前我国的公路工程测量问题. 工程测 量，2013 年第11 期 3、周益民. 公路工程测量完善性策略分析. 河北大学学报， 2013 年 4、陈依依. 中国公路工程测量问题初探. 山东大学学报， 2013 年 |
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