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工程测量论文样例十一篇

时间:2023-03-27 16:48:42

序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇工程测量论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!

工程测量论文

篇1

2市政工程施工平面控制的测设

2.1导线点的复测

路线勘测设计完成后,要在测设三角网之前,复测设计交出的控制点。在这段时间中,要使用精确和合格的测量仪器,复测导线控制点的精度和位移。首先,根据《工程测量规范》中的技术要求,要用相对中误差检核点间测距精度,测距相对中误差不能大于1/15000。以设计提供的距离作为真值D,往测盘左测得的距离记作L1,往测盘右时测得距离记作L2。返测盘左时测得距离记作L3,返测盘右时测得距离记作L4。取L1、L2、L3、L4的平均值L,按照公式M=D-L▕/D计算中误差,得出相对误差为K=1/M-1。其次,《工程测量规范》中规定,测角中误差不大于8“在对小三角网的测角测边的工作时,要经过复测符合规范要求。采用测回法,复测导线转角,用|β-β0|≤2mβ方式,按照测回盘左、盘右观测检核其是否超出限差。其中根据设计提供的导线点坐标,公式中β-推算出转角(左角或右角),即:相邻两边的方位角之差,β0-盘左、盘右实际测得转角的平均值,而mβ-测角中误差。如果测得结构符合公式要求,可按照设计提供的数据使用,则转角不超限;如果超限要向设计单位要求处理,并提出书面报告。

2.2对小三角网进行测角测边

首先为了消除系统误差,可以对小三角网各三角形内角采用方向观测法观测,一个测回要进行盘左、盘右上下半测回,共进行两个测回。并且,为了及时发现错误,要在观测现场核算同方向两个测回,互差应该<12″。如超限应重测等。观测的时候应该尽量使用体态仪器观测。并且为了减少偶然误差对观测精度的影响,仪器要精确对中整平,观测前要对棱镜基座长水泡和对点器进行校正。其次,在测角的第一测回中,测边方法与复测时大致相同。应该根据观测时的气压、温度,修正仪器参数,要注意将棱镜尽量对准仪器望远镜,避免仪器与棱镜高差悬殊。

2.3计算内业

为了得出各三角形闭合差(180°-内角和):W1、W2、W3、…、Wn,要根据外业测得数据,先计算出各三角形内角值,才能对各三角形的内角和进行计算,然后按照公式,求出三角网测角中误差,其中-测角中误差,测各三角形闭合差平方和,Wn-测各三角形闭合差,n-为三角形个数。同时,根据公式,采用往返校差检核边长是否超限,并根据计算结果,检查其符合规范要求,公式中C-代表返测距较差;b-代表全站仪标称精度中比例误差系数(mm/km);而a-代表全站仪标称精度中的固定误差(mm);D-则代表测距长度(km)。假设往返测距差的绝对值>C,那么本边长观测不符合要求。由此在校核完角度、距离,符合限差要求之后,就可以计算内业平差了。

篇2

2现代工程测量技术特点

随着计算机技术以及卫星技术在测量技术中的应用,我国的测量技术的应用已经越来越广泛,而且技术方面也逐渐的成熟起来。在现代工程建设中测量技术得到了充分的利用,而且对工程建设的准确程度也有非常大的影响。现代工程测量技术有着以下几个特点。

(1)自动化以及多样化。

随着现代科技的不断进步,测量方法和测量技术也在不断的丰富和完善,在现代化的工程测量技术作业中主要有自动化以及方式多样化等特点。

(2)创造性。

在现代工程测量技术不断的发展更新中,创造性也逐渐的成为了当今工程测量技术主要的特点。

(3)广泛性。

传统的工程测量包含了建筑、土木以及桥梁的建设,但是现代化的工程测量技术不仅仅包含传统工程测量所包含的各方面的建设,而且还包括人们生活的各个方面。具有非常强的广泛性。

(4)科学性。

现代工程测量技术在对施工地区进行测绘的时候,测量的效果已经从传统的平面测量转换到三维的测量结果,具有非常明显的科学性。

3现代测量技术发展和应用

3.1摄影测量技术应用

摄影测量技术是把数字化摄影技术、数字化测量技术以及数字化信息处理技术等结合在一起的技术,其主要的作用是为工程施工前期的数据进行测量,主要提供三维、非接触性等高效测量方法。这种测量技术主要用在一些面积比较大的工程当中,其中包括大比例尺地形测量、地籍测量等方面。遥感技术以及卫星技术是摄影测量技术的主要技术核心,并且在此基础上融合了光谱航空摄影测量技术,能够进一步为人们对一个地区基础的地理信息的收集和使用提供非常大的帮助。一方面因为遥感技术有着其同步性、实效性、经济性等优势,能够在工程建设测量中得到非常大的应用;另一方面遥感技术在工程测量方面的使用,为工程测量技术在测量图和地籍图的绘制方面提供了非常高的准确度,对现代化工程测量技术的应用有着非常重大的意义。

3.2数字化测量技术应用

对于大比例尺地形图以及工程图的绘制,是一直以来工程测量的主要任务。但是因为传统的测量技术不能够很好的满足现代化城市建设的需要,所以在传统测量技术的基础上加以改造,数字化信息处理技术以及数字化图形处理技术就在工程测量技术中得到了充分的使用,数字化信息处理技术和数字化图形处理技术在工程测量技术中使用之后,使得工程测绘的工作效率以及工程测绘的工作质量在很大程度上得到了提高。随着这两项技术的完美融合,逐渐的出现了电子经纬仪、全站仪等等,这些仪器能够很好的把野外的采集的数据进行合理充分的整合,从而自动的生成一个非常好的三维测量图。这样就在很大程度上减少了工程测量的时间,提高了工程测量的效率。

3.3卫星定位技术在工程测量中的应用

在工程测量的过程中,合理的使用卫星导航定位技术是非常必要的,其中表现在地形的测绘以及工程的测量等方面,把卫星定位技术融入到工程测量技术中,进一步使得我国工程测量技术走进一步走向科学化,在我国很多工程测量中,都使用到了这两个技术的结合。例如,长江三峡工程建设、南水北调工程建设、青藏铁路工程建设以及浙江省杭州湾大桥的建设等等,这些工程在建设的时候都充分使用了卫星定位技术,这一技术的使用,在很大程度上减少了建设好中工程事故的发生情况,极大的提高了我国工程技术的危险地区作业的效率。

篇3

随着全站仪在建设工程中的普及,坐标计算逐渐成为一名工程测量人员所必备的基本技能。CASIO-fx4500PA可以通过编写简单的程序还简化计算工程、减轻测量员内业工作量而逐渐被工程人员所使用。工程测量人员在使用此类型计算器时只要输入关键数据即可计算出所需数值。此类计算器计算时是通过程序计算,不需要测量人员进行逐步计算,所以就消除了输入的误差。而且计算器在计算时小数位数是自身进行取舍的,所以它的精度也可以保证并比人工逐步计算的高。下面我将就应用CASIO-fx4500PA编写几个测量工程中的几个常用的程序,并就循环语句进行重点说明。

一、应用CASIO-fx45000PA编写常用的几个程序

CASIO-fx45000PA通过编写简单的程序来将计算过程简化。其算法就是将现成公式堆积,我们可以应用条件语句要将整个曲线统一成一个程序。

1)CASIO-fx4500PA计算器条件语句

格式:a<条件判断符>b=>语句1:≠>语句2:语句3

说明:当条件成立时,进行语句1计算;不成立进行语句2的计算,最后运行语句3(不用可以省略)。条件判断可以是大于、等于、小于、不等于以及大于等于和小于等于;语句1、语句2可以为计算式也可为GOTO语句。

示例1:已知两点坐标求方位角(取值范围在0°—360°之间)

源程序:

L1A”X1”:B”Y1”:C”X2”:D”Y2”

L2E=C-A:F=D-B:I=tan-1(F/E)

L3E>0=>I=I:≠>I=I+180

L4I>0=>I=I:≠>I=I+360

用户在使用时,可以根据提示输入数据便可得出方位角(本程序已调试成功)。

2)无条件转换语句

无条件转换语句即是当程序运行至GOTOn语句时,程序无条件执行LBIn后的语句。一个GOTO相对应一个LBI语句。无条件语句一般与条件语句相配合使用,实现条件转移。

示例2:在以ZH点为原点的独立坐标系中,等缓和曲线的单曲线中线放样计算(曲线中不存在短链)。

算法思路:通过曲线上点到ZH点的距离确定它在哪个区段(第一缓和曲线、圆曲线、第二缓和曲线),然后再利用现有公式进行计算。

已知:曲线半径R切线长T曲线长L、缓和曲线长l0、曲线偏角I(左偏还是右偏),以及曲线起点(ZH)里程和曲线上任意一点的里程。

源程序如下:

L1R“R”:T“T”:L“L”M“L0”:I“PJ”:Z“ZH”:K“RYD“:A

L2S=K-Z

L3S<M=>GOTO0:≠>S<(L-M)=>GOTO1:≠>GOTO2:

L4LBI0

L5N=M:GOTO3:

L6LBI1

L7N=S-M:P=M^2/(24R):Q=M/2-M^3/(240R):

J=(2*S-M)*90/(R*π)

L8X=R*SINJ+P:Y=-(R*(1-COSJ)+Q)

L9LBI2

L10N=L-S:GOTO3:

L11LBI3

L12C=RM:U=N-N^5/(40C^2)+N^9/(3456C^4):

V=N^3/(6C)-N^7/(336C^3)+N^4/(42240N^5)

L13N=S=>X=U:Y=-V:≠>X=T*(1+COSI)+U*COSI-V*SINI:Y=-TSINI+XSINI+YCOSI

L14A=1=>X=XY=Y≠>X=XY=-Y

说明:用户在使用时即可按提示输入数据即可得到数据。左偏曲线A输入1,右偏曲线输入非1。如要求用统一坐标计算可以加入下面一句程序:

L15U”X”=C“X1“+X*COSB-Y*SINB

V”Y”=D”Y1“+X*SINB+Y*COSB

(C,D为ZH点在统一坐标系中的坐标,B为ZH-JD的方位角)

3:循环语句的使用

CASIO源程序中很出现循环语句,这是因为CASIO中没有提供现成的循环语句但我们可以将条件语句与无条件注意语句相配合形成一句循环语句:

格式:1)L1Z=0:

L2LBI0

L3Z=Z+1

L4:语句1:

L5Z=N≠>GOTO0

1可以视为步长,可以为任意数,N为条件。在水准测量中求可以用他来减少计算量。

示例3。路基水准测量时一般一个20m一个断面,一个断面测三个点,水准仪两个测站间距离为100米,那么一个测站可以读15个点。下面就这个情况编写一个程序:

已知:水准点高程、以及各次读数。

源程序:

L1A”SZDGC”:B”HS”

L2Y=A+B/1000:Z=0

L3LBI0

L4Z=Z+1{D}:D”DS”

L5H=Y-D/1000

L7Z=15=>GOTO1:≠>GOTO0

L8LBI1

L9{D}:D”DS:Y=H+D/1000:Z=0:GOTO0

用户在使用时可以按照提示输入数据即可得到所要数据(读数输入时单位为毫米)。

CASIO计算器将逐渐被应用到施工生产中,它将会减少现场人员计算工作量,提高人员工作效率。随着CASIO计算器的不断升级,fx4800以上已经提供图形功能,用户可以通过编写程序将现场放样形象化,更大方便工程人员使用,更大减小工程人员计算工程量。

二、电子表格在测量工程的应用

测量人员也可以电子表格(EXEL)提供计算功能计算测量内业资料。有效的利用电子表格的拖拉功能可以减少大量工程量,并且电子表格可以将各个程序分段编写,各个关键点很明显的表现出来,更有效的更直观将你的意图表现出来。

1、运用电子表格技巧

电子表格为用户提供各种类型函数,在施工中熟练使用各种类型的函数可以将各种计算过程简化,减少单元格数目。比如在测量中我们一般采用度、分、秒计算而电子表格计算按照弧度计算,所以在使用电子表格计算时我们可以运用PI()这个函数将π代替而不需要输入3.14……。电子表格中单元格数字类型提供的自定义选项,它更丰富了数值内涵,使它能在工程中更有效运用。如防样里程为K26+899.321就可以将单元格数字类型定义为K26+00#.000,其参加运算时只有899.321参加运算。

2、示例计算单曲线的法向角

下面是关于电子表格中的一些说明:

1、F、G、H、I列为中间计算数据,打印时可以隐藏。

2、开始计算前,将B列数据类型定义为“K194+000.000”(红色的表示当里程为整数时省略)。

3、电子表格计算数据要比CASIO形象,其计算过程可以用公式可以更直接的表现出来。

篇4

一、学科地位和研究应用领域

1.学科定义

工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

2.学科地位

测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分:

——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量);

——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);

——航空摄影测量与遥感学;

——地图制图学;

——不动产地籍与土地整理。

3.研究应用领域

目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。

由Hennecke,Mueller,Werner3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。

由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。

国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。

德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。

1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。

1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。

从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。

二、工程测量仪器的发展

工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。

专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。

用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。

在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETERISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。

高程测量方面,最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,如用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量),即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展,其精度达微米级。

具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点,采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。

综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。

三、工程测量理论方法的发展

1.测量平差理论

最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。

巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效,稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系,可对多个粗差同时进行定位和定值,这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。

方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型,过去一直仅停留在理论的研究上。实际中,要求对多种观测量进行综合处理,因此,方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前,通用平差软件包中已增加了该功能,但还需要在测量规范中明确提出来。

需要指出的是:许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密,主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点,但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的图形强度,精密较均匀,可靠性也较高。

2.工程控制网优化设计理论和方法

网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵,协方差阵的主成份计算,特征值计算,点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,使之既满足设计要求,又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。

在实践中,总结出了下述优化设计策略:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标ri,删减观测值。ri太大,说明该观测值显得多余,应删去;若ri很小,则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”,从“肥”到“瘦”的优化策略。

从模拟法优化设计的整个过程来看,它是一种试算法,需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外,在成果输出的多样性、直观性,在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。

用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见,有较大的质量富余,建网费用偏高。网优化设计费用很少,所带来的效益较大,凡是较重要的工程控制网,都应作优化设计。

3.变形观测数据处理

工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。

(1)变形观测数据处理的几种典型方法

根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。

若仅对变形观测数据,可采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模,前者可针对小数据量的时间序列,对原始数列采用累加生成法变为生成数列,因此有减弱随机性、增加规律性的作用。如果对一个变形观测量(如位移)的时间序列,通过建立一阶或二阶灰微分方程提取变形的趋势项,然后再采用时序分析中的自回归滑动平均模型ARMA,这种组合建模的方法,可分性好且具有以下显著优点:将非平稳相关时序转化为独立的平衡时序;具有同时进行平滑、滤波和推估的作用;模型参数聚集了系统输出的特征和状态;这种组合模型是基于输出的等价系统的理想动态模型。

把变形体视为一个动态系统,将一组观测值作为系统的输出,可以用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态。动态系统由状态方程和观测方程描述,以监测点的位置、速率和加速率参数为状态向量,可构造一个典型的运动模型。状态方程中要加进系统的动态噪声。卡尔曼滤波的优点是勿需保留用过的观测值序列,按照一套递推算法,把参数估计和预报有机地结合起来。除观测值的随机模型外,动态噪声向量的协方差阵估计和初始周期状态向量及其协方差阵的确定值得注意。采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决动态噪声协方差的实时估计问题。卡尔曼滤波特别适合滑坡监测数据的动态处理;也可用于静态点场、似静态点场在周期的观测中显著性变化点的检验识别。

对于具有周期性变化的变形观测时间序列,通过Fourier变换,可将时域内的信息转变到频域内分析,例如大坝的水平位移、桥梁的垂直位移都具有明显的周期性。在某一观测时刻的观测值数字信号可表示为许多个不同频率的谐波分量之和,通过计算各谐波频率的振幅,最大振幅以及所对应的主频率等,可揭示变形的周期变化规律。若将变形体视为动态系统,变形视为输出,各种影响因子视为输入,并假设系统是线性的,输入输出信号是平稳的,则通过频谱分析中的相干函数、频响函数和响应谱函数估计,可以分析输入输出信号之间的相干性,输入对系统的贡献(即影响变形的主要因素及其频谱特性)。

(2)变形的几何分析与物理解释

传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。此外,前述的时间序列分析,灰色理论建模、卡尔曼滤波以及时间序列频域法分析中的主频率和振幅计算等也可看作变形的几何分析。

变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系,通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。统计分析法以实测资料为基础,观测资料愈丰富、质量愈高,其结果愈可靠,且具有“后验”性质,它与变形的几何分析具有密切的关系,是测量工作者最熟悉和乐于采用的方法。确定函数法是根据变形体的物理力学参数,建立力(荷载)和变形之间的函数关系如位移场的微分方程,在边界条件已知时,采用有限元法解微分方程,可得到变形体有限元结点上的变形。采用有限元法,可以计算混凝土大坝、矿山地表以及滑坡在外力(表面力和体力)作用下的位移值。这种方法不需要监测数据(监测数据仅作检验用),具有“先验”性质。只要有限元划分得当,变形体的物理力学参数(如杨氏弹性模量,泊松比,内摩擦角、内聚力以及容重等)选取得较好,该法无疑是一种多快好省的方法,目前有许多有限元计算软件如COSMOS/M供用。但变形体的物理力学参数的确定和所建立的微分方程都带有一定的假设,有时用有限元法计算的值与实测值有较大的差异,这就导致了将两种方法相结合的综合分析法,以及根据实测值按一定理论反求变形体物理力学参数的反演分析法,通过反演解算,重新用有限元法作修正计算。相对于有限元法,条分法用于边坡稳定性分析、计算和评价更为简单,其中萨尔码(SARMA)法应用最普遍,根据力学模型、几何条件和静力平衡方程,对平衡条件作迭代计算,可定量的得到边坡稳定性评价指标——稳定安全系统。一般要求对条分法和有限元法同时使用。上述方法对大多数测量工作者来说较为陌生,用确定函数法进行地变形的物理解释和预测属于学科交叉领域,需要与地质和工程结构方面的人员合作。

(3)变形分析与预报的系统论方法

用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。

按系统论方法,对变形体系统一般采用输入—输出模型和动力学方程两种建模方法进行研究,前者系针对黑箱或灰箱系统建模,前述的时序分析、卡尔曼滤波、灰色系统建模、神经网络模型乃至多元回归分析法都可以视为输入—输出建模法。采用动力学方程建模与变形物理解释中的确定函数法相似,系根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程来描述系统的运动演化。但对动力学方程不是通过有限元法求解,而是在对系统受力和变形认识的基础上,用低阶的简化的在数学上可解和可分析的模型来模拟变形过程,模型解算的结果基本符合客观事实。例如用弹簧滑块模型模拟地震过程的混沌状态和高边坡的粘滑过程,用单滑块模型模拟大坝的变形过程,用尖点突变模型解释大坝失稳的机理。对动力学方程的解的研究是系统论分析方法的核心,为此引入了许多与动力系统有关的基本概念,这些概念与变形分析和预报密切相关,它们是:状态空间或相空间(称解空间)、相轨线、吸引子、相体积、李亚普诺夫指数和柯尔莫哥洛夫熵等。例如相轨线代表相点运动的迹线,每一个相点代表状态向量(变形、速率或影响因子)在某一时刻的解;吸引子代表系统的一种稳定的运动状态,它可以是一个稳定的相点位,环或环面,也可以是相空间的一个有限区域,对于局部不稳定的非线性系统,将出现分数维的奇怪吸引子,表示系统将出现混沌状态。李亚普诺夫指数描述系统对于初始条件的敏感特征,根据其符号可以判断吸引子的类型以及轨线是发散的还是吸引(收敛)的。柯尔莫哥洛夫熵则是系统不确定性的量度,由它可导出系统变形平均可预报的时间尺度。对变形观测的时间序列(如位移量)进行相空间重构,并按一定的算法计算吸引子的关联维数,柯尔莫哥洛夫熵和李亚普诺夫指数等,可在整体上定性地认识变形的规律。另外,也可根据监测资料,反演变形体系统的非线性动力学方程。

系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。

系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识,如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的,将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的,希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。

四、大型特种精密工程测量

大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内外有关情况。

1.国内览胜

三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于±1.5mm。

北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3mm。设备定位精度优于±0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达±0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达±2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1mm。

上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2mm,桥墩点位标定精度达±0.1mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454m的东方明珠电视塔对于长114m、重300t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9mm。

长18.4km的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于±3mm,一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通,仅一个贯通面的情况下,横向贯通误差为12mm,高程方向的贯通误差只有3mm。

2.国外简述

国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100m,1978年的正负电子储存环,直径743m,1990年的电子质子储存环,直径2000m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30km,100~300m的磁件相邻精度要求优于±0.1mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量,其测距精度与ME5000相当,对平均边长为50m的3800条边,改正数小于0.1mm的占95%。美国的超导超级对撞机,其直径达27km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量,精度优于1×10-6D。

露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS,GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。

核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165m,直径163m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1600多个目标点,在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。

瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7mm,高程精度约±2cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗,计划于2004年全线贯通。

高耸建筑物方面,有人设想,在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦,这不仅是建筑师的梦想,也是对测量工程师的挑战。

五、科技研究开发实践

将科研成果转化为生产力是科研的最终目的,作为一门应用性学科,这种转化尤为重要。它主要表现在软硬件的开发研制上。

基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统(简称科傻系统)是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等(称科傻一);一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集(称科傻三)。另外,在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”(称科傻二)。上述3个软件包既可独立使用,又有密切的联系(特别是科傻一与科傻二之间)。科傻一可用于任意2、3维工程控制网,国家及城市等级网,一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差,实现了内外业数据处理的一体化。同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外,还包含近似坐标计算,稀疏矩阵压缩存贮,网点优化排序,闭合差自动计算,概算,粗差定值计算和改正,方差分量估计,贯通误差影响值估算,工程控制网模拟法优化设计,控制网数据管理,网图显绘,成果报表输出,以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。

科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。

基于科傻系统的主要功能,在索佳Powerset2000电脑型全站仪上,已成功地开发了全中文版软件包,这种全站仪通过软件开发,功能得到大大增强,故称为全能型全站仪。结合专业测量特点,我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。该软件包也通过了铁道部的鉴定,将在整个铁路系统的测量单位推广应用。对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量,只要对科傻系统稍加修改,都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。同时,可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上,进一步扩大用户。如果移植到测量机器人上,并进一步开发各种智能化应用程序,可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包,并研制开发相应的软件,可望大大改变目前工程测量领域的面貌。

通过科技研究开发实践,我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断,感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。科技开发和成果转化必须有具备以下特点:是真正的转化而不是抄袭,必须有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要专业化;易于扩展和维护,要不断完善并推陈出新;要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。

六、工程测量学的发展展望

展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:

1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;

2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。

3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理;

4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。

6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。

7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。

综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。

参考文献:

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[2]Schlemmer.Geodaesie2000++[J].ZfV,1998,(6):173-176.

[3]Brandstaetter(Hrsg).Ingenieurvermessung''''96[M].Bonn:Duemmler,1996.

[4]陈永奇,吴子安,等.变形监测分析与预报[M].北京:测绘出版社,1993.

[5]张正禄,吴栋才,等.精密工程测量[M].北京:测绘出版社,1993.

[6]章传银,张正禄,等.变形体的动态组合模型GM+ARMA[J].测绘科技动态,1995,(4):9-13.

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[8]章传银,张正禄.变形体的稳定性及定量分析方法初探[J].测绘学报,1997,(4):315-321.

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2.数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。

3.根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。

4.利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。

二、数字化测绘中作业模式的选择问题

数字化测绘设备是全站仪加电子手簿或电子平板,作业分为编码方法和无码方法。编码方法在记录测量数据时必须按碎部点的类型及相互间几何关系输入特征编码,作业员不仅要熟记编码,为正确输入编码,测站与棱镜间还需要较多有关测点的信息交流,因此作业速度慢。尤其当地形复杂、通视困难、对一个地物的测量是不连续的,甚至要经过几个测站的观测才能完成时,作业难度大,出错机会多。无码作业则不需输入任何编码,代之以绘制草图记录所测点位及相邻关系。测站与棱镜间联络较少,测站照准目标操作电子手簿驱动全站仪测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点号而已。具有平板测图知识的作业员随棱镜现场绘制草图,轻松且不易出错。测图工作实际上主要在棱镜处进行,测站观测速度很快,一台全站仪可观测2~3个棱镜,相当2~3个图板的平板测图。所以无码作业方法更容易为测量人员所接受。数字化测绘记录设备过去以电子手簿为主,但目前有关电子平板的介绍、报道较多。所谓内外业一体化的作业方法,即利用电子平板(便携机)在野外实现碎部点展绘成图被描绘成最先进的方法。但实际上若电子平板与全站仪联机则由于通视不一定好,加之数字化测图测程较远,绘图员在电子平板上编辑绘图很困难。若靠远距离观察辅之以镜站作业员的描述来绘图,则不仅对电子平板绘图员的技术、经验要求较高,且既慢又容易出错。就这一点而言,类似传统的平板测图的作业方法,不同之处仅在于不需展点、计算机编辑代替手工绘图而已。为解决这一问题,市场上推出了遥控电子平板。虽然采用遥控平板可使绘图员随棱镜现场绘图,但设备投资远高于电子手簿。野外作业速度也低于电子手簿加草图方法。实际上是付出高昂的代价以外业时间换取内业时间。若考虑到野外作业条件艰苦,作业人员的愿望恰恰相反;即宁愿用内业时间换取外业时间。加之电子平板还有恶劣条件下可靠性差,携带不如电子手簿方便的缺点。所以大多数情况下,尤其是复杂地区,电子手簿加草图方法仍是最适合的作业方法。

三、数字化测绘技术在地籍测量中的应用

1.数字测图的主要内容

1.1原图数字化

当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时,该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。

1.2地面数字测图

在没有合乎要求的大比例尺地图的地区,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。

1.3航测数字成图

当一个地区(或测区)很大时,可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国部分地区取得成功,不久将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。可以说,这将是今后数字测图的一个重要发展方向。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点,特别适合于城市及大测区的大面积成图。

2.数字测图在地籍测量中的应用

随着国家小城镇建设步伐的加快,城镇地籍测量工作在全国范围内展开,各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系,为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用,数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术,数字化测绘可以让测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高,产品的使用与维护更加方便、快捷、直观,与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比,数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在,结合测区已有的资料,以有关规程、规范为依据,设计作业流程,数字地籍测量的作业流程见下图:

3.数字测绘在数字地球中的应用

简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变"测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统;研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。

当然,数字测绘技术应用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列举了。

总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。

参考文献:

[1]贺丽娟,曹振一数字化测绘技术在工程测量中的应用西北水电2002

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摄影测量技术以一种用来取得信息资料的技术,并且是通过摄影图片得到目标的信息,在科学的不断发展下,现如今的摄影测量技术进入了全新的数字阶段。在公路测量测绘程序工程中,通过对计算机技术,摄影处理技术等相关的技术进行紧密的运用,将室外摄影得到的信息转移到室内做进一步的完善,这样的提升不仅能够让在室外所得的信息进行进一步的精确处理,也提高率测量测绘作业的速度,这种技术特别适用于人口密集的地区,在这类地方进行测量得到的效率比较高,有利于人口居住地的公路建设的发展。在公路测量测绘中摄影测量技术是一种新型技术,它不仅节省了人力资源和财力资源的浪费,对工程成本得到了减少。促进了公路建设的高效率发展。

1.2信息化测绘技术

对于信息化测绘的技术是由我国最为传统的测绘技术转换出来的,这是一个很漫长的转化过程,从传统的测绘技术转化为数字化测量技术,再由数字化测量技术发展到信息化测绘技术,让我国的测绘技术进入一个全新的阶段。我国公路测量测绘技术在进入信息化测绘技术后,公路建设的整体质量效果有很好的提高,促进了国内公路建设的发展,将走向现代建设的战略。从本质上看,信息化测绘技术对公路工程测量有着非常重要的作用。

1.3数字化测绘技术

数字化测绘技术跟各种测绘技术都有联系,摄影测量技术通过数字化测量技术的强化,完善的完成收集资料的功能,而另一方面数字化测量技术是由传统测绘技术演变而来的。该技术是一个具有多功能的系统,它能自动的完成绘图技术,如:将场景数据输入电脑中,就会自动形成最完美的公路设计图,大大的降低了公路测量测绘工程的难度,可以有效的减少成本减少人力资源,通过地理信息、专业数据库给数字化测绘技术打下基础。

1.4地理信息系统技术

地理信息系统技术在测绘技术中属于一种全新的新兴技术,具有很多不同的功能。数据管理、存储数据和采集数据等功能,这个技术中运用到了技术科学,环境科学和空间学等技术来完善地理信息系统技术其他方面的功能。地理信息系统技术除去这些功能自身也具备显示、输出图形以及数据库等多重方面作业,对于公路测量测绘工程技术具有一定的带动作用。

1.5全球定位系统技术

对于全球定位系统技术GPS,已经得到了非常广泛的运用,在我国经济发展带动科技发展的影响下,全球定位系统技术已经运用在了各个领域。尤为显著的就是公路测量测绘技术,对于此技术的参与是测绘技术的发展的到了空前的良好效果。除此外,全球定位系统是广泛的运用于服务业领域,在国民建设有充分运用,其他工程测量也有广泛应用。

1.6遥感技术

遥感技术来源于军事的航空业,在飞机在空中要对地面进行观测,就研发出了遥感技术来取得地面地理的基本信息。在现如今遥感技术应用在测量测绘技术上,运用同样的原理同步观察到大面积的地理信息情况,确保所测量出来的数据是全面而有效的。由于初步使用得到的成效,开始大力发展遥感技术,很多以前无法达到的技术也得到了实际有效的收集数据,为公路事业的基本地形图做出了有效的保证,遥感技术除了能够测量地理地势外还能图稿数据的全色光谱分辨率,使遥感技术成为现阶段获得基本信息的重要措施之一。

2工程测量工作中新型测绘技术的应用前景分析

那么多的测量技术中,信息化测量技术是中国现阶段最为新型的测量技术。由于全国都进入到数字化社会,测量技术也不例外,但是与信息化社会还是有一定的差距。所以这种情况下看来,测绘技术还需要进一步加强,来加快信息化测绘技术的发展,从而加快国内整体测绘技术信息化的脚步,来提高国内的经济效益,社会利益。对于现今的这种状态,新型测绘技术能够很明显的体现出现今社会发展的状态,这一类技术在公路测量测绘工程中尤为突出,对公路的建设发展有着很大的作用。在这个全球化体系,人类希望经济一体化的环境,各类市场都存在这激烈的斗争,同样的公路测量测绘工程也受到了全世界的关注,因此,我国对于测量测绘的研究也非常的积极,推进了我过公路测量测绘技术的不断进步与创新。

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2加强对测绘工程质量管理与系统控制

2.1准备工作。测绘工程一定要做好准备工作,首先,明确测绘的具置,掌握地理环境因素,观测天气因素,筹划施工材料和装备,制定明确的测绘目标与方案,检测相关人员的专业素养,检查和监督技术设备和技术人员,从而保障测绘工作可以顺利开展。企业要保障测绘工作符合国家相关规定,符合安全标准。测绘工作进行前,制定有效的质量管理条例与合理的系统控制与检测方案,保障质量管理与系统控制可以被应用于测绘工作之中,让工作人员可以明确自身的责任义务,从而完美的履行自己的工作职能,保障测绘工作质量符合标准,运行环节合理有效。2.2增加工作人员的观念意识。测绘工作在对质量工作人员和系统控制人员选择的过程中,要保障工作人员可以具备高水平的测绘工作能力,具备专业的设备使用知识,具备良好的管理能力和协调能力,从而保障在测绘工作正式进行之前,可以对测绘设备进行有效的检修校对,保障对设备的使用方式可以有效的提高设备使用效率和使用寿命,从而保障测绘工作不会因为设备故障而不能正常进行。企业要对工作人员进行培训,以便增强工作人员的专业素养,提高工作人员的工作能力,让其在测绘培训中不断增强自身的工作经验,可以对测绘系统和测绘地点有明确的了解,可以有效的检测信息,收集测绘数据,绘制测绘图像,从而保障测绘工作的顺利进行。企业还应不断调整系统管理制度,保障测绘管理和系统调控的专业性和灵活性,保障测绘工程体系的健全性,促进企业经济利益的不断提升。2.3增加对测绘工程的控制与管理。加强对测绘工程的控制与管理,企业需要建立健全相关的制度规定,从而保障对测绘工程质量管理与系统调控可以有具体的依据。测绘工程需要一定的体系来保障工程的顺利进行,而对测绘质量进行管理主要就是对工程中质量检验、质量审核、质量调控、质量使用成本、保障质量的方针政策进行有效的监管,从而保障工程质量符合标准,促进企业经济效益的提升。这就需要在对工程产品的生产过程中,充分了解可能造成产品质量问题的因素,从而建立健全管理制度,促进测绘工程合理有效的进行,对各种突发状况和不完善的工作环节制定相应的解决策略,便于及时解决测绘工程进行过程中发生的困难。要及时根据市场发展的信息进行相关的政策调控,并积极借鉴先进的测绘工程管理方式,促进测绘工程的有效进行。2.4制定相关的法律制度。我国要想加强测绘工程质量管理和系统调控,就必须制定相关的法律制度,从而对测绘工程进行强有力的法律制度规范,要保障相关的法律制度对测绘工作的各个环节具有针对意义,具有可操作能力,完善《计量法》、《质量法》、《测绘法》等法律法规,加强企业对测绘工程的重视程度,对其进行有效的法律约束和管制,从而保障测绘工程的有效开展,保障测绘工程质量标准和管理规范。

3结束语

测绘工程在开展的过程中,对其质量管理和系统调控都是十分重要的,而这项工作的难度也是十分困难的,这就要求要不断加强对测绘工作的重视程度,提升工作人员的专业素养,建立健全管理制度和法律制度,促进我国测绘工作的顺利开展。

参考文献:

[1]李江,陆济璞,黄志强.建立健全质量管理体系——青藏高原1:2523万区域地质调查质量管理的做法及体会[J].南方国土资源,2013,(12).

[2]杨生德,陈建强,马明霞,等.多层次模糊综合评定在测绘质量管理中的运用[J].测绘与空间地理信息,2016,(5).

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2铁路工程质量检测方法中基桩检测方法存在的问题

2.1桥梁基桩之所以要对铁路桥梁基桩质量进行检测,主要是为了检验基桩上的混凝土是否完整。铁路桥梁基桩工程质量检测细,从中可知钻芯法通过对混凝土的直接检测,能够判定存在疑问的基桩。例如,某铁路桥梁工程的365桩长为55m、桩径为1.4m、C30,,412桩长为55m、桩径为1.2m、C30。若用低应变反射波法对365桩与412桩进行检测,则可能会因波速与桩底清晰度而导致测试判断出现失误,从而使得缺陷的出现。在这种情况下,若是将声波透射法运用其中并结合钻芯法,则会减少或消除误判、提高检测效果,从而为桩体的质量提供了保障。随着低应变反射波法、声波透射法在工程质量检测领域的广泛应用,其弊端也日益明显。低应变反射波法的最大的问题是在实际检测过程中,可能会出现测试信息不完整的情况,从而使得其存在一些隐患,提高了工程的风险性。而声波透射法虽然弥补了低应变反射波法的局限性与缺陷,但是其能够检测基桩完整性是有前提限制的。测点的声学参数概率分布是近似为正态的分布即是声波透射法能够检测基桩完整性的前提。因此,目前我国铁路桥梁基桩方面的质量检测的问题依然存在,相关部门应当引起足够的重视,并及时采取行之有效的措施进行解决。

2.2地基处理桩目前,铁路工程建设在地基处理方面通常是采用地基处理桩的方法对其进行处理的。地基处理桩的桩型被分为多种类型,常见的桩型主要有预制桩、碎石桩、PHC桩以及CFG桩等。当前,一般是采用抽检方式对桩身的承载力与质量进行检测,且不同的桩型其检测的方案也大不相同。其具体情况大致可分为两种:一种是通过采用低应变反射波法与载荷试验检测的方法,来对预制桩等类型的地基处理桩桩身的承压能力与完整程度进行检测;另一种是通过采用钻芯法和载荷试验检测的方法,来对粉喷桩等类型的地基处理桩桩身的承载能力与完整性进行检测。其中,前一种情况虽然对桩身完整性检测的效果比较好,但是因受接桩部分的影响而使得检测出现误差,达不到检测要求。因此,应采用载荷试验法或高应变法对有问题的桩体进行验证。

2.3路基填筑当前,我国铁路工程建设在路基填筑方面已建立相对完善的质量控制体系。该体系能够全方位的对路基填筑进行检测,其中检测的重点主要有两个方面,即路基填筑的施工阶段和竣工后的质量检测评价方面。目前,铁路工程中路基填筑的质量检测存在一个误区,即现场施工技术人员对路基检测的滞后,这会严重影响检测结果对压实效果的反映程度。由于路基试验开展时间受现行规范的规定,若要提高检测工作的效率和强化对路基填筑质量的控制,则施工技术人员必须和现场试验检测人员进行协调,并共同完成试验工作。

2.4隧道及挡土墙目前,我国铁道工程中对隧道及挡土墙质量检测的技术并不成熟,其采用的是检测方法主要是借助地质雷达技术来对其进行检测。该检测方法大致分为两种,即局部检测与整体检测。当前,铁道工程中隧道质量检测的内容主要包括竣工验收、既有线隧道质量评估以及阶段性检测等。由于其他部分的检测条件还不够成熟,从而严重影响了检测信息的准确度与有效性。同时,对挡土墙工程质量的检测也因此而使得检测效果并不理想。

3铁路工程质量检测中地质雷达检测方法存在的问题

地质雷达检测方法是一种地球物理方法,其主要是利用电磁波反射原理来对工程质量进行检测。在铁道工程中,地质雷达检测方法是一项新技术,它与其它检测方法相比具有无可比拟的优势。地质雷达检测方法不仅测试的速度更快,而且检测的结果更为准确。虽然如此,但是在铁道工程质量检测过程中依然存在一些问题,且这些问题往往被现场检测人员忽视,从而使得检测的效果并不理想。当前,铁路工程质量检测中地质雷达检测方法存在的问题主要包括里程的标记、雷达波速的标定以及缺陷中空洞的准确定位等。下面来分别对里程的标定问题与空洞定位问题进行具体分析:

3.1里程的标定问题采用地质雷达检测方法对铁路工程质量进行检测时,因在实际的检测过程中无法确保天线一直是呈直线工作状态而使得其不能保证里程数的准确性,从而导致检测的效果不佳。所以,现场检验人员必须采取行之有效的方法来提高里程数的准确性。

3.2空洞定位问题为了确保铁道工程中隧道的安全性与稳定性,一般会采用地质雷达检测方法来对其进行检测。由于当在检测线附近存在空洞等缺陷时,会使得地质雷达图像上出现相应反应的不准确,从而严重影响检测的效果。因此,现场检验人员必须及时采取措施来确保空洞定位的准确性。

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关键词:水利工程;工程质量;检测

“质量兴国”是我国社会主义建设的长期战略方针,提高产品质量和工程质量是我国经济工作的长期战略目标。建设工程是大型的综合性产品,价格昂贵且使用期长,涉及人民生活环境和工作条件的改善,其质量的优劣在整个社会主义经济建设中占有十分重要的地位。工程质量检测工作是工程质量监督管理的重要内容,也是做好工程质量工作的技术保证。

1必须明确水利工程质量检测的内涵及主要内容

水利工程质量检测是指对工程实体的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验或度量,并将结果与规定要求进行比较,以确定每项特性的合格情况而进行的活动。工程质量检测就是经过“测、比、判”活动,从而对不符合质量要求的情况作出处理,对符合质量要求的情况作出安排。水利工程质量检测主要包括以下内容:

(1)施工图纸和施工组织设计,施工计划的会审,是否保证了工程的质量。

(2)原材料、外购材料、半成品及工程实体的质量检验,提供正确的检测数据,做出评价结论,并参与工程质量事件的分析处理。

(3)工程所用新结构、新材料、新工艺、新设备进行检测。技术审定和推广工作。

(4)通过科学检测判断工程质量是否符合技术规范和设计要求,并提出改进意见。

2必须明确水利工程质量检测的必要性和重要性

水利工程质量检测是质量管理工作科学化的基本要素,是提高监督水平必不可少的条件,尤其在市场经济迅猛发展的今天,必须首要完善检测手段,保证其科学性、公正性、准确性。科学性是检测工作的基础,离开它就谈不上对工程质量评价和负责,也难以保证所建设的水利工程的正常运用与运行安全。若以检测工作赖以生存的地位来估价,公正性是检测工作的准绳和法规,否则就会失去法律效力。准确性则是科学性与公正性的先决条件,是检测工作客观评价与社会信誉的前提。促进水利工程质量不断提高,多创优质工程,采用科学而可靠的检测数据来说话,防止单纯凭主观经验来判断的做法,检测工作也就成为质量管理必不可少的基础工作。只有搞好检测工作才可能及时掌握质量的动态和规律,以便控制质量的波动范围来保证质量的稳定。

在水利建设中强调事物发展的客观规律,在市场经济发展的今天更应强化质量管理,其中质量检测工作又占有重要位置,担负着重要职责,它借助于测试手段对材料,构件及单元工程,按规范标准与要求进行检测,并做出合格与否的判断。因此,检测是保证工程质量的重要手段,在质量形成中具有重要的地位。它通过对原材料、半成品、单元工程检验和竣工检验活动严把质量关,具有预防把关和签别双重性质的职能。

3必须着力提高水利工程质量检测的水平

水利工程施工质量极为重视关系国计民生。提高水利工程质量检测的水平对保证水利工程施工质量显得尤关重要。提高水利工程质量检测水平,应着眼于当前经济社会发展的形势,重点考虑三个因素。

3.1检测机构合法是水利工程质量检测的前提

水利工程施工质量检测机构必须受控于国家的法律法规,在国家法定机构授权下行使职能,这类检测机构才具备合法性。目前,中国统一开放的检测市场已开始形成。有必要对检测机构的认可活动加以规范,使其在为社会提供质量检测时必须具有公正性、科学性、权威性。于1994年10月正式成立的中国实验室国家认可委员会——CNACL,是唯一的权威和法定的实验室认可机构,也是国际实验室认可合作组织——ILAC的正式成员。它制定的《实验室认可准则》即CNACL201-99,等同于国际公认的ISO/IEC导则25——《校准和检测实验室资格的通用要求》,今天已成为检证实验室技术能力,指导实验室规范运行的准则。

3.2检测方法科学有效是水利工程质量检测的关键

质量检测使用的技术规程规范必须是现行有效的,按过期的规程规范进行检测的结果是无效的,这一点也应引起足够的注意。例如,从2000年起,各实验室进行土工检测时应依据新的标准,即《土工试验规程》SL237-1999,或《土工试验方法标准》GB/T50123-1999,相应的旧规程已失效。

3.3仪器设备符合标准是水利工程质量检测的基础

质量检测使用的仪器设备必须经国家法定计量机构校准和检定,并在其划定的有效期内使用,保证检测结果的有效性。依据《计量法》而建立的中国量值传递体系,体现了量值的统一和量值的溯源,它是实验室规范的基础,也是导则25的实质所在。其突出特点是,从计量溯源性的角度,保证测试领域的测量结果基本上与计量溯源体系得以衔接。以导则25为准则构成的我国量值传递体系,基本保证了全国量值的统一,满足了质量检测和科学研究的基本要求。

4必须科学实施水利工程质量检测工作

水利工程质量检测是一项科学、严密、重要的工作,必须要有规范的程序和严谨的态度。在质量检测的实践中,应重点注重以下几个方面:

(1)建立健全工作制度。严密的规章制度、科学认真的态度是搞好工程质量检测工作的保证。工程质量检测项目,需要专业试验室组织优秀检测人员并设专门的质量负责人,才能使质量检测工作的权威性得到有力的保证。

(2)严格执行国家规范。国家标准和部颁规程规范、技术质量标准、批准的设计文件是检测工作的依据。有了这些规范、规程、标准和文件,才能使检测工作的实施、数据分析和结论有据可依。另外,在检测前或检测过程中,收集被检工程的相关资料对检测的数据分析和结论是有用的和必要的。

(3)提高检测人员的专业水平。高素质的检测人员和先进的检测设备是保证检测成果质量的重要因素。检测人员应具有丰富的水利水电工程建设经验,最好还直接参加过工程的设计、施工、监理、检测等方面的工作,才能保证检测过程中的质量。在检测设备上,所有仪器设备都必须经过有关部门的计量认证,这些先进的仪器才能够保证检测数据的准确性和可靠性。

(4)确保检测费用。检测费用的专项列支是检测结果真实性和公正性的有力支持。在实际工作中,批复概算并没有该项费用开列,有的不得不挤占其他费用,使这项工作很难开展,即使开展了,检测结果的真实性和公正性也很难保证。

(5)认真做好抽检工作。工程竣工验收前的抽检工作十分必要。目前只有堤防工程有明确的要求,而混凝土、土方、石方、金属结构制造、启闭机及机电产品安装等工程并没有抽检的方法、数量、种类的具体要求。

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回弹法检测主要的原理就是通过回弹仪测量出混凝土表层硬度,进而推断出混凝土的强度,若回弹数偏大,那么就标明混凝土硬度强,进而其抗压强度也就很大。在选用回弹仪的过程中,应该选用具有产品合格证、生产许可证、检测单位检测合格证的回弹仪。而在回弹仪正式使用前,还应该按照一定标准将回弹仪放在钢钻上完成率定,一般情况下率定平均值保持在78至82之间,温度也唯有处于-4℃至40℃之间时才能够得出有效数据。

1.2检测过程中的有关方法

通过回弹法的应用,不但能够很好的完成单个结构或构件的检测,同时还可以批量完成检测工作。针对相同的生产工艺和强度等级的混凝土,应确保原材料、成型工艺、配合比及养护条件等具有一致性,在超过10件同类构件当中任意抽检的数量都应该大于同类构件总量的30%。

1.3检测工作结束之后整理出评定结果

努力选择地方测强曲线来求得混凝土强度数值的换算表,这主要是由于它比国家制定的回弹检测方法测强曲线更贴近区域内的实际状况,同时它也切实考虑到地区当中独有的自然条件、混凝土原材料特性以及养护工艺,相比于传统测强曲线的所测结果,它和混凝土实际强度更加接近。

2土建工程钢筋保护层厚度及其间距的检测

在土建工程结构实体中,其钢筋的准确位置一般是通过钢筋保护层厚度及其间距来表示。钢筋保护层厚度及其间距对于结构持久性以及受力性有着极大的影响。钢筋虽然在隐蔽施工前已经得到检验,然而在浇筑混凝土的过程中,考虑到材料运送、摆放,混凝土振捣,以及一些人为因素的影响,使土建工程中钢筋的位置和评价时的位置不一致,而且因施工管理水平的不同,使其位置变化的幅度也出现了相应变化,这些因素都极大地影响着土建工程实体结构的安全性及其使用期限。在检测钢筋保护层及其间距时,检测的主要目标是板类构件和梁类构件的竖向受力钢筋,检测方式通常使用局部破损或者非破损的方式,在正式检测之前,所使用的检测设备及仪器应实施必要的校对及检定,而且检测操作过程需要充分达到有关操作要求,唯有如此检测的结果才能够保证既真实又可靠。通常情况下,土建过程结构实体的钢筋保护层在实施厚度检测时可以存在一定的误差,其中板类构件的误差应控制在-5毫米至8毫米之间。

3土建工程现浇板厚度的检测

在检测过程中,所抽检的现浇板需要具有典型性,一般土建工程根据建筑总层数的50%进行抽查,每一抽查层随机抽取不应低于一个检验批,每一检验批随机选择也不能低于3块板。非住宅土建工程根据建筑在那个层数三层以下(包括三层),随机抽取不低于一个楼层,四到九层的建筑物,可随机抽取不低于两个楼层,而十层以上的建筑物,应该随机抽取不低于3块板,然后再进行检测。通常情况下,每一层现浇板的抽检数量都不能低于3块,并且每一块板材需要随机尺量4个点。

4土建工程承重砌体砌筑砂浆强度的检测

在土建砌体工程当中,所使用的砂浆强度以及砌体垂直高度都是通过实体检验得出的主要指标。通常情况下,砌体实体检验应用回弹法以及贯入法来检测,砖混结构的工程项目根据不低于砌体总是的3%,而且也不能低于三个构件实施砌筑砂浆强度的检测,在针对构件进行抽检的过程中,还应住店考虑楼层及其承重状况等等。

5土建工程结构实体质量检测的处理

土建工程结构实体检测报告是主体结构在进行质量验收时一份极为主要的质量管控材料,不能根据要求实施结构实体质量检测或是质量检测未达标且不能根据验收报告进行处理的项目决不可通过验收。土建工程各方若是对检测结果有疑问,可以向检测单位提出书面形式的复试要求,检测部门需要及时对其进行复试。在复试的过程中,检测单位的监理、施工等单位应派遣代表到现场进行见证,有必要时还应该邀请质检和设计人员到场,并且要将复试结果以书面的形式告知给要求复试的单位。若是对于复试结果还有异议,那么可以向建设行政主管部门申请仲裁。利用对土建工程结构实体开展质量检测,能够以更加科学数据掌握工程质量的整体状况,而且还能及时了解建筑物在使用中所存在的质量隐患和安全隐患,从而为消除质量、安全隐患以及提升工程质量整体水平起到积极作用。

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之所以要对铁路桥梁基桩质量进行检测,主要是为了检验基桩上的混凝土是否完整。铁路桥梁基桩工程质量检测细则如表1、图1所示,从中可知钻芯法通过对混凝土的直接检测,能够判定存在疑问的基桩。例如,某铁路桥梁工程的365桩长为55m、桩径为1.4m、C30,,412桩长为55m、桩径为1.2m、C30。若用低应变反射波法对365桩与412桩进行检测,则可能会因波速与桩底清晰度而导致测试判断出现失误,从而使得缺陷的出现。在这种情况下,若是将声波透射法运用其中并结合钻芯法,则会减少或消除误判、提高检测效果,从而为桩体的质量提供了保障。随着低应变反射波法、声波透射法在工程质量检测领域的广泛应用,其弊端也日益明显。低应变反射波法的最大的问题是在实际检测过程中,可能会出现测试信息不完整的情况,从而使得其存在一些隐患,提高了工程的风险性。而声波透射法虽然弥补了低应变反射波法的局限性与缺陷,但是其能够检测基桩完整性是有前提限制的。测点的声学参数概率分布是近似为正态的分布即是声波透射法能够检测基桩完整性的前提。因此,目前我国铁路桥梁基桩方面的质量检测的问题依然存在,相关部门应当引起足够的重视,并及时采取行之有效的措图1铁路桥梁基桩工程质量检测细则施进行解决。

1.2地基处理桩

目前,铁路工程建设在地基处理方面通常是采用地基处理桩的方法对其进行处理的。地基处理桩的桩型被分为多种类型,常见的桩型主要有预制桩、碎石桩、PHC桩以及CFG桩等。当前,一般是采用抽检方式对桩身的承载力与质量进行检测,且不同的桩型其检测的方案也大不相同。其具体情况大致可分为两种:一种是通过采用低应变反射波法与载荷试验检测的方法,来对预制桩等类型的地基处理桩桩身的承压能力与完整程度进行检测;另一种是通过采用钻芯法和载荷试验检测的方法,来对粉喷桩等类型的地基处理桩桩身的承载能力与完整性进行检测。其中,前一种情况虽然对桩身完整性检测的效果比较好,但是因受接桩部分的影响而使得检测出现误差,达不到检测要求。因此,应采用载荷试验法或高应变法对有问题的桩体进行验证。

1.3路基填筑

当前,我国铁路工程建设在路基填筑方面已建立相对完善的质量控制体系。该体系能够全方位的对路基填筑进行检测,其中检测的重点主要有两个方面,即路基填筑的施工阶段和竣工后的质量检测评价方面。目前,铁路工程中路基填筑的质量检测存在一个误区,即现场施工技术人员对路基检测的滞后,这会严重影响检测结果对压实效果的反映程度。由于路基试验开展时间受现行规范的规定,若要提高检测工作的效率和强化对路基填筑质量的控制,则施工技术人员必须和现场试验检测人员进行协调,并共同完成试验工作。

1.4隧道及挡土墙

目前,我国铁道工程中对隧道及挡土墙质量检测的技术并不成熟,其采用的是检测方法主要是借助地质雷达技术来对其进行检测。该检测方法大致分为两种,即局部检测与整体检测。当前,铁道工程中隧道质量检测的内容主要包括竣工验收、既有线隧道质量评估以及阶段性检测等。由于其他部分的检测条件还不够成熟,从而严重影响了检测信息的准确度与有效性。同时,对挡土墙工程质量的检测也因此而使得检测效果并不理想。

2铁路工程质量检测中地质雷达检测方法存在的问题

地质雷达检测方法是一种地球物理方法,其主要是利用电磁波反射原理来对工程质量进行检测。在铁道工程中,地质雷达检测方法是一项新技术,它与其它检测方法相比具有无可比拟的优势。地质雷达检测方法不仅测试的速度更快,而且检测的结果更为准确。虽然如此,但是在铁道工程质量检测过程中依然存在一些问题,且这些问题往往被现场检测人员忽视,从而使得检测的效果并不理想。当前,铁路工程质量检测中地质雷达检测方法存在的问题主要包括里程的标记、雷达波速的标定以及缺陷中空洞的准确定位等。下面来分别对里程的标定问题与空洞定位问题进行具体分析:

2.1里程的标定问题

采用地质雷达检测方法对铁路工程质量进行检测时,因在实际的检测过程中无法确保天线一直是呈直线工作状态而使得其不能保证里程数的准确性,从而导致检测的效果不佳。所以,现场检验人员必须采取行之有效的方法来提高里程数的准确性。

2.2空洞定位问题

为了确保铁道工程中隧道的安全性与稳定性,一般会采用地质雷达检测方法来对其进行检测。由于当在检测线附近存在空洞等缺陷时,会使得地质雷达图像上出现相应反应的不准确,从而严重影响检测的效果。因此,现场检验人员必须及时采取措施来确保空洞定位的准确性。