時間:2023-03-27 16:48:42
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇工程測量論文范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
2市政工程施工平面控制的測設
2.1導線點的復測
路線勘測設計完成后,要在測設三角網之前,復測設計交出的控制點。在這段時間中,要使用精確和合格的測量儀器,復測導線控制點的精度和位移。首先,根據《工程測量規范》中的技術要求,要用相對中誤差檢核點間測距精度,測距相對中誤差不能大于1/15000。以設計提供的距離作為真值D,往測盤左測得的距離記作L1,往測盤右時測得距離記作L2。返測盤左時測得距離記作L3,返測盤右時測得距離記作L4。取L1、L2、L3、L4的平均值L,按照公式M=D-L▕/D計算中誤差,得出相對誤差為K=1/M-1。其次,《工程測量規范》中規定,測角中誤差不大于8“在對小三角網的測角測邊的工作時,要經過復測符合規范要求。采用測回法,復測導線轉角,用|β-β0|≤2mβ方式,按照測回盤左、盤右觀測檢核其是否超出限差。其中根據設計提供的導線點坐標,公式中β-推算出轉角(左角或右角),即:相鄰兩邊的方位角之差,β0-盤左、盤右實際測得轉角的平均值,而mβ-測角中誤差。如果測得結構符合公式要求,可按照設計提供的數據使用,則轉角不超限;如果超限要向設計單位要求處理,并提出書面報告。
2.2對小三角網進行測角測邊
首先為了消除系統誤差,可以對小三角網各三角形內角采用方向觀測法觀測,一個測回要進行盤左、盤右上下半測回,共進行兩個測回。并且,為了及時發現錯誤,要在觀測現場核算同方向兩個測回,互差應該<12″。如超限應重測等。觀測的時候應該盡量使用體態儀器觀測。并且為了減少偶然誤差對觀測精度的影響,儀器要精確對中整平,觀測前要對棱鏡基座長水泡和對點器進行校正。其次,在測角的第一測回中,測邊方法與復測時大致相同。應該根據觀測時的氣壓、溫度,修正儀器參數,要注意將棱鏡盡量對準儀器望遠鏡,避免儀器與棱鏡高差懸殊。
2.3計算內業
為了得出各三角形閉合差(180°-內角和):W1、W2、W3、…、Wn,要根據外業測得數據,先計算出各三角形內角值,才能對各三角形的內角和進行計算,然后按照公式,求出三角網測角中誤差,其中-測角中誤差,測各三角形閉合差平方和,Wn-測各三角形閉合差,n-為三角形個數。同時,根據公式,采用往返校差檢核邊長是否超限,并根據計算結果,檢查其符合規范要求,公式中C-代表返測距較差;b-代表全站儀標稱精度中比例誤差系數(mm/km);而a-代表全站儀標稱精度中的固定誤差(mm);D-則代表測距長度(km)。假設往返測距差的絕對值>C,那么本邊長觀測不符合要求。由此在校核完角度、距離,符合限差要求之后,就可以計算內業平差了。
2現代工程測量技術特點
隨著計算機技術以及衛星技術在測量技術中的應用,我國的測量技術的應用已經越來越廣泛,而且技術方面也逐漸的成熟起來。在現代工程建設中測量技術得到了充分的利用,而且對工程建設的準確程度也有非常大的影響?,F代工程測量技術有著以下幾個特點。
(1)自動化以及多樣化。
隨著現代科技的不斷進步,測量方法和測量技術也在不斷的豐富和完善,在現代化的工程測量技術作業中主要有自動化以及方式多樣化等特點。
(2)創造性。
在現代工程測量技術不斷的發展更新中,創造性也逐漸的成為了當今工程測量技術主要的特點。
(3)廣泛性。
傳統的工程測量包含了建筑、土木以及橋梁的建設,但是現代化的工程測量技術不僅僅包含傳統工程測量所包含的各方面的建設,而且還包括人們生活的各個方面。具有非常強的廣泛性。
(4)科學性。
現代工程測量技術在對施工地區進行測繪的時候,測量的效果已經從傳統的平面測量轉換到三維的測量結果,具有非常明顯的科學性。
3現代測量技術發展和應用
3.1攝影測量技術應用
攝影測量技術是把數字化攝影技術、數字化測量技術以及數字化信息處理技術等結合在一起的技術,其主要的作用是為工程施工前期的數據進行測量,主要提供三維、非接觸性等高效測量方法。這種測量技術主要用在一些面積比較大的工程當中,其中包括大比例尺地形測量、地籍測量等方面。遙感技術以及衛星技術是攝影測量技術的主要技術核心,并且在此基礎上融合了光譜航空攝影測量技術,能夠進一步為人們對一個地區基礎的地理信息的收集和使用提供非常大的幫助。一方面因為遙感技術有著其同步性、實效性、經濟性等優勢,能夠在工程建設測量中得到非常大的應用;另一方面遙感技術在工程測量方面的使用,為工程測量技術在測量圖和地籍圖的繪制方面提供了非常高的準確度,對現代化工程測量技術的應用有著非常重大的意義。
3.2數字化測量技術應用
對于大比例尺地形圖以及工程圖的繪制,是一直以來工程測量的主要任務。但是因為傳統的測量技術不能夠很好的滿足現代化城市建設的需要,所以在傳統測量技術的基礎上加以改造,數字化信息處理技術以及數字化圖形處理技術就在工程測量技術中得到了充分的使用,數字化信息處理技術和數字化圖形處理技術在工程測量技術中使用之后,使得工程測繪的工作效率以及工程測繪的工作質量在很大程度上得到了提高。隨著這兩項技術的完美融合,逐漸的出現了電子經緯儀、全站儀等等,這些儀器能夠很好的把野外的采集的數據進行合理充分的整合,從而自動的生成一個非常好的三維測量圖。這樣就在很大程度上減少了工程測量的時間,提高了工程測量的效率。
3.3衛星定位技術在工程測量中的應用
在工程測量的過程中,合理的使用衛星導航定位技術是非常必要的,其中表現在地形的測繪以及工程的測量等方面,把衛星定位技術融入到工程測量技術中,進一步使得我國工程測量技術走進一步走向科學化,在我國很多工程測量中,都使用到了這兩個技術的結合。例如,長江三峽工程建設、南水北調工程建設、青藏鐵路工程建設以及浙江省杭州灣大橋的建設等等,這些工程在建設的時候都充分使用了衛星定位技術,這一技術的使用,在很大程度上減少了建設好中工程事故的發生情況,極大的提高了我國工程技術的危險地區作業的效率。
隨著全站儀在建設工程中的普及,坐標計算逐漸成為一名工程測量人員所必備的基本技能。CASIO-fx4500PA可以通過編寫簡單的程序還簡化計算工程、減輕測量員內業工作量而逐漸被工程人員所使用。工程測量人員在使用此類型計算器時只要輸入關鍵數據即可計算出所需數值。此類計算器計算時是通過程序計算,不需要測量人員進行逐步計算,所以就消除了輸入的誤差。而且計算器在計算時小數位數是自身進行取舍的,所以它的精度也可以保證并比人工逐步計算的高。下面我將就應用CASIO-fx4500PA編寫幾個測量工程中的幾個常用的程序,并就循環語句進行重點說明。
一、應用CASIO-fx45000PA編寫常用的幾個程序
CASIO-fx45000PA通過編寫簡單的程序來將計算過程簡化。其算法就是將現成公式堆積,我們可以應用條件語句要將整個曲線統一成一個程序。
1)CASIO-fx4500PA計算器條件語句
格式:a<條件判斷符>b=>語句1:≠>語句2:語句3
說明:當條件成立時,進行語句1計算;不成立進行語句2的計算,最后運行語句3(不用可以省略)。條件判斷可以是大于、等于、小于、不等于以及大于等于和小于等于;語句1、語句2可以為計算式也可為GOTO語句。
示例1:已知兩點坐標求方位角(取值范圍在0°—360°之間)
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
用戶在使用時,可以根據提示輸入數據便可得出方位角(本程序已調試成功)。
2)無條件轉換語句
無條件轉換語句即是當程序運行至GOTOn語句時,程序無條件執行LBIn后的語句。一個GOTO相對應一個LBI語句。無條件語句一般與條件語句相配合使用,實現條件轉移。
示例2:在以ZH點為原點的獨立坐標系中,等緩和曲線的單曲線中線放樣計算(曲線中不存在短鏈)。
算法思路:通過曲線上點到ZH點的距離確定它在哪個區段(第一緩和曲線、圓曲線、第二緩和曲線),然后再利用現有公式進行計算。
已知:曲線半徑R切線長T曲線長L、緩和曲線長l0、曲線偏角I(左偏還是右偏),以及曲線起點(ZH)里程和曲線上任意一點的里程。
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
說明:用戶在使用時即可按提示輸入數據即可得到數據。左偏曲線A輸入1,右偏曲線輸入非1。如要求用統一坐標計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為ZH點在統一坐標系中的坐標,B為ZH-JD的方位角)
3:循環語句的使用
CASIO源程序中很出現循環語句,這是因為CASIO中沒有提供現成的循環語句但我們可以將條件語句與無條件注意語句相配合形成一句循環語句:
格式:1)L1Z=0:
L2LBI0
L3Z=Z+1
L4:語句1:
L5Z=N≠>GOTO0
1可以視為步長,可以為任意數,N為條件。在水準測量中求可以用他來減少計算量。
示例3。路基水準測量時一般一個20m一個斷面,一個斷面測三個點,水準儀兩個測站間距離為100米,那么一個測站可以讀15個點。下面就這個情況編寫一個程序:
已知:水準點高程、以及各次讀數。
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
用戶在使用時可以按照提示輸入數據即可得到所要數據(讀數輸入時單位為毫米)。
CASIO計算器將逐漸被應用到施工生產中,它將會減少現場人員計算工作量,提高人員工作效率。隨著CASIO計算器的不斷升級,fx4800以上已經提供圖形功能,用戶可以通過編寫程序將現場放樣形象化,更大方便工程人員使用,更大減小工程人員計算工程量。
二、電子表格在測量工程的應用
測量人員也可以電子表格(EXEL)提供計算功能計算測量內業資料。有效的利用電子表格的拖拉功能可以減少大量工程量,并且電子表格可以將各個程序分段編寫,各個關鍵點很明顯的表現出來,更有效的更直觀將你的意圖表現出來。
1、運用電子表格技巧
電子表格為用戶提供各種類型函數,在施工中熟練使用各種類型的函數可以將各種計算過程簡化,減少單元格數目。比如在測量中我們一般采用度、分、秒計算而電子表格計算按照弧度計算,所以在使用電子表格計算時我們可以運用PI()這個函數將π代替而不需要輸入3.14……。電子表格中單元格數字類型提供的自定義選項,它更豐富了數值內涵,使它能在工程中更有效運用。如防樣里程為K26+899.321就可以將單元格數字類型定義為K26+00#.000,其參加運算時只有899.321參加運算。
2、示例計算單曲線的法向角
下面是關于電子表格中的一些說明:
1、F、G、H、I列為中間計算數據,打印時可以隱藏。
2、開始計算前,將B列數據類型定義為“K194+000.000”(紅色的表示當里程為整數時省略)。
3、電子表格計算數據要比CASIO形象,其計算過程可以用公式可以更直接的表現出來。
一、學科地位和研究應用領域
1.學科定義
工程測量學是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論方法和技術的一門應用性學科。它主要以建筑工程、機器和設備為研究服務對象。
2.學科地位
測繪科學和技術(或稱測繪學)是一門具有悠久歷史和現展的一級學科。該學科無論怎樣發展,服務領域無論怎樣拓寬,與其他學科的交叉無論怎樣增多或加強,學科無論出現怎樣的綜合和細分,學科名稱無論怎樣改變,學科的本質和特點都不會改變??偟膩碚f,整個學科的二級學科仍應作如下劃分:
——大地測量學(包括天文、幾何、物理、衛星和海洋大地測量);
——工程測量學(含近景攝影測量和礦山測量);
——航空攝影測量與遙感學;
——地圖制圖學;
——不動產地籍與土地整理。
3.研究應用領域
目前國內把工程建設有關的工程測量按勘測設計、施工建設和運行管理三個階段劃分;也有按行業劃分成:線路(鐵路、公路等)工程測量、水利工程測量、橋隧工程測量、建筑工程測量、礦山測量、海洋工程測量、軍事工程測量、3維工業測量等,幾乎每一行業和工程測量都有相應的著書或教材。
由Hennecke,Mueller,Werner3個德國人所編著的工程測量學,主要按下述內容進行劃分和編寫:①測量儀器和方法;②線路、鐵路、公路建設測量;③高層建筑測量;④地下建筑測量;⑤安全監測;⑥機器和設備測量。
由于工程測量的研究應用領域非常廣泛,發展變化也很快,因此寫書十分困難。目前國內外沒有一本全面涉及工程測量學理論、技術、方法和實際應用的現代專著或教材。
國際測量師聯合會(FIG)的第六委員會稱作工程測量委員會,過去它下設4個工作組:測量方法和限差;土石方計算;變形測量;地下工程測量。此外還設了一個特別組:變形分析與解釋?,F在,下設了6個工作組和2個專題組。6個工作組是:大型科學設備的高精度測量技術與方法;線路工程測量與優化;變形測量;工程測量信息系統;激光技術在工程測量中的應用;電子科技文獻和網絡。2個專題組是:工程和工業中的特殊測量儀器;工程測量標準。
德國、瑞士、奧地利3個德語語系國家自50年起組織每3~4年舉行一次的“工程測量國際學術討論會”。過去把工程測量劃分為以下幾個專題:測量儀器和數據獲??;數據解釋、處理和應用;高層建筑和設備安裝測量;地下和深層建筑測量;環境和工程建筑物變形監測。
1992年第11屆討論會的專題是:測量理論與測量方案;測量技術和測量系統;信息系統和CAD;在建筑工程和工業中的應用。
1996年的第12屆討論會的專題是:測量和數據處理系統;監測和控制;在工業和建筑工程中的質量問題;數據模型和信息系統;交叉學科的大型工程項目。
從以上可見,工程測量學的研究領域既有相對的固定性,又是不斷發展變化的。筆者認為,工程測量學主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以設備與機器安裝為對象的工業測量兩大部分。在學科上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。工程測量學的主要任務是為各種工程建設提供測繪保障,滿足工程所提出的要求。精密工程測量代表著工程測量學的發展方向,大型特種精密工程建設是促進工程測量學科發展的動力。
二、工程測量儀器的發展
工程測量儀器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規的光學經緯儀、光學水準儀和電磁波測距儀將逐漸被電子全測儀、電子水準儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件,向全能型和智能化方向發展。帶電動馬達驅動和程序控制的全站儀結合激光、通訊及CCD技術,可實現測量的全自動化,被稱作測量機器人。測量機器人可自動尋找并精確照準目標,在1s內完成一目標點的觀測,像機器人一樣對成百上千個目標作持續和重復觀測,可廣泛用于變形監測和施工測量。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的3維極坐標測量技術完美結合,可實現無控制網的各種工程測量。
專用儀器是工程測量學儀器發展最活躍的,主要應用在精密工程測量領域。其中,包括機械式、光電式及光機電(子)結合式的儀器或測量系統。主要特點是:高精度、自動化、遙測和持續觀測。
用于建立水平的或豎直的基準線或基準面,測量目標點相對于基準線(或基準面)的偏距(垂距),稱為基準線測量或準直測量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測儀,金屬絲引張線,各種激光準直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準直儀,以及尼龍絲或金屬絲準直測量系統等。
在距離測量方面,包括中長距離(數十米至數公里)、短距離(數米至數十米)和微距離(毫米至數米)及其變化量的精密測量。以ME5000為代表的精密激光測距儀和TERRAMETERLDM2雙頻激光測距儀,中長距離測量精度可達亞毫米級;可喜的是,許多短距離、微距離測量都實現了測量數據采集的自動化,其中最典型的代表是銦瓦線尺測距儀DISTINVAR,應變儀DISTERMETERISETH,石英伸縮儀,各種光學應變計,位移與振動激光快速遙測儀等。采用多譜勒效應的雙頻激光干涉儀,能在數十米范圍內達到0.01μm的計量精度,成為重要的長度檢校和精密測量設備;采用CCD線列傳感器測量微距離可達到百分之幾微米的精度,它們使距離測量精度從毫米、微米級進入到納米級世界。
高程測量方面,最顯著的發展應數液體靜力水準測量系統。這種系統通過各種類型的傳感器測量容器的液面高度,可同時獲取數十乃至數百個監測點的高程,具有高精度、遙測、自動化、可移動和持續測量等特點。兩容器間的距離可達數十公里,如用于跨河與跨海峽的水準測量;通過一種壓力傳感器,允許兩容器之間的高差從過去的數厘米達到數米。
與高程測量有關的是傾斜測量(又稱撓度曲線測量),即確定被測對象(如橋、塔)在豎直平面內相對于水平或鉛直基準線的撓度曲線。各種機械式測斜(傾)儀、電子測傾儀都向著數字顯示、自動記錄和靈活移動等方向發展,其精度達微米級。
具有多種功能的混合測量系統是工程測量專用儀器發展的顯著特點,采用多傳感器的高速鐵路軌道測量系統,用測量機器人自動跟蹤沿鐵路軌道前進的測量車,測量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長度傳感器和微機,可用于測量軌道的3維坐標、軌道的寬度和傾角。液體靜力水準測量與金屬絲準直集成的混合測量系統在數百米長的基準線上可精確測量測點的高程和偏距。
綜上所述,工程測量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測、無接觸、可移動、連續、自動記錄、微機控制等特點,可作精密定位和準直測量,可測量傾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,還可測振動頻率以及物體的動態行為。
三、工程測量理論方法的發展
1.測量平差理論
最小二乘法廣泛應用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型,它是各種經典的和現代平差模型的統一模型。測量誤差理論主要表現在對模型誤差的研究上,主要包括:平差中函數模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷;模型誤差對參數估計的影響,對參數和殘差統計性質的影響;病態方程與控制網及其觀測方案設計的關系。由于變形監測網參考點穩定性檢驗的需要,導致了自由網平差和擬穩平差的出現和發展。觀測值粗差的研究促進了控制網可靠性理論,以及變形監測網變形和觀測值粗差的可區分性理論的研究和發展。針對觀測值存在粗差的客觀實際,出現了穩健估計(或稱抗差估計);針對法方程系數陣存在病態的可能,發展了有偏估計。與最小二乘估計相區別,穩健估計和有偏估計稱為非最小二乘估計。
巴爾達的數據探測法對觀測值中只存在一個粗差時有效,穩健估計法具有抵抗多個粗差影響的優點。建立改正數向量與觀測值真誤差向量之間的函數關系,可對多個粗差同時進行定位和定值,這種方法已在通用平差軟件包中得到算法實現和應用。
方差和協方差分量估計實質上是精化平差的隨機模型,過去一直僅停留在理論的研究上。實際中,要求對多種觀測量進行綜合處理,因此,方差分量估計已成為測量平差的必備內容了。目前,通用平差軟件包中已增加了該功能,但還需要在測量規范中明確提出來。
需要指出的是:許多測量作業單位喜歡采用附合導線進行逐級加密,主要依據目前規范中有關一、二、三級導線和圖根導線的規定。無疑附合導線具有許多優點,但由于多余觀測少,發現和抵抗粗差的能力較弱,不宜濫用。建立一個區域的控制,首級網點采用GPS測量,下面最好用一個等級的導線網作全面加密。從測量平差理論來看,全面布設的導線網具有更好的圖形強度,精密較均勻,可靠性也較高。
2.工程控制網優化設計理論和方法
網的優化設計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優化設計理論構造目標函數和約束條件,解求目標函數的極大值或極小值。一般將網的質量指標作為目標函數或約束條件。網的質量指標主要有精度、可靠性和建網費用,對于變形監測網還包括網的靈敏度或可區分性。對于網的平差模型而言,按固定參數和待定參數的不同,網的優化設計又分為零類、一類、二類和三類優化設計,涉及到網的基準設計,網形、觀測值精度以及觀測方案的設計。在工程測量中,施工控制網、安裝控制網和變形監測網都需要作優化設計。由于采用GPS定位技術和電磁波測距,網的幾何圖形概念與傳統的測角網有很大的區別。除特別的精密控制網可考慮用專門編寫的解析法優化設計程序作網的優化設計外,其他的網都可用模擬法進行設計。模擬法優化設計的軟件功能和進行優化設計的步驟主要是:根據設計資料和地圖資料在圖上選點布網,獲取網點近似坐標(最好將資料作數字化掃描并在微機上進行)。模擬觀測方案,根據儀器確定觀測值精度,可進一步模擬觀測值。計算網的各種質量指標如精度、可靠性、靈敏度。精度應包括點位精度、相鄰點位精度、任意兩點間的相對精度、最弱點和最弱邊精度、邊長和方位角精度。進一步可計算坐標未知數的協方差陣或部分點坐標的協方差陣,協方差陣的主成份計算,特征值計算,點位誤差橢圓、置信橢圓的計算等??煽啃园總€觀測值的多余觀測分量(內部可靠性)和某一觀測值的粗差界限值對平差坐標的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標以及觀測值的靈敏度影響系數。將計算出的各質量指標與設計要求的指標比較,使之既滿足設計要求,又不致于有太大的富余。通過改變觀測值的精度或改變觀測方案(增加或減少觀測值)或局部改變網形(增加或減少網點)等方法重新作上述設計計算,直到獲取一個較好的結果。
在實踐中,總結出了下述優化設計策略:先固定觀測值的精度,對選取的網點,觀測所有可能的邊和方向,計算網的質量的指標,若質量偏低,則必須提高觀測值的精度。在某一組先驗精度下,若網的質量指標偏高了,這時可按觀測值的內部可靠性指標ri,刪減觀測值。ri太大,說明該觀測值顯得多余,應刪去;若ri很小,則該觀測值的精度不宜增加。這種根據ri大小來刪除觀測值的方法稱為從“密”到“疏”,從“肥”到“瘦”的優化策略。
從模擬法優化設計的整個過程來看,它是一種試算法,需要有一個好的軟件。該軟件除具有通用平差軟件的功能外,在成果輸出的多樣性、直觀性,在可視化以及人機交互界面設計方面都有更高要求。同時也要求設計者具有堅實的專業知識和豐富的經驗。
用模擬法可獲得一個相對較優且切實可行的方案,可進一步用模擬觀測值作網的平差計算,同時可模擬觀測值粗差并計算對結果的影響。這種方法稱為數學扭曲法或蒙特卡洛法。對于一個精度、可靠性以及靈敏度要求極高的監測網或精密控制網,作上述優化設計和精細計算是十分必要的。國內在這方面的應用報道較少。多是為了安全起見,有較大的質量富余,建網費用偏高。網優化設計費用很少,所帶來的效益較大,凡是較重要的工程控制網,都應作優化設計。
3.變形觀測數據處理
工程建筑物及與工程有關的變形的監測、分析及預報是工程測量學的重要研究內容。其中的變形分析和預報涉及到變形觀測數據處理。但變形分析和預報的范疇更廣,屬于多學科的交叉。
(1)變形觀測數據處理的幾種典型方法
根據變形觀測數據繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數據處理方法,由過程曲線可作趨勢分析。如果將變形觀測數據與影響因子進行多元回歸分析和逐步回歸計算,可得到變形與顯著性因子間的函數關系,除作物理解釋外,也可用于變形預報。多元回歸分析需要較長的一致性好的多組時間序列數據。
若僅對變形觀測數據,可采用灰色系統理論或時間序列分析理論建模,前者可針對小數據量的時間序列,對原始數列采用累加生成法變為生成數列,因此有減弱隨機性、增加規律性的作用。如果對一個變形觀測量(如位移)的時間序列,通過建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢項,然后再采用時序分析中的自回歸滑動平均模型ARMA,這種組合建模的方法,可分性好且具有以下顯著優點:將非平穩相關時序轉化為獨立的平衡時序;具有同時進行平滑、濾波和推估的作用;模型參數聚集了系統輸出的特征和狀態;這種組合模型是基于輸出的等價系統的理想動態模型。
把變形體視為一個動態系統,將一組觀測值作為系統的輸出,可以用卡爾曼濾波模型來描述系統的狀態。動態系統由狀態方程和觀測方程描述,以監測點的位置、速率和加速率參數為狀態向量,可構造一個典型的運動模型。狀態方程中要加進系統的動態噪聲??柭鼮V波的優點是勿需保留用過的觀測值序列,按照一套遞推算法,把參數估計和預報有機地結合起來。除觀測值的隨機模型外,動態噪聲向量的協方差陣估計和初始周期狀態向量及其協方差陣的確定值得注意。采用自適應卡爾曼濾波可較好地解決動態噪聲協方差的實時估計問題。卡爾曼濾波特別適合滑坡監測數據的動態處理;也可用于靜態點場、似靜態點場在周期的觀測中顯著性變化點的檢驗識別。
對于具有周期性變化的變形觀測時間序列,通過Fourier變換,可將時域內的信息轉變到頻域內分析,例如大壩的水平位移、橋梁的垂直位移都具有明顯的周期性。在某一觀測時刻的觀測值數字信號可表示為許多個不同頻率的諧波分量之和,通過計算各諧波頻率的振幅,最大振幅以及所對應的主頻率等,可揭示變形的周期變化規律。若將變形體視為動態系統,變形視為輸出,各種影響因子視為輸入,并假設系統是線性的,輸入輸出信號是平穩的,則通過頻譜分析中的相干函數、頻響函數和響應譜函數估計,可以分析輸入輸出信號之間的相干性,輸入對系統的貢獻(即影響變形的主要因素及其頻譜特性)。
(2)變形的幾何分析與物理解釋
傳統的方法將變形觀測數據處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時間特性,主要包括模型初步鑒別、模型參數估計和模擬統計檢驗及最佳模型選取3個步驟。變形監測網的參考網、相對網在周期觀測下,參考點的穩定性檢驗和目標點和位移值計算是建立變形模型的基礎。變形模型既可根據變形體的物理力學性質和地質信息選取,也可根據點場的位移矢量和變形過程曲線選取。此外,前述的時間序列分析,灰色理論建模、卡爾曼濾波以及時間序列頻域法分析中的主頻率和振幅計算等也可看作變形的幾何分析。
變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關系,通常采用統計分析法和確定函數法。統計分析法包括多元回歸分析、灰色系統理論中的關聯度分析以及時間序列頻域法分析中的動態響應分析等。統計分析法以實測資料為基礎,觀測資料愈豐富、質量愈高,其結果愈可靠,且具有“后驗”性質,它與變形的幾何分析具有密切的關系,是測量工作者最熟悉和樂于采用的方法。確定函數法是根據變形體的物理力學參數,建立力(荷載)和變形之間的函數關系如位移場的微分方程,在邊界條件已知時,采用有限元法解微分方程,可得到變形體有限元結點上的變形。采用有限元法,可以計算混凝土大壩、礦山地表以及滑坡在外力(表面力和體力)作用下的位移值。這種方法不需要監測數據(監測數據僅作檢驗用),具有“先驗”性質。只要有限元劃分得當,變形體的物理力學參數(如楊氏彈性模量,泊松比,內摩擦角、內聚力以及容重等)選取得較好,該法無疑是一種多快好省的方法,目前有許多有限元計算軟件如COSMOS/M供用。但變形體的物理力學參數的確定和所建立的微分方程都帶有一定的假設,有時用有限元法計算的值與實測值有較大的差異,這就導致了將兩種方法相結合的綜合分析法,以及根據實測值按一定理論反求變形體物理力學參數的反演分析法,通過反演解算,重新用有限元法作修正計算。相對于有限元法,條分法用于邊坡穩定性分析、計算和評價更為簡單,其中薩爾碼(SARMA)法應用最普遍,根據力學模型、幾何條件和靜力平衡方程,對平衡條件作迭代計算,可定量的得到邊坡穩定性評價指標——穩定安全系統。一般要求對條分法和有限元法同時使用。上述方法對大多數測量工作者來說較為陌生,用確定函數法進行地變形的物理解釋和預測屬于學科交叉領域,需要與地質和工程結構方面的人員合作。
(3)變形分析與預報的系統論方法
用現代系統論為指導進行變形分析與預報是目前研究的一個方向。變形體是一個復雜的系統,它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結構,是非線性的,開放性(耗散)的,它還具有隨機性,這種隨機性除包括外界干擾的不確定性外,還表現在對初始狀態的敏感性和系統長期行為的混沌性。此外,還具有自相似性、突變性、自組織性和動態性等特征。
按系統論方法,對變形體系統一般采用輸入—輸出模型和動力學方程兩種建模方法進行研究,前者系針對黑箱或灰箱系統建模,前述的時序分析、卡爾曼濾波、灰色系統建模、神經網絡模型乃至多元回歸分析法都可以視為輸入—輸出建模法。采用動力學方程建模與變形物理解釋中的確定函數法相似,系根據系統運動的物理規律建立確定的微分方程來描述系統的運動演化。但對動力學方程不是通過有限元法求解,而是在對系統受力和變形認識的基礎上,用低階的簡化的在數學上可解和可分析的模型來模擬變形過程,模型解算的結果基本符合客觀事實。例如用彈簧滑塊模型模擬地震過程的混沌狀態和高邊坡的粘滑過程,用單滑塊模型模擬大壩的變形過程,用尖點突變模型解釋大壩失穩的機理。對動力學方程的解的研究是系統論分析方法的核心,為此引入了許多與動力系統有關的基本概念,這些概念與變形分析和預報密切相關,它們是:狀態空間或相空間(稱解空間)、相軌線、吸引子、相體積、李亞普諾夫指數和柯爾莫哥洛夫熵等。例如相軌線代表相點運動的跡線,每一個相點代表狀態向量(變形、速率或影響因子)在某一時刻的解;吸引子代表系統的一種穩定的運動狀態,它可以是一個穩定的相點位,環或環面,也可以是相空間的一個有限區域,對于局部不穩定的非線性系統,將出現分數維的奇怪吸引子,表示系統將出現混沌狀態。李亞普諾夫指數描述系統對于初始條件的敏感特征,根據其符號可以判斷吸引子的類型以及軌線是發散的還是吸引(收斂)的??聽柲缏宸蜢貏t是系統不確定性的量度,由它可導出系統變形平均可預報的時間尺度。對變形觀測的時間序列(如位移量)進行相空間重構,并按一定的算法計算吸引子的關聯維數,柯爾莫哥洛夫熵和李亞普諾夫指數等,可在整體上定性地認識變形的規律。另外,也可根據監測資料,反演變形體系統的非線性動力學方程。
系統論方法還涉及變形體運動穩定性研究,這種穩定性在數學上可轉化為微分方程穩定性的研究,主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。
系統論方法涉及到許多非線性科學學科的知識,如系統論、控制論、信息論、突變論、協同論、分形、混沌理論、耗散結構等。上述理論遠不是工程測量工作者所能掌握的,將系統論方法與變形分析與預報相結合的研究只是初步的,希望有更多的青年學者加入到這一研究領域來。
四、大型特種精密工程測量
大型特種精密工程建設和對測繪的要求是工程測量學發展的動力。這里僅簡單介紹國內外有關情況。
1.國內覽勝
三峽水利樞紐工程變形監測和庫區地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫誘發地震監測,其規模之大,監測項目之多,都堪稱世界之最。不僅采用目前國內外最成熟最先進的儀器、技術,在實踐中也在不斷發展新的技術和方法,如對滑坡體變形與失穩研究的計算機智能仿真系統;擬進行研究的三峽庫區滑坡泥石流預報的3S工程等,都涉及到精密工程測量。隔河巖大壩外部變形觀測的GPS實時持續自動監測系統,監測點的位置精度達到了亞毫米。該工程用地面方法建立的變形監測網,其最弱點精度優于±1.5mm。
北京正負電子對撞機的精密控制網,精度達±0.3mm。設備定位精度優于±0.2mm,200m直線段漂移管直線精度達±0.1mm。大亞灣核電站控制網精度達±2mm,秦山核電站的環型安裝測量控制網精度達±0.1mm。
上海楊浦大橋控制網的最弱點精度達±0.2mm,橋墩點位標定精度達±0.1mm;武漢長江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達毫米級。高454m的東方明珠電視塔對于長114m、重300t的鋼桅桿天線,安裝的垂準誤差僅±9mm。
長18.4km的秦嶺隧道,洞外GPS網的平均點位精度優于±3mm,一等精密水準線路長120多公里。目前輔助隧道已貫通,僅一個貫通面的情況下,橫向貫通誤差為12mm,高程方向的貫通誤差只有3mm。
2.國外簡述
國外的大型特種精密工程更不勝枚舉。以大型粒子加速器為例,德國漢堡的粒子加速器研究中心,堪稱特種精密工程測量的歷史博物館。1959年建的同步加速器,直徑僅100m,1978年的正負電子儲存環,直徑743m,1990年的電子質子儲存環,直徑2000m。為了減少能量損失,改用直線加速器代替環形加速器,正在建的直線加速器長達30km,100~300m的磁件相鄰精度要求優于±0.1mm,磁件的精密定位精度僅幾個微米,并能以納米級的精度確定直線度。整個測量過程都是無接觸自動化的。用精密激光測距儀TC2002K距離測量,其測距精度與ME5000相當,對平均邊長為50m的3800條邊,改正數小于0.1mm的占95%。美國的超導超級對撞機,其直徑達27km,為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上,利用了一種雙重正形投影。所作的各種精密測量,均考慮了重力和潮汐的影響。主網和加密網采用GPS測量,精度優于1×10-6D。
露天煤礦的大型挖煤機開挖量的動態測量計算系統(德國)。大型挖煤機長140m,高65m,自重8000t,其挖斗輪的直徑17.8m,每天挖煤量可達10多萬噸。為了實時動態地得到挖煤機的采煤量,在其上安置了3臺GPS接收機,與參考站無線電實時數據傳輸和差分動態定位,挖煤機上兩點間距離的精度可達±1.5cm。根據3臺接收機的坐標,按一定幾何模型可計算出挖煤機挖斗輪的位置及采煤層截曲面,可計算出采煤量,經對比試驗,其精度達7%~4%。這是GPS,GIS技術相結合在大型特種工程中應用的一個典型例子。
核電站冷卻塔的施工測量系統。南非某一核電站的冷卻塔高165m,直徑163m。在整個施工過程中,要求每一高程面上塔壁中心線與設計的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相鄰精度優于10mm。由于在建造過程中發現地基地質構造不良,出現不均勻沉陷,使塔身產生變形。為此,要根據精密測量資料擬合出實際的塔壁中心線作為修改設計的依據。采用測量機器人用極坐標法作3維測量,對每一施工層,沿塔外壁設置了1600多個目標點,在夜間可完成全部測量工作。對大量的測量資料通過恰當的數據處理模型使精度提高了一至數倍,所達到的相鄰精度遠遠超過了設計要求。精密測量不僅是施工的質量保證,也為整治工程病害提供了可靠的資料,同時也能對整治效果作出精確評價。
瑞士阿爾卑斯山的特長雙線鐵路隧道哥特哈德長達57km,為該工程特地重新作了國家大地測量(LV95),采用GPS技術施測的控制網,平面精度達±7mm,高程精度約±2cm。以厘米級的精度確定出了整個地區的大地水準面。為加快進度和避開不良地質段,中間設了3個豎井,共4個貫通面,橫向貫通誤差允許值為69~92mm(較只設一個貫通面可縮短工期11年)。整個隧道的工程投資預計約15億瑞士法朗,計劃于2004年全線貫通。
高聳建筑物方面,有人設想,在21世紀將建造2000m乃至4000m的摩天大廈,這不僅是建筑師的夢想,也是對測量工程師的挑戰。
五、科技研究開發實踐
將科研成果轉化為生產力是科研的最終目的,作為一門應用性學科,這種轉化尤為重要。它主要表現在軟硬件的開發研制上。
基于掌上電腦的地面控制與施工測量工程內外業數據處理一體化自動化系統(簡稱科傻系統)是我們近年來所作的一項科技研究開發實踐??粕迪到y是對電子全站儀實現在線控制數據采集。掌上電腦上可固化兩個軟件包,一個用于地面控制測量數據采集、檢查、預處理、概算以及網平差等(稱科傻一);一個用于工程放樣、道路測量以及碎部點數據采集(稱科傻三)。另外,在微機上研制了一個“現代測量控制網數據處理通用軟件包”(稱科傻二)。上述3個軟件包既可獨立使用,又有密切的聯系(特別是科傻一與科傻二之間)??粕狄豢捎糜谌我?、3維工程控制網,國家及城市等級網,一、二、三級導線網以及圖根加密網的在線或離線數據采集到網平差,實現了內外業數據處理的一體化。同時也可作一、二、三、四等和等外水準測量從數據采集到網平差的數據處理。科傻二除具有任意網形、任意規模的地面平面、高程控制網的平差功能外,還包含近似坐標計算,稀疏矩陣壓縮存貯,網點優化排序,閉合差自動計算,概算,粗差定值計算和改正,方差分量估計,貫通誤差影響值估算,工程控制網模擬法優化設計,控制網數據管理,網圖顯繪,成果報表輸出,以及與掌上電腦、全站儀的數據通訊等功能。
科傻系統集成了測量學、控制測量學、工程測量學、測量平差等課程的有關專業知識和長期科研成果,可廣泛應用于生產、教學及科技開發活動。
基于科傻系統的主要功能,在索佳Powerset2000電腦型全站儀上,已成功地開發了全中文版軟件包,這種全站儀通過軟件開發,功能得到大大增強,故稱為全能型全站儀。結合專業測量特點,我們在科傻系統的基礎上還研制開發了“鐵路施工測量數據自動化處理系統”。該軟件包也通過了鐵道部的鑒定,將在整個鐵路系統的測量單位推廣應用。對于城市工程測量、地籍測量、水利工程測量等各種測量,只要對科傻系統稍加修改,都可以滿足測量工程數據采集和處理的一體化自動化要求。同時,可將科傻系統移植應用到不同型號的電腦型全站儀上和商品化掌上電腦上,進一步擴大用戶。如果移植到測量機器人上,并進一步開發各種智能化應用程序,可應用到滑坡監測、施工測量中以及工業測量。若再開發與GPS網平差和實時動態定位軟件的集成軟件包,并研制開發相應的軟件,可望大大改變目前工程測量領域的面貌。
通過科技研究開發實踐,我們深刻體會到科技是第一生產力的科學論斷,感受到了為社會作貢獻的人生價值的樂趣??萍奸_發和成果轉化必須有具備以下特點:是真正的轉化而不是抄襲,必須有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要專業化;易于擴展和維護,要不斷完善并推陳出新;要有市場觀念、競爭意識和為用戶服務的態度。
六、工程測量學的發展展望
展望21世紀,工程測量學在以下方面將得到顯著發展:
1.測量機器人將作為多傳感器集成系統在人工智能方面得到進一步發展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強;
2.在變形觀測數據處理和大型工程建設中,將發展基于知識的信息系統,并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監測、災害防治和環境保護的各種問題。
3.工程測量將從土木工程測量、3維工業測量擴展到人體科學測量,如人體各器官或部位的顯微測量和顯微圖像處理;
4.多傳感器的混合測量系統將得到迅速發展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
5.GPS、GIS技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。
6.大型和復雜結構建筑、設備的3維測量、幾何重構以及質量控制將是工程測量學發展的一個特點。
7.數據處理中數學物理模型的建立、分析和辨識將成為工程測量學專業教育的重要內容。
綜上所述,工程測量學的發展,主要表現在從1維、2維到3維、4維,從點信息到面信息獲取,從靜態到動態,從后處理到實時處理,從人眼觀測操作到機器人自動尋標觀測,從大型特種工程到人體測量工程,從高空到地面、地下以及水下,從人工量測到無接觸遙測,從周期觀測到持續測量。測量精度從毫米級到微米乃至納米級。工程測量學的上述發展將直接對改善人們的生活環境,提高人們的生活質量起重要作用。
參考文獻:
[1]PelzerH.Ingeniervermessung[M].Stuttgart:KonradWittwer,1987.
[2]Schlemmer.Geodaesie2000++[J].ZfV,1998,(6):173-176.
[3]Brandstaetter(Hrsg).Ingenieurvermessung''''96[M].Bonn:Duemmler,1996.
[4]陳永奇,吳子安,等.變形監測分析與預報[M].北京:測繪出版社,1993.
[5]張正祿,吳棟才,等.精密工程測量[M].北京:測繪出版社,1993.
[6]章傳銀,張正祿,等.變形體的動態組合模型GM+ARMA[J].測繪科技動態,1995,(4):9-13.
[7]鄧躍進,張正祿.大壩變形頻譜分析方法[J].測繪信息與工程,1997,(4):7-10.
[8]章傳銀,張正祿.變形體的穩定性及定量分析方法初探[J].測繪學報,1997,(4):315-321.
2.數字化測繪產品在使用、維護和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產品信息的現勢性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用。
3.根據不同用戶的需要,可以對產品的各種要素進行數據再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對圖形進行拼接、縮放,用途更廣泛。
4.利用數字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計算機上進行各種規劃與設計(如土地資源開發規劃和城市道路網的設計等),可方便地進行許多方案的設計與比較,對各種要素的統計、匯總、疊加、分析也方便、準確。在計算機的幫助下,大大提高了測繪生產作業的自動化、科學化、規范化程度,數字化測繪產品的應用水平也將達到新的高度。除此以外,在其他方面還顯示出很多優越性,但從以上幾點足以可見數字化(地形、地籍)測繪很符合現代社會信息的要求,是現代測繪的發展方向。因而,以前以傳統測繪為主的專業測繪單位,現在是以發展數字化測繪技術作為發展的目標與方向。
二、數字化測繪中作業模式的選擇問題
數字化測繪設備是全站儀加電子手簿或電子平板,作業分為編碼方法和無碼方法。編碼方法在記錄測量數據時必須按碎部點的類型及相互間幾何關系輸入特征編碼,作業員不僅要熟記編碼,為正確輸入編碼,測站與棱鏡間還需要較多有關測點的信息交流,因此作業速度慢。尤其當地形復雜、通視困難、對一個地物的測量是不連續的,甚至要經過幾個測站的觀測才能完成時,作業難度大,出錯機會多。無碼作業則不需輸入任何編碼,代之以繪制草圖記錄所測點位及相鄰關系。測站與棱鏡間聯絡較少,測站照準目標操作電子手簿驅動全站儀測取數據后,只需向棱鏡處作業員報告碎部點號而已。具有平板測圖知識的作業員隨棱鏡現場繪制草圖,輕松且不易出錯。測圖工作實際上主要在棱鏡處進行,測站觀測速度很快,一臺全站儀可觀測2~3個棱鏡,相當2~3個圖板的平板測圖。所以無碼作業方法更容易為測量人員所接受。數字化測繪記錄設備過去以電子手簿為主,但目前有關電子平板的介紹、報道較多。所謂內外業一體化的作業方法,即利用電子平板(便攜機)在野外實現碎部點展繪成圖被描繪成最先進的方法。但實際上若電子平板與全站儀聯機則由于通視不一定好,加之數字化測圖測程較遠,繪圖員在電子平板上編輯繪圖很困難。若靠遠距離觀察輔之以鏡站作業員的描述來繪圖,則不僅對電子平板繪圖員的技術、經驗要求較高,且既慢又容易出錯。就這一點而言,類似傳統的平板測圖的作業方法,不同之處僅在于不需展點、計算機編輯代替手工繪圖而已。為解決這一問題,市場上推出了遙控電子平板。雖然采用遙控平板可使繪圖員隨棱鏡現場繪圖,但設備投資遠高于電子手簿。野外作業速度也低于電子手簿加草圖方法。實際上是付出高昂的代價以外業時間換取內業時間。若考慮到野外作業條件艱苦,作業人員的愿望恰恰相反;即寧愿用內業時間換取外業時間。加之電子平板還有惡劣條件下可靠性差,攜帶不如電子手簿方便的缺點。所以大多數情況下,尤其是復雜地區,電子手簿加草圖方法仍是最適合的作業方法。
三、數字化測繪技術在地籍測量中的應用
1.數字測圖的主要內容
1.1原圖數字化
當一個地區需要用到數字地形圖而一時因經費困難或受到時間等原因的限制時,該方法是最適宜的。它能夠充分利用現有的地形圖,僅需配備計算機、數字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數字化軟件就可以開展工作,并且可以在很短的時間內獲得數字化成果。它的工作方法有兩種:手扶跟蹤數字化及掃描矢量化,其中后一種的精度、效率更高。但是,利用該方法所獲得的數字地圖其精度因受原圖精度的影響,加上數字化過程中所產生的各種誤差,因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時地表上各種地物地貌,現時性不是很好。所以它僅能作為一種應急措施而非長久之計。為了充分利用該法得到數字地圖,可通過修測、補測等方法,實測一部分地物點的精確坐標,再用這些點的坐標代替原來的坐標,通過調整,可在一定程度上提高原圖的精度。而隨著地圖的不斷更新,實測坐標的增加,地圖的精度也就會相應地得到提高。
1.2地面數字測圖
在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區,可直接采用地面數字測圖的方法,該方法也稱為內外業一體化數字測圖,是我國目前各測繪單位用得最多的數字測圖方法。采用該方法所得到的數字地圖的特點是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內是可以做到的。
1.3航測數字成圖
當一個地區(或測區)很大時,可以利用航空攝影機在空中攝取地面的影像,通過外業判讀,在內業建立地面的模型,通過計算機用繪圖軟件在模型上量測,直接獲得數字地形圖。隨著測繪技術的發展,數字攝影測量已在我國部分地區取得成功,不久將會得到推廣。它是通過在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像,內業通過專門的航測軟件,在計算機上對數字影像進行像對匹配,建立地面的數字模型,再通過專用的軟件來獲得數字地圖??梢哉f,這將是今后數字測圖的一個重要發展方向。該方法的特點是可將大量的外業測量工作移到室內完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節的限制等優點,特別適合于城市及大測區的大面積成圖。
2.數字測圖在地籍測量中的應用
隨著國家小城鎮建設步伐的加快,城鎮地籍測量工作在全國范圍內展開,各地對地籍圖的需求將急劇膨脹。地籍測量的目的是為了全面澄清城鎮土地的屬性、位置、面積、用途、經濟價值及相互之間的關系,為建立全國土地管理信息系統奠定基礎。隨著高新測繪技術的開發和應用,數字化測繪技術的應用得到迅速發展。較之傳統的大(小)平板儀(地形、地籍)測繪技術,數字化測繪可以讓測繪產品更加多樣化,技術含量和應用水平更高,產品的使用與維護更加方便、快捷、直觀,與傳統的測繪產品(地形、地籍圖件)相比,數字化測繪產品具有明顯的優越性。作業流程的科學化是數字測量的關鍵所在,結合測區已有的資料,以有關規程、規范為依據,設計作業流程,數字地籍測量的作業流程見下圖:
3.數字測繪在數字地球中的應用
簡言之,數字地球就是把經濟和社會發展方方面面的信息,加載于一個統一的地理坐標框架中按數字的形式存貯于計算機,任何機構或個人均可通過網絡通訊技術,足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門,全知天下事”。數字地球是一個十分龐大的系統工程,技術復雜,涉及部門多,沒有任何一個部門或團體能單獨承擔,它需要地球科學、信息科學、空間技術和眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分,在國家空間數據基礎設施建設中具有不可替代的地位,空間基礎信息的獲取、處理,向信息高速公路提供內容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上??梢哉f,數字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀八十年代初期開始,對傳統測繪技術進行了大規模的數字化改造。傳統的光學定位技術已被光電技術、GPS技術所取代,傳統的白紙測圖已被數字測圖和地理信息系統所取代,以地面測量為主向以衛星定位(GPS)、衛星遙感(RS)測繪等高技術為主的對地觀測方面轉變,被動的靜態測量向動態的實時測量方面轉變"測繪部門在數字地球基礎框架建設方面做了大量工作,主要包括:建立了全國A級、B級GPS網;完成了全國1:100萬、1:25萬基礎地理數據庫和數據服務設施;建立了國情和省情綜合地理信息系統;研制成功了從遙感立體影像自動建立數字地面模型的數字攝影測量系統;研制成功了數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM)、數字線劃圖(DLG)、數字柵格圖(DRG)等“4D”產品生產線。數字地球的雛形已經形成。
當然,數字測繪技術應用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列舉了。
總之,數字測繪技術在工程測量中應用廣泛,精確且使用,并且數字測繪技術也在日新月異地發展,廣大測繪工作者要更新思維、堅持學習,做數字化的測繪工作者。
參考文獻:
[1]賀麗娟,曹振一數字化測繪技術在工程測量中的應用西北水電2002
攝影測量技術以一種用來取得信息資料的技術,并且是通過攝影圖片得到目標的信息,在科學的不斷發展下,現如今的攝影測量技術進入了全新的數字階段。在公路測量測繪程序工程中,通過對計算機技術,攝影處理技術等相關的技術進行緊密的運用,將室外攝影得到的信息轉移到室內做進一步的完善,這樣的提升不僅能夠讓在室外所得的信息進行進一步的精確處理,也提高率測量測繪作業的速度,這種技術特別適用于人口密集的地區,在這類地方進行測量得到的效率比較高,有利于人口居住地的公路建設的發展。在公路測量測繪中攝影測量技術是一種新型技術,它不僅節省了人力資源和財力資源的浪費,對工程成本得到了減少。促進了公路建設的高效率發展。
1.2信息化測繪技術
對于信息化測繪的技術是由我國最為傳統的測繪技術轉換出來的,這是一個很漫長的轉化過程,從傳統的測繪技術轉化為數字化測量技術,再由數字化測量技術發展到信息化測繪技術,讓我國的測繪技術進入一個全新的階段。我國公路測量測繪技術在進入信息化測繪技術后,公路建設的整體質量效果有很好的提高,促進了國內公路建設的發展,將走向現代建設的戰略。從本質上看,信息化測繪技術對公路工程測量有著非常重要的作用。
1.3數字化測繪技術
數字化測繪技術跟各種測繪技術都有聯系,攝影測量技術通過數字化測量技術的強化,完善的完成收集資料的功能,而另一方面數字化測量技術是由傳統測繪技術演變而來的。該技術是一個具有多功能的系統,它能自動的完成繪圖技術,如:將場景數據輸入電腦中,就會自動形成最完美的公路設計圖,大大的降低了公路測量測繪工程的難度,可以有效的減少成本減少人力資源,通過地理信息、專業數據庫給數字化測繪技術打下基礎。
1.4地理信息系統技術
地理信息系統技術在測繪技術中屬于一種全新的新興技術,具有很多不同的功能。數據管理、存儲數據和采集數據等功能,這個技術中運用到了技術科學,環境科學和空間學等技術來完善地理信息系統技術其他方面的功能。地理信息系統技術除去這些功能自身也具備顯示、輸出圖形以及數據庫等多重方面作業,對于公路測量測繪工程技術具有一定的帶動作用。
1.5全球定位系統技術
對于全球定位系統技術GPS,已經得到了非常廣泛的運用,在我國經濟發展帶動科技發展的影響下,全球定位系統技術已經運用在了各個領域。尤為顯著的就是公路測量測繪技術,對于此技術的參與是測繪技術的發展的到了空前的良好效果。除此外,全球定位系統是廣泛的運用于服務業領域,在國民建設有充分運用,其他工程測量也有廣泛應用。
1.6遙感技術
遙感技術來源于軍事的航空業,在飛機在空中要對地面進行觀測,就研發出了遙感技術來取得地面地理的基本信息。在現如今遙感技術應用在測量測繪技術上,運用同樣的原理同步觀察到大面積的地理信息情況,確保所測量出來的數據是全面而有效的。由于初步使用得到的成效,開始大力發展遙感技術,很多以前無法達到的技術也得到了實際有效的收集數據,為公路事業的基本地形圖做出了有效的保證,遙感技術除了能夠測量地理地勢外還能圖稿數據的全色光譜分辨率,使遙感技術成為現階段獲得基本信息的重要措施之一。
2工程測量工作中新型測繪技術的應用前景分析
那么多的測量技術中,信息化測量技術是中國現階段最為新型的測量技術。由于全國都進入到數字化社會,測量技術也不例外,但是與信息化社會還是有一定的差距。所以這種情況下看來,測繪技術還需要進一步加強,來加快信息化測繪技術的發展,從而加快國內整體測繪技術信息化的腳步,來提高國內的經濟效益,社會利益。對于現今的這種狀態,新型測繪技術能夠很明顯的體現出現今社會發展的狀態,這一類技術在公路測量測繪工程中尤為突出,對公路的建設發展有著很大的作用。在這個全球化體系,人類希望經濟一體化的環境,各類市場都存在這激烈的斗爭,同樣的公路測量測繪工程也受到了全世界的關注,因此,我國對于測量測繪的研究也非常的積極,推進了我過公路測量測繪技術的不斷進步與創新。
2水利工程質量檢測管理完善對策
(1)各地區應該結合本地實際情況,盡快在原有基礎上,出臺一些實施細則,并建立健全相關的制度體系,以加強對水利工程質量檢測的監督與管理。進一步培育和規范水利工程質量檢測市場的行為,強化行業的自律能力。另外,還應該建立起嚴格的市場準入機制,對進入水利檢測市場的檢測機構進行資質審查與信用評價,對出具虛假檢測數據、檢測報告的機構進行嚴格查處。
(2)通過良好的薪資待遇和工作環境來吸引人才并且留住人才,從而保證水利質檢工作的從業人員有良好的專業技術知識。此外,對于從業人員的思想道德素質要進行實時的培訓,并且通過多種方式進行考核以避免質檢行業的虛假檢測結果出現。
(3)完善硬件條件,提高檢測能力不斷加大檢測管理的投入力度,對陳舊、老化的檢測設備進行及時更換,積極引進先進的檢測儀器;加大水利工程施工現場的實驗室建設,保證檢測設備能夠滿足水利工程建設項目檢測的配置要求;定期對實驗檢測儀器進行檢查和測試,保證檢測儀器的精確性和有效性;不斷改善質量檢測的作業環境,提高檢測人員的檢測能力,提升檢測機構的競爭能力,以適應不斷發展的檢測市場需求。另外,相關部門,也應該積極監督和引導檢測機構加強自身建設,實施獨立管理機制,從根本上轉變工程質量檢測的不良現象,以適應水利工程建設市場需求。
(4)統一管理,建立內部約束機制結合水利工程質量檢測的實際情況,逐步實施網絡化檢測監督與管理,從取樣登記到領取報告,實行全程的網絡化統一管理。對檢測過程、檢測數據以及各類檢測信息實施上傳及監督機制。盡快完善水利工程質量檢測體系,實現與工程質量監督管理信息的共享與互通,充分利用質量檢測成果,科學而準確地對工程質量進行有效監督。在質量檢測費用標準方面,應該盡快形成與成本掛鉤的行業檢測價格標準,對檢測市場進行嚴格控制,嚴禁隨意壓價或抬價的行為。從而保證水利檢測市場形成一個開放、統一而有序的管理環境。
(5)推行第三方檢測模式,在水利工程的質量檢測當中施工單位的質量檢測是整個工程質量檢測的重點內容,也是進行質量檢測的中心環節,該質量檢測是保證水利工程在投入使用后其工程質量能夠保證其使用壽命正常的基本保障,也是其他相關單位對其進行檢驗的基礎元素。同時業主和監理單位可以對其施工質量進行檢測,但是由于以上雙方在利益方面是對立關系所以其質量檢測的公正性難以保證,所以通過第三方對施工質量進行檢測能夠提高質量檢驗工程結構的公平性和公正性,與此同時,對于施工單位的技術質量也有一定的約束作用,能夠有效減少人為主觀因素對施工質量的準確度的影響,從而能夠大幅度地提高工程建筑的質量。所以,積極推行第三方對水利工程質量進行檢測能夠很好的從根本上解決其質量檢測中現存的問題,并且有利于建筑施工行業向著良性的方向發展。
2鐵路工程質量檢測方法中基樁檢測方法存在的問題
2.1橋梁基樁之所以要對鐵路橋梁基樁質量進行檢測,主要是為了檢驗基樁上的混凝土是否完整。鐵路橋梁基樁工程質量檢測細,從中可知鉆芯法通過對混凝土的直接檢測,能夠判定存在疑問的基樁。例如,某鐵路橋梁工程的365樁長為55m、樁徑為1.4m、C30,,412樁長為55m、樁徑為1.2m、C30。若用低應變反射波法對365樁與412樁進行檢測,則可能會因波速與樁底清晰度而導致測試判斷出現失誤,從而使得缺陷的出現。在這種情況下,若是將聲波透射法運用其中并結合鉆芯法,則會減少或消除誤判、提高檢測效果,從而為樁體的質量提供了保障。隨著低應變反射波法、聲波透射法在工程質量檢測領域的廣泛應用,其弊端也日益明顯。低應變反射波法的最大的問題是在實際檢測過程中,可能會出現測試信息不完整的情況,從而使得其存在一些隱患,提高了工程的風險性。而聲波透射法雖然彌補了低應變反射波法的局限性與缺陷,但是其能夠檢測基樁完整性是有前提限制的。測點的聲學參數概率分布是近似為正態的分布即是聲波透射法能夠檢測基樁完整性的前提。因此,目前我國鐵路橋梁基樁方面的質量檢測的問題依然存在,相關部門應當引起足夠的重視,并及時采取行之有效的措施進行解決。
2.2地基處理樁目前,鐵路工程建設在地基處理方面通常是采用地基處理樁的方法對其進行處理的。地基處理樁的樁型被分為多種類型,常見的樁型主要有預制樁、碎石樁、PHC樁以及CFG樁等。當前,一般是采用抽檢方式對樁身的承載力與質量進行檢測,且不同的樁型其檢測的方案也大不相同。其具體情況大致可分為兩種:一種是通過采用低應變反射波法與載荷試驗檢測的方法,來對預制樁等類型的地基處理樁樁身的承壓能力與完整程度進行檢測;另一種是通過采用鉆芯法和載荷試驗檢測的方法,來對粉噴樁等類型的地基處理樁樁身的承載能力與完整性進行檢測。其中,前一種情況雖然對樁身完整性檢測的效果比較好,但是因受接樁部分的影響而使得檢測出現誤差,達不到檢測要求。因此,應采用載荷試驗法或高應變法對有問題的樁體進行驗證。
2.3路基填筑當前,我國鐵路工程建設在路基填筑方面已建立相對完善的質量控制體系。該體系能夠全方位的對路基填筑進行檢測,其中檢測的重點主要有兩個方面,即路基填筑的施工階段和竣工后的質量檢測評價方面。目前,鐵路工程中路基填筑的質量檢測存在一個誤區,即現場施工技術人員對路基檢測的滯后,這會嚴重影響檢測結果對壓實效果的反映程度。由于路基試驗開展時間受現行規范的規定,若要提高檢測工作的效率和強化對路基填筑質量的控制,則施工技術人員必須和現場試驗檢測人員進行協調,并共同完成試驗工作。
2.4隧道及擋土墻目前,我國鐵道工程中對隧道及擋土墻質量檢測的技術并不成熟,其采用的是檢測方法主要是借助地質雷達技術來對其進行檢測。該檢測方法大致分為兩種,即局部檢測與整體檢測。當前,鐵道工程中隧道質量檢測的內容主要包括竣工驗收、既有線隧道質量評估以及階段性檢測等。由于其他部分的檢測條件還不夠成熟,從而嚴重影響了檢測信息的準確度與有效性。同時,對擋土墻工程質量的檢測也因此而使得檢測效果并不理想。
3鐵路工程質量檢測中地質雷達檢測方法存在的問題
地質雷達檢測方法是一種地球物理方法,其主要是利用電磁波反射原理來對工程質量進行檢測。在鐵道工程中,地質雷達檢測方法是一項新技術,它與其它檢測方法相比具有無可比擬的優勢。地質雷達檢測方法不僅測試的速度更快,而且檢測的結果更為準確。雖然如此,但是在鐵道工程質量檢測過程中依然存在一些問題,且這些問題往往被現場檢測人員忽視,從而使得檢測的效果并不理想。當前,鐵路工程質量檢測中地質雷達檢測方法存在的問題主要包括里程的標記、雷達波速的標定以及缺陷中空洞的準確定位等。下面來分別對里程的標定問題與空洞定位問題進行具體分析:
3.1里程的標定問題采用地質雷達檢測方法對鐵路工程質量進行檢測時,因在實際的檢測過程中無法確保天線一直是呈直線工作狀態而使得其不能保證里程數的準確性,從而導致檢測的效果不佳。所以,現場檢驗人員必須采取行之有效的方法來提高里程數的準確性。
3.2空洞定位問題為了確保鐵道工程中隧道的安全性與穩定性,一般會采用地質雷達檢測方法來對其進行檢測。由于當在檢測線附近存在空洞等缺陷時,會使得地質雷達圖像上出現相應反應的不準確,從而嚴重影響檢測的效果。因此,現場檢驗人員必須及時采取措施來確保空洞定位的準確性。
1.前言
建筑業是一個關系到國計民生的支柱性基礎產業。特別作為我國正處在快速發展階段,全國上下都加大了基礎設施的建設。同時加上建筑業作為拉動經濟發展速度的重要力量,因此建筑業正處在大發展階段。一方面我國的建筑市場正處在十分活躍的階段,同時也是處在市場競爭極不規范,問題叢生:首先是導致壓級壓價、回扣、墊資“三把刀”盛行,地方保護、行業保護抬頭;二是建筑領域管理體系缺乏科學性,法律性文件和管理性文件不配套,與國外先進模式相對差距較大;三是建筑隊伍供需嚴重失衡,建筑隊伍技術含量和人員素質普遍不高[1]。
隨著我國加入WTO,對于整個建筑業的沖擊必將產生深遠的影響。建筑事業是入世的一個重要方面。主要涉及建筑業、勘察設計咨詢業、房地產業、城市規劃、城市市政公用事業以及與建筑領域相關的各項中介服務。在WTO協議中建設事業所屬領域屬于服務貿易協議的范疇。從服務貿易協議的內涵看,目前我國建設領域在當前國際貿易中基本處在勞動密集型的服務層次上,而發達國家則已經是技術、知識和資本密集型的服務層次上。從總體上講,差距比較大。我國加入WTO,必須按照WTO有關協議中關于權利和義務平衡的原則,在享受一定權利的同時,還要履行相應的義務,承擔開放市場所面臨的風險和壓力。
作為建筑行業的一個組成部分,工程質量檢測隨著全民質量意識的提高而不斷被人重視。檢測行業從開始出現發展到今天,都是作為建筑行業的附屬部分出現:一種是建筑施工企業的內部試驗室;一種是科研院校內部的教學科研性質的試驗室;一種是各級質量監督管理部門設立的帶有政府色彩的監督檢測室。三種形式的檢測單位一直以來按照各自的工作領域開展檢測工作,并且一直按照附屬于母體的部門形式進行運作,還沒有形成獨立企業運作的理念。但是隨著入世的沖擊,檢測機構根據國際通用要求必須成為具有獨立法人資格的機構,應該是第三方獨立的服務中介機構,由于定位的逐步明確,各類檢測單位都開始著手進行轉變。在轉變的階段,應該認真從行業發展角度研究如何能夠在逐漸規范化、正規化的市場經濟中成功轉變成適應市場變化、快速成長發展。
行業概述
2.1行業背景
2.1.1檢測行業現狀
檢測行業從形成到今天大約經歷了十五年---二十年的歷史,十幾年時間已經使檢測行業規模由小變大,工作類型由單一到綜合,檢測市場化概念從無到有,從暗到明,如今全國各種建筑工程檢測機構近5000家,其中企業試驗室數量大約占40%,監督檢測機構占30%,科研院校檢測力量占30%。
數量眾多的企業試驗室屬于第一方試驗室,即企業為了保證自身產品質量而設立的試驗室,由于其自身性質很大程度上限制了他們走向檢測市場的步伐,作為企業內部附屬機構的地位使其在經濟實力、檢測能力、規模和技術力量等個環節處于劣勢,在檢測市場所占市場分額約20%。
各級監督機構設立的檢測室由于有了政策上的絕對優勢,由于其政府背景,使其克服成立時間短的劣勢,通過壟斷檢測任務的形式很快在規模和檢測能力上占據優勢,成為目前檢測市場中主流檢測力量。但是壟斷行為的副作用是其長期處在政策保護狀態,相比其他機構效率低下,技術水平不高,服務意識差,自身競爭能力差。
科研院校隨著事業單位機構改革,不斷加大檢測業務投入,使其變成主業發展,并相繼將其轉型為第三方獨立法人檢測企業。它們依靠原來國家科研投入的優勢,在技術力量、硬件設備和辦公場地方面有著不可比擬的優勢。由于他們最早走向市場,在市場競爭中已經總結了許多經驗。
2.12.1.3檢測行業特點
檢測行業是政策性較強的行業
檢測機構由于建設工程質量的相關管理規定應運而生,檢測市場的形成和發展受政策導向直接影響。檢測機構的資格認可和行業資質管理本身就是政府政策調節的手段,檢測市場的大小同樣也是政府質量管理政策直接決定,因此,檢測市場是不完全開放的市場,檢測行業是一個政策導向性很強的行業。
檢測行業是帶有很強的地域性
由于檢測行業是政策性很強的行業,因此各級地方行政主管部門都會根據自己地方實際制訂有地方特色的管理要求,特別是行業主管部門設立的資質審查注冊制度直接決定了檢測機構的服務范圍以所在地為主,外地機構打入本地市場受到嚴格限制。另外工程質量檢測本身需要大型的檢測設備,并且樣品的檢測具有明確的實效性,因此從交通、成本、運作方便性考慮,檢測工作跨地區開展具有難度,從而決定了各行政區域內市場的獨立性。
檢測行業目前技術門檻不高
因為檢測行業長期處于政府壟斷經營之下,檢測市場化程度較差。長期處于保護之下的檢測機構往往以附屬部門或科室形式運作,沒有形成一套獨立運作發展的管理模式,特別是與國外先進的檢測同行相比,在檢測工作管理方面缺少科學的系統的內部管理體系和經驗。由于以上原因,通常的檢測單位對設備場地等硬件和技術培養等硬件的投入較少,以至于長期停滯在低水平重復發展的態勢,因此造成目前雖然政策壟斷成分高,但技術門檻低的現狀。
檢測行業體制單一
檢測行業由于強烈的政府色彩,使其體制往往鎖定在國有事業或企業單位,民營資本和外資一直注視著這一領域,但是由于政策所限一直無法進入。因此目前的檢測行業體制單一。但是隨著國有事業機構改革,使檢測機構股份制改造成為可能,伴隨著我國加入世界貿易組織的深入,開放建筑市場成為必然,可見目前的格局十分不穩,政策的變化立即打破現有的平衡。
第二章行業困境
3.1行業面臨困難和挑戰
作為建筑行業的一個組成部分,工程質量檢測隨著全民質量意識的提高而不斷被人重視。檢測行業從開始出現發展到今天,面臨的困難和挑戰來自各方面。
3.1.1政策風險
檢測行業是受政策影響程度很高的行業。它的產生和發展都是政策導向的結果。而首先面對的問題就是政策風險問題。我國的檢測類的標準、規范的制定和執行與國際接軌程度不高。我國目前使用的檢測標準均為幾十年前老標準,這些標準與國際標準相差很遠,隨著我國入世,各種標準都面臨更新和接軌問題。在這種標準的演變中,原有的設備、技術力量、運作方法都會進行較大的變動。檢測行業必須面對來自以上政策的變動帶來的風險。
3.1.2入世的挑戰
從行業形成到發展到今天,檢測機構中都是作為建筑行業的附屬部分出現,還沒有形成獨立運作的管理體系。但是隨著入世的沖擊,檢測機構根據國際通用要求—導則25來管理實驗室[2],而對于國內的檢測機構來講導則25的管理要求不僅僅是陌生的東西,更重要的是對于其中的管理思想是完全全新的體系,我國的檢測機構在這種管理模式的經驗十分缺乏。因此整個行業正面臨著行業升級轉型的階段。
3.2行業中存在的主要問題
檢測行業面臨的不僅僅是各種風險和挑戰,應該認清行業存在的問題和不足,才可能作到有的放矢。
3.2.1目前的檢測市場十分混亂,由于部分施工單位對質量意識的認識停留在資料過關的階段,并且檢測單位目前是被動的接受施工單位的委托,因此在檢測和被檢測之間的關系不僅是委托被委托同時又是檢測和被檢測,在經濟關系和公正性的看似矛盾的兩者,許多檢測單位很難把好關。導致檢測市場上評價一個檢測單位工作質量的標準不是嚴謹而是能否在必要時的靈活和方便。在這樣的環境中,不可能培養出依靠信譽品牌立足的檢測單位。
3.2.2目前的檢測單位大部分面臨如何從母體脫離,是否脫離、脫離以后如何生存的困擾。部分已經脫離的單位實質上在名義上的脫離,從行政管理和經濟來往上仍然不是獨立的。因此,作為真正意義上的獨立運作的檢測機構如何管理、如何生存發展還沒有太多可借鑒的經驗。
3.2.3檢測單位由于長期處于附屬地位,因此在技術、人力、資金的投入不足,因此與其他行業相比或與其他領域的檢測機構相比,技術含量不高,并且技術發展速度很慢。隨著我國建筑業的蓬勃發展,特別是我國加入WTO,對盡快提高檢測單位的技術能力和技術水平要求迫切。
第三章行業對策
建筑業在我國正處在高速發展階段,隨著全國質量意識提高,檢測行業充滿發展的潛力和希望。
社會一方面對檢測的要求會更迫切。同時會更高要求。因此作為檢測行業的出路必須將檢測變成產業化,最終成為真正意義上的第三方公正性的中介機構。作為檢測機構為了適應將來的發展必須作到:
提高檢測質量意識
全面引入導則25國際通用的實驗室的管理要求成為大勢所趨。我國檢測行業最缺乏的是通過質量體系的運作來保證檢測公正性和權威性。國內的檢測機構要與國際接軌必須堅定不移地執行導則25的各項要求,而導則25的核心就是全面的質量管理。我國檢測行業普遍的檢測質量意識不高,在內部質量管理方面的經驗不多,但是不能因為目前執行困難而放棄,而是應該一方面努力向國外同行學習實驗室管理方面先進的經驗,一方面因地制宜的逐步摸索一套適合中國國情的質量管理模式。通過不斷的學習和摸索盡快縮短我們與國外同行之間的差距。
樹立服務觀念,找到自己真正的定位
我國的檢測業由于長期以往將檢測工作的公正性和嚴肅性與檢測的服務性對立起來,檢測人員也習慣于“檢查團”的角色定位,但是隨著檢測行業與國際接軌,檢測市場化的推進,以前做慣了“檢查團”角色的檢測人員必須改變觀念。因為檢測將來的定位就是服務,一項特殊的技術服務,既然是服務就必須講究信用、態度和服務質量,這種服務不是指犧牲檢測公正性去迎合某些客戶的需要,而是在確保檢測公正性的前提下提高檢測服務的滿意度。只有提供滿意服務的檢測單位才能在公平的檢測市場環境下生存發展。
樹立現代企業管理觀念
檢測從事業單位屬性向企業屬性的轉變,以及檢測機構從以往附屬地位向獨立法人單位的轉變決定了檢測機構的定位就是技術服務性企業,因此作為檢測機構來講必須建立起現代企業管理觀念,借鑒和利用一切企業管理的先進手段和方法來幫助檢測機構健康發展。比如引進ERP來控制和降低檢測成本、提高檢測工作的效率、利用CRM軟件來提高客戶服務質量,利用“5S”的管理方法來加強檢測現場的有序性,借助品牌推廣手段來提高檢測機構的信譽度等等。一旦檢測行業真正引入現代企業管理先進經驗,檢測行業才可能真正的“做強做大”。
樹立人才觀
今后的檢測單位之間的競爭其實是人才的競爭,而國外同行一旦進入我國首先展開的就是人才爭奪戰。作為我國的檢測行業來講最缺乏的也是專業的人才,目前我國的建設工程檢測行業的從業人員普遍素質偏低,并且我國大專院校也沒有開設專門的專業,檢測人才的培養成為整個檢測行業發展中的重點,因此必須一方面提高檢測行業從業人員的門檻,一方面建立檢測人員內部培訓機制和人才培養機制,提前做好人才的儲備工作,以迎接今后更嚴峻的挑戰。
小結
建設工程質量檢測行業應該作為一個比較特殊的行業正面臨著重大轉變前和轉變中的探索中,作為整個行業來講面對的不僅僅是也業內日益激烈的競爭,更應清醒的認識到來自國外同行的競爭。在入世后的轉變中遇到的困難和挑戰更大,但是檢測行業應該積極應對,樹立起全面質量意識、借鑒現代企業管理經驗、強化服務和人才意識,我國的檢測行業才能適應將來的國際競爭,才能保證行業的健康發展。
回彈法檢測主要的原理就是通過回彈儀測量出混凝土表層硬度,進而推斷出混凝土的強度,若回彈數偏大,那么就標明混凝土硬度強,進而其抗壓強度也就很大。在選用回彈儀的過程中,應該選用具有產品合格證、生產許可證、檢測單位檢測合格證的回彈儀。而在回彈儀正式使用前,還應該按照一定標準將回彈儀放在鋼鉆上完成率定,一般情況下率定平均值保持在78至82之間,溫度也唯有處于-4℃至40℃之間時才能夠得出有效數據。
1.2檢測過程中的有關方法
通過回彈法的應用,不但能夠很好的完成單個結構或構件的檢測,同時還可以批量完成檢測工作。針對相同的生產工藝和強度等級的混凝土,應確保原材料、成型工藝、配合比及養護條件等具有一致性,在超過10件同類構件當中任意抽檢的數量都應該大于同類構件總量的30%。
1.3檢測工作結束之后整理出評定結果
努力選擇地方測強曲線來求得混凝土強度數值的換算表,這主要是由于它比國家制定的回彈檢測方法測強曲線更貼近區域內的實際狀況,同時它也切實考慮到地區當中獨有的自然條件、混凝土原材料特性以及養護工藝,相比于傳統測強曲線的所測結果,它和混凝土實際強度更加接近。
2土建工程鋼筋保護層厚度及其間距的檢測
在土建工程結構實體中,其鋼筋的準確位置一般是通過鋼筋保護層厚度及其間距來表示。鋼筋保護層厚度及其間距對于結構持久性以及受力性有著極大的影響。鋼筋雖然在隱蔽施工前已經得到檢驗,然而在澆筑混凝土的過程中,考慮到材料運送、擺放,混凝土振搗,以及一些人為因素的影響,使土建工程中鋼筋的位置和評價時的位置不一致,而且因施工管理水平的不同,使其位置變化的幅度也出現了相應變化,這些因素都極大地影響著土建工程實體結構的安全性及其使用期限。在檢測鋼筋保護層及其間距時,檢測的主要目標是板類構件和梁類構件的豎向受力鋼筋,檢測方式通常使用局部破損或者非破損的方式,在正式檢測之前,所使用的檢測設備及儀器應實施必要的校對及檢定,而且檢測操作過程需要充分達到有關操作要求,唯有如此檢測的結果才能夠保證既真實又可靠。通常情況下,土建過程結構實體的鋼筋保護層在實施厚度檢測時可以存在一定的誤差,其中板類構件的誤差應控制在-5毫米至8毫米之間。
3土建工程現澆板厚度的檢測
在檢測過程中,所抽檢的現澆板需要具有典型性,一般土建工程根據建筑總層數的50%進行抽查,每一抽查層隨機抽取不應低于一個檢驗批,每一檢驗批隨機選擇也不能低于3塊板。非住宅土建工程根據建筑在那個層數三層以下(包括三層),隨機抽取不低于一個樓層,四到九層的建筑物,可隨機抽取不低于兩個樓層,而十層以上的建筑物,應該隨機抽取不低于3塊板,然后再進行檢測。通常情況下,每一層現澆板的抽檢數量都不能低于3塊,并且每一塊板材需要隨機尺量4個點。
4土建工程承重砌體砌筑砂漿強度的檢測
在土建砌體工程當中,所使用的砂漿強度以及砌體垂直高度都是通過實體檢驗得出的主要指標。通常情況下,砌體實體檢驗應用回彈法以及貫入法來檢測,磚混結構的工程項目根據不低于砌體總是的3%,而且也不能低于三個構件實施砌筑砂漿強度的檢測,在針對構件進行抽檢的過程中,還應住店考慮樓層及其承重狀況等等。
5土建工程結構實體質量檢測的處理
土建工程結構實體檢測報告是主體結構在進行質量驗收時一份極為主要的質量管控材料,不能根據要求實施結構實體質量檢測或是質量檢測未達標且不能根據驗收報告進行處理的項目決不可通過驗收。土建工程各方若是對檢測結果有疑問,可以向檢測單位提出書面形式的復試要求,檢測部門需要及時對其進行復試。在復試的過程中,檢測單位的監理、施工等單位應派遣代表到現場進行見證,有必要時還應該邀請質檢和設計人員到場,并且要將復試結果以書面的形式告知給要求復試的單位。若是對于復試結果還有異議,那么可以向建設行政主管部門申請仲裁。利用對土建工程結構實體開展質量檢測,能夠以更加科學數據掌握工程質量的整體狀況,而且還能及時了解建筑物在使用中所存在的質量隱患和安全隱患,從而為消除質量、安全隱患以及提升工程質量整體水平起到積極作用。
之所以要對鐵路橋梁基樁質量進行檢測,主要是為了檢驗基樁上的混凝土是否完整。鐵路橋梁基樁工程質量檢測細則如表1、圖1所示,從中可知鉆芯法通過對混凝土的直接檢測,能夠判定存在疑問的基樁。例如,某鐵路橋梁工程的365樁長為55m、樁徑為1.4m、C30,,412樁長為55m、樁徑為1.2m、C30。若用低應變反射波法對365樁與412樁進行檢測,則可能會因波速與樁底清晰度而導致測試判斷出現失誤,從而使得缺陷的出現。在這種情況下,若是將聲波透射法運用其中并結合鉆芯法,則會減少或消除誤判、提高檢測效果,從而為樁體的質量提供了保障。隨著低應變反射波法、聲波透射法在工程質量檢測領域的廣泛應用,其弊端也日益明顯。低應變反射波法的最大的問題是在實際檢測過程中,可能會出現測試信息不完整的情況,從而使得其存在一些隱患,提高了工程的風險性。而聲波透射法雖然彌補了低應變反射波法的局限性與缺陷,但是其能夠檢測基樁完整性是有前提限制的。測點的聲學參數概率分布是近似為正態的分布即是聲波透射法能夠檢測基樁完整性的前提。因此,目前我國鐵路橋梁基樁方面的質量檢測的問題依然存在,相關部門應當引起足夠的重視,并及時采取行之有效的措圖1鐵路橋梁基樁工程質量檢測細則施進行解決。
1.2地基處理樁
目前,鐵路工程建設在地基處理方面通常是采用地基處理樁的方法對其進行處理的。地基處理樁的樁型被分為多種類型,常見的樁型主要有預制樁、碎石樁、PHC樁以及CFG樁等。當前,一般是采用抽檢方式對樁身的承載力與質量進行檢測,且不同的樁型其檢測的方案也大不相同。其具體情況大致可分為兩種:一種是通過采用低應變反射波法與載荷試驗檢測的方法,來對預制樁等類型的地基處理樁樁身的承壓能力與完整程度進行檢測;另一種是通過采用鉆芯法和載荷試驗檢測的方法,來對粉噴樁等類型的地基處理樁樁身的承載能力與完整性進行檢測。其中,前一種情況雖然對樁身完整性檢測的效果比較好,但是因受接樁部分的影響而使得檢測出現誤差,達不到檢測要求。因此,應采用載荷試驗法或高應變法對有問題的樁體進行驗證。
1.3路基填筑
當前,我國鐵路工程建設在路基填筑方面已建立相對完善的質量控制體系。該體系能夠全方位的對路基填筑進行檢測,其中檢測的重點主要有兩個方面,即路基填筑的施工階段和竣工后的質量檢測評價方面。目前,鐵路工程中路基填筑的質量檢測存在一個誤區,即現場施工技術人員對路基檢測的滯后,這會嚴重影響檢測結果對壓實效果的反映程度。由于路基試驗開展時間受現行規范的規定,若要提高檢測工作的效率和強化對路基填筑質量的控制,則施工技術人員必須和現場試驗檢測人員進行協調,并共同完成試驗工作。
1.4隧道及擋土墻
目前,我國鐵道工程中對隧道及擋土墻質量檢測的技術并不成熟,其采用的是檢測方法主要是借助地質雷達技術來對其進行檢測。該檢測方法大致分為兩種,即局部檢測與整體檢測。當前,鐵道工程中隧道質量檢測的內容主要包括竣工驗收、既有線隧道質量評估以及階段性檢測等。由于其他部分的檢測條件還不夠成熟,從而嚴重影響了檢測信息的準確度與有效性。同時,對擋土墻工程質量的檢測也因此而使得檢測效果并不理想。
2鐵路工程質量檢測中地質雷達檢測方法存在的問題
地質雷達檢測方法是一種地球物理方法,其主要是利用電磁波反射原理來對工程質量進行檢測。在鐵道工程中,地質雷達檢測方法是一項新技術,它與其它檢測方法相比具有無可比擬的優勢。地質雷達檢測方法不僅測試的速度更快,而且檢測的結果更為準確。雖然如此,但是在鐵道工程質量檢測過程中依然存在一些問題,且這些問題往往被現場檢測人員忽視,從而使得檢測的效果并不理想。當前,鐵路工程質量檢測中地質雷達檢測方法存在的問題主要包括里程的標記、雷達波速的標定以及缺陷中空洞的準確定位等。下面來分別對里程的標定問題與空洞定位問題進行具體分析:
2.1里程的標定問題
采用地質雷達檢測方法對鐵路工程質量進行檢測時,因在實際的檢測過程中無法確保天線一直是呈直線工作狀態而使得其不能保證里程數的準確性,從而導致檢測的效果不佳。所以,現場檢驗人員必須采取行之有效的方法來提高里程數的準確性。
2.2空洞定位問題
為了確保鐵道工程中隧道的安全性與穩定性,一般會采用地質雷達檢測方法來對其進行檢測。由于當在檢測線附近存在空洞等缺陷時,會使得地質雷達圖像上出現相應反應的不準確,從而嚴重影響檢測的效果。因此,現場檢驗人員必須及時采取措施來確保空洞定位的準確性。