趙永寧

【摘 要】GPS和混凝土預應力技術在當前路橋施工中的運用能夠大大的改善當前路橋測量精度、施工質量極其施工效率的問題。本文以下將對這兩大技術在路橋施工中的應用與發(fā)展加以探討。

【關鍵詞】路橋；施工；GPS；預應力；應用

1.GPS測量技術在路橋施工中的應用與發(fā)展

目前在道路、橋梁、隧道的施工中大量采用GPS設備進行工程測量，這大大節(jié)約了人力、物力，而且提高的測量的精確度。

1.1 GPS是如何工作的

GPS導航儀GPS導航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到（由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P（Y）碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當于300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當于30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛(wèi)星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發(fā)射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。后兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛(wèi)星時間并將其與自己的時鐘做對比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛(wèi)星星歷數據推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。

1.2 GPS的種類

按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一臺接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩臺以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用偽距觀測量也可采用相位觀測量，大地測量或工程測量均應采用相位觀測值進行相對定位。

1.3 GPS的優(yōu)點

（1）全天候，不易受任何天氣的影響。

（2）全球覆蓋（高達98%）。

（3）三維定點定速定時高精度。

（4）測站間無需通視。

（5）快速、省時、高效率。

（6）應用廣泛、多功能。

（7）可移動定位。

1.4對于路橋建設的幫助

在路橋施工工程中，采用GPS測量技術主要是應用了GPS的兩大功能，一個功能是靜態(tài)功能，用GPS信號接收器接收GPS衛(wèi)星的信息，用以確定地面的某一位置的三維坐標；另一個功能是動態(tài)功能，動態(tài)功能是把已知的三維坐標點位通過衛(wèi)星系統(tǒng)將其實地放樣到地面上。路橋工程大多數都在市郊及郊外，而且其線路也比較長，如果用全站型電子速測儀對其進行測量由于速測儀本身的缺陷，將影響對路橋工程測量的效率和測量結果準確度，而采用GPS測量技術對其進行測量的話，則不需要對測站之間進行通視，操作簡單方便，不僅提高了測量的精確度，同時也縮短了測量時間，提高了測量效率。

1.5發(fā)展趨勢

目前，在路橋施工工程中，GPS測量技術還沒有真正的得要普及應用，同時也存在著一些小瑕疵，但是，隨著科技的不斷發(fā)展進步，GPS測量技術將會更加成熟，彌補現(xiàn)存的小瑕疵，也會在路橋施工工程中得到更廣泛的應用，更好的服務于工作人員，為工作人員帶來方便的同時，也能提高工程的質量和效率。

2.路橋建設中采用預應力技術情況

2.1預應力原理

在工程結構構件承受外荷載之前，對受拉模塊中的鋼筋，施加預壓應力，提高構件的剛度，推遲裂縫出現(xiàn)的時間，增加構件的耐久性。對于機械結構來看，其含義為預先使其產生應力，其好處是可以提高構造本身剛性，減少振動和彈性變形這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強度，使原本的抗性更強。在結構承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應力，以改善結構使用的性能的結構型式稱之為預應力結構。預應力混凝土一般都是由高性能的鋼材和高性能的混凝土組合而成的，不僅提高了傳統(tǒng)混凝土的抗裂能力和抗?jié)B性能，同時由此組成的預應力混凝土的剛度、強度、抗剪能力和抗疲勞能力都有了大大的改善。

2.2路橋建設過程中的運用

在路橋施工中，通過對預應力混凝土的使用，不僅節(jié)約了鋼材、混凝土等材料的使用，降低了工程成本，同時由預應力混凝土搭建而成的路橋，其結構截面尺寸小、結構自重低、抗裂能力和抗?jié)B性能好，提高了工程的質量。

2.2.1項目執(zhí)行期的應用

在路橋工程實施中，首先要考慮到路橋的承受能力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)，結合工程的設計規(guī)范要求，進行結構強度驗算和材料應力驗算，要注意限制構建撓度和反拱值，以保證路橋工程的結構變形不影響正常的使用和路橋的外觀；其次，在施工階段，要選擇適當的材料，對材料的選擇是要保證材料的應力不超過允許的范圍，控制施工階段預應力筋拉應力、截面混凝土最大拉應力與壓應力，同時，情況允許的條件下加大梁高，增加構件截面剛度，以此保障預應力混凝土技術的應用效果，保證路橋工程的質量。

2.2.2現(xiàn)場管控工作

預應力混凝土結構的施工過程管理首先應加強對材料的管理，一方面預應力混凝土對結構材料的要求很嚴格，所以一定要對進場材料進行驗收檢驗，對于那些不達要求的材料堅決拒收，以此保障進場材料質量符合設計要求，另一方面預應力混凝土結構對所采用預應力筋要求較高，所以對進場的材料要進行嚴格存放管理，以此保障預應力筋存放過程不受雨水、陽光等因素的侵蝕，保障施工用材料的質量。其次要注重預應力混凝土構件制作的技術要點、預應力筋張拉與放張的技術管理、灌漿與封錨施工技術要點管理等技術管理工作重點，提高預應力混凝土結構施工質量，保障路橋工程施工質量。

2.3應用前景

預應力混凝土技術在我國各種工程結構領域中均得到廣泛應用，其中主要有水利工程中的邊坡加固，建筑物基坑開挖的支護等所采用的土層、巖層預應力錨桿技術，代表工程為云南漫灣水電站左岸巖質高邊坡加固和北京京城大廈深基坑支護；有豎向超長預應力砼技術的應用，代表性工程有中央、天津、南京、上海等電視塔的預應力砼技術；有環(huán)形預應力砼技術的應用，代表性工程有阿爾及利亞球形水塔，秦山、大亞灣核電站安全殼，柴里煤礦煤倉，各種圓形及蛋形污水處理池，各種輸、排水管道；有超重、超高物體提升預應力砼技術，代表性工程有北京西客站主站房大跨鋼梁提升、上海歌劇院鋼屋蓋提升、虎門大橋鋼箱梁節(jié)段提升等。在未來，隨著橋梁跨度越來越大、單位載荷越來越大，這項技術的對于路橋建設的作用也將日益加大。

3.結束語

總而言之，這兩大新技術得以應用后對路橋建設所帶來的好處是巨大的。而要充分發(fā)揮的其全部效能，這還需要我們（下轉第223頁）（上接第199頁）共同努力深入學習，共同研究，更好的講路橋建設水平提高到一個新的高度。

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