路橋施工新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

趙永寧

【摘 要】GPS和混凝土預(yù)應(yīng)力技術(shù)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(zhì)量極其施工效率的問題。本文以下將對這兩大技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用與發(fā)展加以探討。

【關(guān)鍵詞】路橋；施工；GPS；預(yù)應(yīng)力；應(yīng)用

1.GPS測量技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用與發(fā)展

目前在道路、橋梁、隧道的施工中大量采用GPS設(shè)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(dǎo)航儀GPS導(dǎo)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(shù)據(jù)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(jù)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(jīng)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(dǎo)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(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當于300m；P碼頻率10.23MHz，重復(fù)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(chǔ)上形成的，保密性能更佳。導(dǎo)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(diào)制出來，以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)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(fù)一次，每小時更新一次。后兩幀共15000b。導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測碼、轉(zhuǎn)換碼、第1、2、3數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。當用戶接受到導(dǎo)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(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)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(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)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(dǎo)航定位。相對定位（差分定位）是根據(jù)兩臺以上接收機的觀測數(shù)據(jù)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(yīng)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(yīng)用廣泛、多功能。

（7）可移動定位。

1.4對于路橋建設(shè)的幫助

在路橋施工工程中，采用GPS測量技術(shù)主要是應(yīng)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(shù)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(jié)果準確度，而采用GPS測量技術(shù)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(shù)還沒有真正的得要普及應(yīng)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(shù)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(yīng)用，更好的服務(wù)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(zhì)量和效率。

2.路橋建設(shè)中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)情況

2.1預(yù)應(yīng)力原理

在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前，對受拉模塊中的鋼筋，施加預(yù)壓應(yīng)力，提高構(gòu)件的剛度，推遲裂縫出現(xiàn)的時間，增加構(gòu)件的耐久性。對于機械結(jié)構(gòu)來看，其含義為預(yù)先使其產(chǎn)生應(yīng)力，其好處是可以提高構(gòu)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(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預(yù)先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力，以改善結(jié)構(gòu)使用的性能的結(jié)構(gòu)型式稱之為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(shè)過程中的運用

在路橋施工中，通過對預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土搭建而成的路橋，其結(jié)構(gòu)截面尺寸小、結(jié)構(gòu)自重低、抗裂能力和抗?jié)B性能好，提高了工程的質(zhì)量。

2.2.1項目執(zhí)行期的應(yīng)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(jié)合工程的設(shè)計規(guī)范要求，進行結(jié)構(gòu)強度驗算和材料應(yīng)力驗算，要注意限制構(gòu)建撓度和反拱值，以保證路橋工程的結(jié)構(gòu)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?shù)牟牧?，對材料的選擇是要保證材料的應(yīng)力不超過允許的范圍，控制施工階段預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力、截面混凝土最大拉應(yīng)力與壓應(yīng)力，同時，情況允許的條件下加大梁高，增加構(gòu)件截面剛度，以此保障預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用效果，保證路橋工程的質(zhì)量。

2.2.2現(xiàn)場管控工作

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程管理首先應(yīng)加強對材料的管理，一方面預(yù)應(yīng)力混凝土對結(jié)構(gòu)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(zhì)量符合設(shè)計要求，另一方面預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對所采用預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(zhì)量。其次要注重預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作的技術(shù)要點、預(yù)應(yīng)力筋張拉與放張的技術(shù)管理、灌漿與封錨施工技術(shù)要點管理等技術(shù)管理工作重點，提高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，保障路橋工程施工質(zhì)量。

2.3應(yīng)用前景

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國各種工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中均得到廣泛應(yīng)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(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)，代表工程為云南漫灣水電站左岸巖質(zhì)高邊坡加固和北京京城大廈深基坑支護；有豎向超長預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)的應(yīng)用，代表性工程有中央、天津、南京、上海等電視塔的預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)；有環(huán)形預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)的應(yīng)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(yù)應(yīng)力砼技術(shù)，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(shù)的對于路橋建設(shè)的作用也將日益加大。

3.結(jié)束語

總而言之，這兩大新技術(shù)得以應(yīng)用后對路橋建設(shè)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(zhuǎn)第223頁）（上接第199頁）共同努力深入學(xué)習(xí)，共同研究，更好的講路橋建設(shè)水平提高到一個新的高度。

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