【摘 要】GPS和混凝土预应力技术在当前路桥施工中的运用能够大大的改善当前路桥测量精度、施工质量极其施工效率的问题。本文以下将对这两大技术在路桥施工中的应用与发展加以探讨。
【关键词】路桥；施工；GPS；预应力；应用
1.GPS测量技术在路桥施工中的应用与发展
目前在道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量，这大大节约了人力、物力，而且提高的测量的精确度。
1.1 GPS是如何工作的
GPS导航仪GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
1.2 GPS的种类
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
1.3 GPS的优点
（1）全天候，不易受任何天气的影响。
（2）全球覆盖（高达98%）。
（3）三维定点定速定时高精度。
（4）测站间无需通视。
（5）快速、省时、高效率。
（6）应用广泛、多功能。
（7）可移动定位。
1.4对于路桥建设的帮助
在路桥施工工程中，采用GPS测量技术主要是应用了GPS的两大功能，一个功能是静态功能，用GPS信号接收器接收GPS卫星的信息，用以确定地面的某一位置的三维坐标；另一个功能是动态功能，动态功能是把已知的三维坐标点位通过卫星系统将其实地放样到地面上。路桥工程大多数都在市郊及郊外，而且其线路也比较长，如果用全站型电子速测仪对其进行测量由于速测仪本身的缺陷，将影响对路桥工程测量的效率和测量结果准确度，而采用GPS测量技术对其进行测量的话，则不需要对测站之间进行通视，操作简单方便，不仅提高了测量的精确度，同时也缩短了测量时间，提高了测量效率。
1.5发展趋势
目前，在路桥施工工程中，GPS测量技术还没有真正的得要普及应用，同时也存在着一些小瑕疵，但是，随着科技的不断发展进步，GPS测量技术将会更加成熟，弥补现存的小瑕疵，也会在路桥施工工程中得到更广泛的应用，更好的服务于工作人员，为工作人员带来方便的同时，也能提高工程的质量和效率。
2.路桥建设中采用预应力技术情况
2.1预应力原理
在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。预应力混凝土一般都是由高性能的钢材和高性能的混凝土组合而成的，不仅提高了传统混凝土的抗裂能力和抗渗性能，同时由此组成的预应力混凝土的刚度、强度、抗剪能力和抗疲劳能力都有了大大的改善。
2.2路桥建设过程中的运用
在路桥施工中，通过对预应力混凝土的使用，不仅节约了钢材、混凝土等材料的使用，降低了工程成本，同时由预应力混凝土搭建而成的路桥，其结构截面尺寸小、结构自重低、抗裂能力和抗渗性能好，提高了工程的质量。
2.2.1项目执行期的应用
在路桥工程实施中，首先要考虑到路桥的承受能力极限状态和正常使用状态，结合工程的设计规范要求，进行结构强度验算和材料应力验算，要注意限制构建挠度和反拱值，以保证路桥工程的结构变形不影响正常的使用和路桥的外观；其次，在施工阶段，要选择适当的材料，对材料的选择是要保证材料的应力不超过允许的范围，控制施工阶段预应力筋拉应力、截面混凝土最大拉应力与压应力，同时，情况允许的条件下加大梁高，增加构件截面刚度，以此保障预应力混凝土技术的应用效果，保证路桥工程的质量。
2.2.2现场管控工作
预应力混凝土结构的施工过程管理首先应加强对材料的管理，一方面预应力混凝土对结构材料的要求很严格，所以一定要对进场材料进行验收检验，对于那些不达要求的材料坚决拒收，以此保障进场材料质量符合设计要求，另一方面预应力混凝土结构对所采用预应力筋要求较高，所以对进场的材料要进行严格存放管理，以此保障预应力筋存放过程不受雨水、阳光等因素的侵蚀，保障施工用材料的质量。其次要注重预应力混凝土构件制作的技术要点、预应力筋张拉与放张的技术管理、灌浆与封锚施工技术要点管理等技术管理工作重点，提高预应力混凝土结构施工质量，保障路桥工程施工质量。
2.3应用前景
预应力混凝土技术在我国各种工程结构领域中均得到广泛应用，其中主要有水利工程中的边坡加固，建筑物基坑开挖的支护等所采用的土层、岩层预应力锚杆技术，代表工程为云南漫湾水电站左岸岩质高边坡加固和北京京城大厦深基坑支护；有竖向超长预应力砼技术的应用，代表性工程有中央、天津、南京、上海等电视塔的预应力砼技术；有环形预应力砼技术的应用，代表性工程有阿尔及利亚球形水塔，秦山、大亚湾核电站安全壳，柴里煤矿煤仓，各种圆形及蛋形污水处理池，各种输、排水管道；有超重、超高物体提升预应力砼技术，代表性工程有北京西客站主站房大跨钢梁提升、上海歌剧院钢屋盖提升、虎门大桥钢箱梁节段提升等。在未来，随着桥梁跨度越来越大、单位载荷越来越大，这项技术的对于路桥建设的作用也将日益加大。
3.结束语
总而言之，这两大新技术得以应用后对路桥建设所带来的好处是巨大的。而要充分发挥的其全部效能，这还需要我们（下转第223页）（上接第199页）共同努力深入学习，共同研究，更好的讲路桥建设水平提高到一个新的高度。
【参考文献】
[1]张英民.GPS测量在路桥施工中的优势探究[J].中国新技术新产品，2010，（23）.
[2]彭莲.对于路桥施工中预应力技术应用的探讨[J].中国科技纵横，2011，（8）.
[3]李运林.论高性能混凝土发展趋势在路桥施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（22）.
【关键词】路桥；施工；GPS；预应力；应用
1.GPS测量技术在路桥施工中的应用与发展
目前在道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量，这大大节约了人力、物力，而且提高的测量的精确度。
1.1 GPS是如何工作的
GPS导航仪GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
1.2 GPS的种类
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
1.3 GPS的优点
（1）全天候，不易受任何天气的影响。
（2）全球覆盖（高达98%）。
（3）三维定点定速定时高精度。
（4）测站间无需通视。
（5）快速、省时、高效率。
（6）应用广泛、多功能。
（7）可移动定位。
1.4对于路桥建设的帮助
在路桥施工工程中，采用GPS测量技术主要是应用了GPS的两大功能，一个功能是静态功能，用GPS信号接收器接收GPS卫星的信息，用以确定地面的某一位置的三维坐标；另一个功能是动态功能，动态功能是把已知的三维坐标点位通过卫星系统将其实地放样到地面上。路桥工程大多数都在市郊及郊外，而且其线路也比较长，如果用全站型电子速测仪对其进行测量由于速测仪本身的缺陷，将影响对路桥工程测量的效率和测量结果准确度，而采用GPS测量技术对其进行测量的话，则不需要对测站之间进行通视，操作简单方便，不仅提高了测量的精确度，同时也缩短了测量时间，提高了测量效率。
1.5发展趋势
目前，在路桥施工工程中，GPS测量技术还没有真正的得要普及应用，同时也存在着一些小瑕疵，但是，随着科技的不断发展进步，GPS测量技术将会更加成熟，弥补现存的小瑕疵，也会在路桥施工工程中得到更广泛的应用，更好的服务于工作人员，为工作人员带来方便的同时，也能提高工程的质量和效率。
2.路桥建设中采用预应力技术情况
2.1预应力原理
在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。预应力混凝土一般都是由高性能的钢材和高性能的混凝土组合而成的，不仅提高了传统混凝土的抗裂能力和抗渗性能，同时由此组成的预应力混凝土的刚度、强度、抗剪能力和抗疲劳能力都有了大大的改善。
2.2路桥建设过程中的运用
在路桥施工中，通过对预应力混凝土的使用，不仅节约了钢材、混凝土等材料的使用，降低了工程成本，同时由预应力混凝土搭建而成的路桥，其结构截面尺寸小、结构自重低、抗裂能力和抗渗性能好，提高了工程的质量。
2.2.1项目执行期的应用
在路桥工程实施中，首先要考虑到路桥的承受能力极限状态和正常使用状态，结合工程的设计规范要求，进行结构强度验算和材料应力验算，要注意限制构建挠度和反拱值，以保证路桥工程的结构变形不影响正常的使用和路桥的外观；其次，在施工阶段，要选择适当的材料，对材料的选择是要保证材料的应力不超过允许的范围，控制施工阶段预应力筋拉应力、截面混凝土最大拉应力与压应力，同时，情况允许的条件下加大梁高，增加构件截面刚度，以此保障预应力混凝土技术的应用效果，保证路桥工程的质量。
2.2.2现场管控工作
预应力混凝土结构的施工过程管理首先应加强对材料的管理，一方面预应力混凝土对结构材料的要求很严格，所以一定要对进场材料进行验收检验，对于那些不达要求的材料坚决拒收，以此保障进场材料质量符合设计要求，另一方面预应力混凝土结构对所采用预应力筋要求较高，所以对进场的材料要进行严格存放管理，以此保障预应力筋存放过程不受雨水、阳光等因素的侵蚀，保障施工用材料的质量。其次要注重预应力混凝土构件制作的技术要点、预应力筋张拉与放张的技术管理、灌浆与封锚施工技术要点管理等技术管理工作重点，提高预应力混凝土结构施工质量，保障路桥工程施工质量。
2.3应用前景
预应力混凝土技术在我国各种工程结构领域中均得到广泛应用，其中主要有水利工程中的边坡加固，建筑物基坑开挖的支护等所采用的土层、岩层预应力锚杆技术，代表工程为云南漫湾水电站左岸岩质高边坡加固和北京京城大厦深基坑支护；有竖向超长预应力砼技术的应用，代表性工程有中央、天津、南京、上海等电视塔的预应力砼技术；有环形预应力砼技术的应用，代表性工程有阿尔及利亚球形水塔，秦山、大亚湾核电站安全壳，柴里煤矿煤仓，各种圆形及蛋形污水处理池，各种输、排水管道；有超重、超高物体提升预应力砼技术，代表性工程有北京西客站主站房大跨钢梁提升、上海歌剧院钢屋盖提升、虎门大桥钢箱梁节段提升等。在未来，随着桥梁跨度越来越大、单位载荷越来越大，这项技术的对于路桥建设的作用也将日益加大。
3.结束语
总而言之，这两大新技术得以应用后对路桥建设所带来的好处是巨大的。而要充分发挥的其全部效能，这还需要我们（下转第223页）（上接第199页）共同努力深入学习，共同研究，更好的讲路桥建设水平提高到一个新的高度。
【参考文献】
[1]张英民.GPS测量在路桥施工中的优势探究[J].中国新技术新产品，2010，（23）.
[2]彭莲.对于路桥施工中预应力技术应用的探讨[J].中国科技纵横，2011，（8）.
[3]李运林.论高性能混凝土发展趋势在路桥施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（22）.
