王建

（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津市 300162）

0 引言

GPS技術(shù)是使用時(shí)間較長(zhǎng)的一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，在工程測(cè)圖、工程放樣等工作中發(fā)揮著重要作用。與其他測(cè)量技術(shù)相比較，GPS技術(shù)選點(diǎn)靈活，測(cè)量結(jié)果精確、自動(dòng)化程度高，而且可以進(jìn)行全天候的測(cè)量作業(yè)。

1 工程概述

泰和贛江特大橋起訖里程DK254+435.800～DK261+274.720，而其中心里程為DK257+855.645，橋全長(zhǎng)為6 838.92 m，施工水位按58.50 m設(shè)計(jì)，通航水位最高為60.40 m，工程北岸破面較陡，山丘頂面高程為83.92 m，橋臺(tái)橋臺(tái)往江邊河堤地勢(shì)陡峭，高差為22 m，為懸崖。施工過程中為了控制橋梁施工質(zhì)量，必須對(duì)其平面線形控制進(jìn)行加強(qiáng)，運(yùn)用GPS技術(shù)對(duì)橋梁的平面進(jìn)行準(zhǔn)確有效的觀測(cè)至關(guān)重要。

2 在橋梁測(cè)量控制中應(yīng)用GPS技術(shù)的基本原則

在大型橋梁施工中，施工企業(yè)應(yīng)深入分析控制網(wǎng)的安裝，結(jié)合橋梁自身的特征設(shè)計(jì)施工方案，并在選擇施工控制點(diǎn)之前進(jìn)行實(shí)地考察，確保施工控制點(diǎn)能夠符合施工需求。所以，在工程施工中，需注意如下原則：在測(cè)量橋梁中，應(yīng)分析GPS觀測(cè)技術(shù)，降低測(cè)量項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)給工程施工帶來的影響，確保衛(wèi)星信號(hào)能夠正常接收信息。工程項(xiàng)目中的控制點(diǎn)需要在開闊的區(qū)域控制，并且在地面高度角大于15°范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物，防止附近建筑給附近施工控制點(diǎn)來影響[1]；在工程實(shí)際施工中，測(cè)量項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合橋梁施工的現(xiàn)場(chǎng)狀況，進(jìn)一步優(yōu)化，使施工順利進(jìn)行；在大型橋梁測(cè)量控制中，為了能夠在施工過程中確保網(wǎng)點(diǎn)精確度，并能夠確保項(xiàng)目測(cè)量的合理性，不能在工程項(xiàng)目施工中出現(xiàn)支點(diǎn)；定位布設(shè)應(yīng)對(duì)工程現(xiàn)狀合理設(shè)計(jì)，確保能夠長(zhǎng)期處理工程項(xiàng)目，從整體上保證工程項(xiàng)目的正常開展；在大型橋梁控制測(cè)量中，為了滿足常規(guī)性施工放樣技術(shù)的要求，應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中，盡量保證相鄰控制點(diǎn)間的通視，以便同時(shí)使用不同儀器，對(duì)控制網(wǎng)精度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢核。

3 GPS技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 布設(shè)控制網(wǎng)

在大型橋梁工程測(cè)量過程中，控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)注意如下問題：在GPS控制網(wǎng)施工前，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)控制網(wǎng)，在測(cè)量之前，應(yīng)對(duì)大型橋梁施工過程中存在的跨度問題有所認(rèn)知，因此，在測(cè)量項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中需要明確工程測(cè)量的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在采集外業(yè)數(shù)據(jù)中，選取精度高的作業(yè)模式，并在數(shù)據(jù)處理時(shí)，分析系統(tǒng)的測(cè)量誤差，進(jìn)而為布設(shè)高精度工程控制網(wǎng)奠定基礎(chǔ)；因?yàn)樵诖笮蜆蛄菏┕ぶ?，很難實(shí)現(xiàn)全部通車，所以，在控制大橋平面中，如條件允許，可考慮加設(shè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)，利用基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)，與流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，并解算整周模糊度。由于通過差分消去了絕大部分誤差，可使網(wǎng)絡(luò)RTK精度小于厘米級(jí)精度。網(wǎng)絡(luò)RTK不需要架設(shè)基準(zhǔn)站，比傳統(tǒng)的RTK測(cè)量效率有較大提高。

3.2 橋梁的控制測(cè)量

在橋梁施工過程中，一般情況下都會(huì)遇到很多情況，如：在江面或者河面架構(gòu)起的橋梁，其施工量大、長(zhǎng)度很長(zhǎng)等。這樣的實(shí)際狀況，給傳統(tǒng)的測(cè)量工作和標(biāo)記工作帶來了很大的難度，而GPS技術(shù)正好能夠解決這一問題，使測(cè)量與標(biāo)記工作變得簡(jiǎn)單。并且對(duì)于跨海大橋，GPS技術(shù)在控制測(cè)量方面有著更高的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合實(shí)際狀況，懸著靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)定位方法，在不受外部環(huán)境的影響下，對(duì)測(cè)量進(jìn)行控制，縮短觀測(cè)時(shí)間與測(cè)量時(shí)間，進(jìn)一步提高測(cè)量作業(yè)的整體工作效率[2]。另外，在應(yīng)用控制測(cè)量過程中，還需要結(jié)合工程具體狀況，針對(duì)性地應(yīng)用GPS技術(shù)，不能盲目應(yīng)用此技術(shù)，否則會(huì)影響工程的順利進(jìn)行。橋梁的GPS測(cè)量見圖1。

圖1 公路橋梁GPS測(cè)量

3.3 施工控制測(cè)量

在橋梁施工中，利用GPS技術(shù)，既能夠加強(qiáng)施工建設(shè)質(zhì)量，也能得到很好的施工效果；為了能夠使GPS技術(shù)在橋梁建筑領(lǐng)域充分發(fā)揮作用，應(yīng)引導(dǎo)施工人員充分了解GPS技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)GPS技術(shù)施工管理和施工技巧有所掌握，唯有基層工作人員熟練GPS技術(shù)，才能在施工過程中對(duì)質(zhì)量有更好的控制，進(jìn)而更好地應(yīng)用GPS技術(shù)。尤其是在水中墩交會(huì)定位，以前的定位測(cè)量方法，一般都是使用前方交會(huì)技術(shù)進(jìn)行定位測(cè)量水中墩位，在碰到大型橋梁建筑測(cè)量時(shí)，這種測(cè)量方法很難正常進(jìn)行。利用GPS技術(shù)，既能夠順利進(jìn)行，也能節(jié)約測(cè)量成本。利用RTK動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，先在水中墩定位，將GPS定位接收機(jī)安裝在基準(zhǔn)站，能夠?qū)λ枰男l(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，之后結(jié)合具體狀況，將已經(jīng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)信息利用固定的傳輸設(shè)備反映到定位船上，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，最后將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇邮諜C(jī)中。相比較而言，以載波相位觀測(cè)測(cè)量技術(shù)為主的GPS定位技術(shù)更為先進(jìn)、更為科學(xué)，在工作運(yùn)行環(huán)境下，它能夠?qū)崟r(shí)獲取某點(diǎn)三維坐標(biāo)，并以更高的準(zhǔn)確度開展定位測(cè)量工作。

在社會(huì)的快速發(fā)展下，橋梁建筑的要求也越來越高，不但要求建筑質(zhì)量好，還要求其美觀。在對(duì)應(yīng)的施工中，測(cè)量工作也會(huì)由于人們要求的提高而越發(fā)復(fù)雜，這樣就對(duì)工作質(zhì)量與工作精準(zhǔn)度都有了更高的要求。當(dāng)前，大型斜拉橋越發(fā)增多，施工技術(shù)問題隨之而來，因?yàn)闃蛄涸谕庥^設(shè)計(jì)出現(xiàn)的變化與傳統(tǒng)層面的橋梁有很多方面的差異，因此對(duì)施工的要求也越來越高，怎樣才能快速精準(zhǔn)測(cè)量塔柱的斜率是建筑業(yè)一直探討的問題，也是一個(gè)對(duì)技術(shù)要求很高的問題，而GPS技術(shù)的應(yīng)用，正好能夠解決這一問題，減少了施工中一些客觀因素的影響，提高了施工進(jìn)度，既提高了橋梁建筑的整體水平，也保證了橋梁建筑的質(zhì)量。

3.4 高程控制測(cè)量

在高程控制測(cè)量過程中，應(yīng)用GPS技術(shù)可以獲得點(diǎn)與點(diǎn)之間的高度差，從而將其轉(zhuǎn)換成為施工所需要的高度，確保順利進(jìn)行施工。在具體轉(zhuǎn)換中，一般利用GPS水準(zhǔn)法，運(yùn)行計(jì)算原理是：通過數(shù)學(xué)計(jì)算方法計(jì)算出同名點(diǎn)中的高度，并計(jì)算GPS中的大地高，進(jìn)而獲得相應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在橋梁施工控制測(cè)量過程中，高程控制測(cè)量是很關(guān)鍵的一部分，使用GPS技術(shù)，可以更加精確地獲得高差數(shù)據(jù)，然后結(jié)合工程具體狀況，進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。在這個(gè)工作中，需要對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的似大地水準(zhǔn)面進(jìn)行精化，確保水準(zhǔn)面的正常，這樣才能順利轉(zhuǎn)換。簡(jiǎn)單來講，就是需要工作人員在控制測(cè)量過程中，對(duì)數(shù)學(xué)模型合理使用，通過精密水準(zhǔn)測(cè)量取得的正常高，見圖2，和GPS觀測(cè)取得對(duì)應(yīng)點(diǎn)大地高，并計(jì)算相應(yīng)的正常高與大地高差值，并對(duì)所求得高程異常值精度分析，進(jìn)而確保高程控制測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于任何一項(xiàng)施工而言，準(zhǔn)確有效的測(cè)量數(shù)據(jù)都是尤為重要的，對(duì)施工質(zhì)量的提高起到了巨大的推動(dòng)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

圖2 精密高程控制測(cè)量

綜上所述，在當(dāng)前橋梁工程中，利用GPS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，并在橋梁地形測(cè)繪的基礎(chǔ)上，構(gòu)建起高精度的測(cè)量控制網(wǎng)，進(jìn)而為橋梁工程的順利開展打下基礎(chǔ)。所以，在當(dāng)前工程建設(shè)中，應(yīng)選擇科學(xué)合理的施工技術(shù)，這樣才能不斷提高橋梁建筑工程測(cè)量的質(zhì)量，為后續(xù)工作打好基礎(chǔ)。

[1]李德仁,苗前軍,邵振峰.信息化測(cè)繪體系的定位與框架[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2007(3):189-192,196.

[2]來麗芳.GPS在大型橋梁工程控制測(cè)量中的應(yīng)用研究[D].浙江杭州:浙江大學(xué),2006.