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1、公路2009年1月第1期HIGHWAYJan12009No11文章编号:0451-0712(2009)01-0142-04中图分类号:U44214文献标识码:BGPS打桩定位系统的安装及应用黄剑波,荣国城(广东省长大公路工程有限公司广州市511431)摘要:以舟山大陆连岛工程金塘大桥钢管桩沉桩施工为例,介绍GPS打桩定位系统在“长大36”打桩船上的安装及在沉桩测量中的应用。关键词:GPS;打桩定位;安装;应用随着我国水运交通事业的不断发展,港口桥梁GPS打桩定位系统设备组成见图1所示。其定位建设将逐
2、步向外海深水区发展,工程施工离岸边的原理是:在岸上已知控制点上设置基准站,在打桩船距离越来越远。已建成的苏通大桥、东海大桥和杭船体的中前部适当位置安装2台GPS定位天线,以州湾大桥的跨海距离分别达到6km、25km和RTK模式实时测出打桩船上两个固定点的三维坐36km,在建的金塘大桥跨海距离达到18km,规划标,同时根据安装在旋转台上方的倾斜仪检测的船待建的还有一些远离海岸线的港口和桥梁工程。这体横摇和纵倾值,计算出理论上水平的船位坐标和些特大型近海工程的施工特点是:定位放样距离长,方位,再根据打桩
3、船桩架及伸缩支架上的倾斜仪和通常都超过5km,远的可达18km以上;海上风浪船体前端免棱镜激光测距仪测定的桩身相对位置,及潮汐影响大,而钢管桩沉桩施工中又要求实时、快通过船体与打桩船桩架的几何关系,推算出桩位坐速和精确的跟踪定位。显然,传统的地面测量仪及标和方位,从而达到通过GPS控制桩位的目的。定位方法不能满足施工定位的需要,而具有远距、精确、三维、快速、全天候、实时特点的全球卫星定位系统(GPS技术)正好适应了这一时代发展的要求。近年来,GPS技术在几座特大型跨海桥梁钢管桩沉桩施工定位中都得到了
4、成功应用。文中结合金塘大桥Ⅰ标钢管桩沉桩的施工及实践,介绍GPS打桩定位系统在“长大36”打桩船上的安装,及在沉桩测量中的应用情况。图1GPS打桩定位系统设备组成系统对桩顶标高的测定是采用高程比较法来实1GPS打桩定位系统的基本原理现的,即在打桩架下龙口的开孔窗中间设置一水平RTK技术是一种实时载波相位差分定位技术,横丝。水平横丝的实时高程由GPS实时高程来推是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法。算,观测人员通过安装在水平横丝后侧的摄像机观工作中,将1台GPS接收机安置在基准站上进行观测刻在桩
5、身上的划线在横丝上的读数,并输入到计测,利用基准站电台把基准站已知的精密坐标和采算机中,由计算机根据接收到的数据计算出桩顶的集的载波相位发送到流动站,在流动站进行求差解实际标高,从而实现在打桩过程中对桩顶标高连续算坐标。变化的测量。GPS打桩定位系统由GPS基准站、GPS流动为测定打桩过程中的贯入度,还需记录打桩过站、倾斜仪、激光测距仪、摄像机、麦克风及其他专用程中的锤击数。锤击数的记录是通过专门研制的锤检测设备、计算机和专用测控软件等几部分组成。击数计数器来实现的。安装在打桩船操作室上面的收稿日期
6、:2008-11-262009年第1期黄剑波荣国城:GPS打桩定位系统的安装及应用—143—定向麦克风,将每一锤的锤击声音传输到计数器上,表1GPS打桩定位系统仪器配置再由计数器将判读到的每一次锤击信号转送到计算基准站移动站机,由计算机自动地进行锤击计数。由于解决了对型号名称数量型号名称数量桩顶标高的测定和对锤击数的记录问题,也就使系HD9900EX基准站主机1HD9900EX移动站主机2统解决了对打桩过程中贯入度的自动测定。AT-2200双频GPS天线1AT-2200双频GPS天线2专用的测控软件
7、在打桩定位系统中也发挥着非基站至电台DG-31PSION控制器2常重要的作用,主要功能是:实时监控GPS接收机通讯电缆的工作状态,实现各种数据向计算机的自动传输,计数据链发射10mGPS天线UH-960W1AG-101算定位坐标及桩位偏差、总锤击数和贯入度,并实时电台电缆显示在屏幕上,存储和打印最终定位数据。电台电源3mGPSPW-41AG-32GPS定位打桩系统能有效地进行打桩船倾角电缆天线电缆检测、钢管桩倾角检测、桩顶标高检测、锤击数检测10mGPS可分离式AG-101UHF-22和贯入度计算,
8、以及钢管桩中心位置修正等工作。天线电缆数据链天线控制器数据UHF-2套筒天线1RS-922GPS打桩定位系统的安装传输电缆通过对“长大36”打桩船船体尺寸及打桩性能BC-3Ni-Hm电池1BC-2Ni-Hm电池2的现场考察以及对打桩定位测量精度的计算,确定WC-10电池充电器1WC-1条形充电器2该船的GPS打桩定位系统的仪器配置见表1。24AhBC-241RC-10吸盘天线2根据“长大36”打桩船桩架可360°旋转且能前电池(含袋)后伸缩,同时操作驾驶室空间小、旋转
