大跨度桥梁的变形监测及其精度分析.pdf

华南理工大学学报（自然科学版）
第29卷第8期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.29No.8
2001年8月（NaturalScienceEdition）August2001
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文章编号：1000-565X（2001）08-0086-04

大跨度桥梁的变形监测及其精度分析

贺志勇1盛飞2

（1.华南理工大学交通学院，广东广州510640；2.广州市市政园林工程质量检测中心，广东广州510050）

摘要：大跨度桥梁建成后，为确保大桥的安全运行，及时掌握大桥结构的健康状况，避
免出现灾难性的后果，必须对大桥的变形进行连续监测.文中首先对变形监测的精度进行
了分析，接着叙述了番禺大桥变形监测的内容和方法，并给出了部分监测结果.
关键词：大跨度桥梁；监测；精度
中图分类号：U446.2文献标识码：A

目前，我国已修建了多座大跨度桥梁，如广东的而且要简便可行.使用全站仪进行观测，速度快，精
海湾大桥、虎门大桥及番禺大桥，上海的杨浦大桥及度高，能满足变形监测的精度要求.本研究中对变形
江苏的江阴大桥等.大跨度索支承桥梁（斜拉桥、悬监测的精度进行了分析，提出了所使用的全站仪和
索桥）在长期的运行过程中，由于受到交通、风、地震水准仪应满足的精度，并叙述了番禺大桥变形监测
等荷载以及材料老化、管理使用不当等因素的影响，的内容和方法，给出了部分监测结果.
可能会造成结构的破坏，从而带来灾难性的后果.因
此，为了确保大型桥梁的安全运行，必须对其进行变1变形监测的精度分析
形监测和养护维修.变形监测是对变形物体上的一
1.1索塔水平位移和主梁挠度的观测精度
些观测点在不同时期进行重复观测，从这些观测点
分析［1］
坐标的变化中了解变形物体几何形变的空间分布及
全站仪设站于点N，测量点P，则点P的三维坐
其随时间变化的情况.变形监测的方法与测量技术、
标为
计算机技术和传感器的发展密切相关，目前常用的
X=X+S·cosV·cosA，
变形监测方法有：（1）常规大地测量方法，即用常规PN
··，
测量仪器（经纬仪、测距仪、水准仪）测量角度、边长YP=YN+ScosVsinA
·
和高程的变化来测定变形量；（2）特殊测量手段，包HP=HN+SsinV.
式中，（，，）和（，，）分别为点
括各种准直测量、倾斜仪测量、流体静力水准测量系XPYPHPXNYNHNP
和点的三维坐标，为斜距，为竖直角，为坐
统及应变计测量等；（3）摄影测量方法，包括近景摄NSVA
标方位角由误差传播定律有
影和地面立体摄影测量等；（4）全球定位系统（GPS）.
222·2·2
测量技术；（5）测量机器人（TCA），即由马达驱动的MXP=MXN+cosVcosAMS+
全站仪和计算机软件组成的测量系统监测技术的2·2·2·22
.SsinVcosAMV!+
精度关系到监测成果的质量，在运营状态下，斜拉桥2·2·2·22（）
ScosVsinAMA!1
的主塔、梁体的变形属于动态变形，所以所采用的实222·2·2
MYP=MYN+cosVsinAMS+
时动态变形观测方法不仅要能获得高精度的结果，2·2·2·22
SsinVsinAMV!+
2·2·2·22（）
ScosVcosAMA!2
222·2
收稿日期：2000-12-04MHP=MHN+sinVMS+
作者简介：贺志勇（），男，讲师，博士生，主要从事2·2·22（）
1964-ScosVMV!3
道路工程研究式中，代表中误差，
.M!=206265.
第8期贺志勇等：大跨度桥梁的变形监测及其精度分析87

因全站仪具有竖轴补偿器，故，
MA=MV=MX，Y=13.93mmMH=13.6lmm.
将式（）和（）合并得实际观测时，全站仪的实际观测精度一般要比
M!.l2
222222
M，M，cosV·MS·M2标称精度低.若假定实际测角精度为2"，测距精度
XY=XNYN+S+!"1
（4）为1（2+2Xl0-6）mm，补偿器精度为10.3"，则由
222·2式（）和（）可得：
MH=MHN+sinVMS+67
，
2·2·22（）MX，Y=17.88mmMH=17.0lmm.
ScosVM!"5
以平距D作为测量距离来计算，则上式可化为若增加观测测回，距离控制在300m以内，则可
222·2以进一步提高精度
MX，Y=MXN，YN+cosVMS+.
2·M2（2·2）2（）l.2沉降变形观测精度分析
D!cosV"+Mi6
假设，和I，I分别为点和
M2M2sin2V·M2D2·M222MHMHMHMHI
H=HN+S+!"+Mf