变形监测技术在桥梁监测中的应用.docx

变形监测技术在桥梁监测中的应用【摘要】随着我国桥梁建设事业的迅猛发展桥梁结构和形势日趋复杂规模也越来越大桥梁的施工正朝着超大化的方向发展对其进行变形监测也就显得尤为重要。本文进一步分析了变形监测技术在桥梁监测中的应用以供同仁参考借鉴。【关键词】桥梁检测；变形监测；技术应用引文：桥梁的变形监测是对桥梁整体性能的监测其基于工程测量的原理、技术和精密测量仪器对桥梁在垂直方向和水平方向的位移变形进行定期或实时监测并通过绘制相应的位移变形影响线或影响面来监测桥梁各部位位移的变形状态预测其变形规律为桥梁的维修、养护和管理决策提供依据和指导。一、桥梁变形监测的主要内容及其原理根据桥梁的变形性质将桥梁变形监测分为：（1）桥梁墩台基础监测。墩台在地基环境和水流冲刷的影响下会发生沉降变形及水平位移以沉降监测为主。（2）桥梁主体结构监测。包括桥面垂直位移监测、桥面水平位移监测、桥面挠度监测及斜拉桥塔柱的水平位移监测、整体倾斜监测、挠度监测、伸缩量监测等。桥面变形主要由桥墩的位移、倾斜及外界荷载等引起直接影响过桥行车的安全对桥梁的安全营运十分重要；塔柱主要通过斜拉索支撑主体的荷载变形主要由外界荷载产生及时、准确地掌握塔柱的变形状况对评判斜拉桥的安全状态十分重要。（3）为完成上述监测需建立相应的基础控制网保证桥梁变形监测的精度。根据不同的测量要求和规范桥梁变形测量的等级及精度要求也各不相同。在实际的工程监测中需要根据不同的规范要求实施监测。（1）桥面沉降监测主要是监测桥梁在垂直方向上的变形。在沉降观测中需要始终遵循“五定原则”即基准点、工作基点、观测点点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测环境条件要一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。桥面沉降监测的主要内容包括：沉降观测点布设及网的测量、沉降监测、跨河桥沉降观测等。沉降观测网一般采用闭合水准路线或附合水准路线用高精度数字水准以进行观测。而对于跨河桥沉降观测由于桥墩在河中时观测采用闭合水准测量。在桥台上架设仪器观测前后相邻桥台测点返测时测量往测时未测量的测点对于中间联测部分通过往测已测点来进行观测。（2）桥梁的水平监测主要是通过监测桥梁承台的水平位移来对其进行监测其监测的主要内容包括水平位移基准网观测及水平位移观测点测量两个主要内容。在实施承台水平位移监测的过程中首先需要对控制网进行布设和校核对只布设一条基准线的大桥只需进行基准点距离测量但需要建立校核点作为检核基准线稳定性的条件。对于多条基线的大桥除上述检核之外还需进行相邻基准点之间的距离及角度测量。在具体的水平位移观测点观测中其观测精度主要受测角误差和测距误差的影响。二、桥梁变形监测方法及技术分析传统桥梁变形监测方法：与其他工程建筑物相比桥梁构造较复杂且细微的变形可能造成较大的应力变化因此对桥梁监测精度要求较高。桥梁变形监测方法有多种常规大地测量法和物理传感器法是获取变形数据的主要手段因其具有简单、易行、成本低等优点较适合大众化监测。（1）常规大地测量方法：常规大地测量法是20世纪80年代前最主要的桥梁变形测量方法通常采用电子或光学测量仪器（包括水准仪、经纬仪、电磁测距仪、全站仪等）根据桥梁监测需求周期性、重复性地测量角度和距离等来获取桥梁监测点的三维坐标进而确定桥梁结构的垂直位移和水平位移。该方法具有较高的灵活性测量精度高随着各种精密仪器的出现大地测量方法在桥梁监测中得到广泛应用能适用于多种不同结构形式的桥梁变形监测精度要求。但在实际工作中该方法监测速度慢自动化程度较低且需要投入大量的人力、物力易受现场地形条件、天气和通视等条件的影响。（2）物理传感器方法：常规大地测量法只能获取桥梁整体变形信息而桥梁局部变形的监测不容忽视于是将物理传感器引入局部桥梁监测中。目前用来测定桥梁局部变形的物理传感器主要包括测力计、应变计、位移计、倾斜仪、重量动态测量仪、锈蚀检测仪、电子水平仪及振动、温度、风力、压力、湿度、雨量等传感器。物理传感器法的特点是能获取观测桥梁内部的应力、压力、倾斜角度、温度变化及高精度的局部变形信息且能长期连续地自动观测。胡现辉等通过将徕卡NIVEL200电子水平仪的串口与计算机连接实现了计算机控制和获取电子水平仪倾斜数据并绘制了桥梁变形示意图；唐山高等利用倾斜传感器成功对塞浦路斯高速公路高架桥桥墩进行了位移测量。物理传感器固定安装在桥梁中使用灵活能在恶劣环境中实现自动观测。但该方法只能监测桥梁的局部变形和相对变形状况无法掌握桥梁变形的整体情况存在一定的局限性。近年来随着3S技术尤其是遥感技术和导航系统的不断发展计算机技术和空间技术等