浅谈大型桥梁变形监测常用的各类方法

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1、浅谈大型桥梁变形监测常用的各类方法建筑与土木工程学院【摘要】随着我国国民经济建设和交通事业的迅速发展，大跨度桥梁将越来越多，桥梁的变形监测在运营管理屮具柯十分重要的地位和作用。人型桥梁监测的方法很多，包括传统方法全站仪、位移传感器、加速度传感器等以及广泛应用的GPS技术，此外还有近些年发展起来的三维激光扫描、数字近景摄影测量技术。【关键词】GPS技术；桥梁；变形监测；新兴技术；传统方法0引言人型桥梁的建设和维护是一个国家某础设施建设的重要部分，桥梁变形监测就是运用现代传感与通信技术.实吋监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为.获取

2、反映结构状况和环境闪素的各种信息，山此分析结构健康状态、评估结构的町靠性.为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。近年来，我国大型桥梁的建没规模越来越大，结构也越来越轻巧，形态优美，但随之也带来一个重要的问题，就是桥梁的安全性。实际上桥梁是个柔性的超静定建筑物，外部环境，比如温度，风力，以及从桥上通过的交通工具，都会对桥梁的形变造成影响，其中温度是最重要的因素。当桥梁的变形超过它所能承受的能力吋，就很容易发牛.事故，发生桥梁倒塌事件。而大型桥梁的事故带给人们的教训都是非常残痛的，往往造成生命的死亡，给国家和人W带來巨人的损失。国内外这样的事故不

3、乏其例：1967年12月15日横跨美国俄亥俄河上的银桥（长约540m）突然倒塌；1994年1（）月21韩国汉城发生了横跨汉江的畢水大桥（桥K1000m以上，宽19.9m）,中央断场50m,其中15m掉入汀.中；2001年3月，葡萄牙里斯本一座桥梁垮塌，造成一•辆观光车坠入河中，50多人死亡；2007年7/I31U,美国加利福尼亚州奥罗维尔高速路桥垮塌，一辆运货卡车损毁，一名建筑工人从15米处跌落重伤。2007年8月丨闩笑国的明尼苏达州跨河人桥突然倒瑙，5人死亡，30多人失踪。因此桥梁监测变得十分東要，现在对其进行监测的方法很多，不同的方法适

4、用的范围不同，他们都冇各自的优缺点，如今对于大型桥梁来说，在众多方法中，GPS的应用最为广泛。1传统仪器简述桥梁变形观测的传统方法主要杏两人类：一是常规的测呆方法，它是最主要的变形测量方法；二足物理学传感器方法。随着科学技术的进步和测景仪器的发展，变形观测的方法也一直不断的前进。一系列新兴的方法和手段，例如GPS测量法、光学三维测量法等也逐渐迕各种变形监测中衍到丫广泛应川。常规的测S方法是指利用空间几何原理，通过光学或电子仪器（经纬仪、全站仪、水准仪等）测景角度和距离等來获取三维华祕的方位。物理传感器方法主要是指在监测过程中广泛应用了测力计

5、、应变计、加速度计、位移计、秉动态测S仪、锈蚀检测仪以及®动、温度、风力、压力、湿度、雨fi等传感器。H前，用于大型桥梁结构监测的仪器主要有经纬仪、位移传感器、加速度传感器和激光仪等。（1）常规测量方法-全站仪：通过自动扫描法对各个测点进行连续扫描，來进行桥梁监测。此方法受雾气影响较人。由于在宽阔的江面上，人风、人雾天气时常出现，即使在晴天，水汽蒸发产生的水雾也相当浓厚。当视距超过2km时，使用常规的经纬仪望远镜很难照准观测鬥标。此外，由于是逐点扫描,所以各测点不同少，对桥梁人变形不可测、实时性也较差。而且全站仪实施高精度测量需架设梭镜，这

6、在许多情况K难以实现，即使采川最先进的测量机器人的自动化变形监测，也只是以软件控制的机器A动观测代替人工操作以提高观测精度和A动化程度，但它M样諾耍安装棱镜，无法在瞬间完成多FI标测量的任务。(2)物理传感器这种方法的优点是能获得观测对象内部的一些信息及商精度局部的相对变形信息，井且能实现L<:期连续的自动化观测，但这种方法只能胳测桥梁的局部形变状态和相对形变情况,对于桥梁的整体性形变监测则敁得无能无力。而实际研究表明，桥梁局部形变较大固然可能导致桥梁的破坏(这类破坏大多以局部破坏为主)，但各类局部形变都不大并不意味着桥梁安全，因为各类较小

7、形变的混合影响可能导致桥梁的人形变，而这种人形变恰恰是引起桥梁毁灭性破坏的根源。其代表仪器有：位移传感器它是一•种接触型传感器，通过对各点接触测量来获取桥梁变形信息。由于风对难接近的点无法测量，所以大型结构测量中很少使用。加速度传感器加速度传感器是一种能够测朵加速力的电子设备。人量应用于桥梁的震动监测，可直接安装在试件表而上，但应保证传感器的敏感轴向与受力方向的一致性。安装接触而在平行度、平直度和低粗糙度的要求都较高，见比位移传感器更有优势，但对于大型桥梁其适用性也不大，因其监测必须经过两次积分冰能获得位移，且精度频位移测试不理想，而大跨悬

8、索桥振动频率较低。2.GPS应用分析GPS监测系统是利川接收导航卫星载波相位进行实吋相位差分即RTK技术。GPS监测系统是由GPS难准站、GPS监测站和通信系统组成。准站将接收到