桥梁变形观测中GPS技术应用探析

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1、桥梁变形观测中GPS技术应用探析摘要：本文结合松建高速公路西津2号大桥变形观测网的布置和实践测量，介绍了利用GPS和全站仪对桥梁进行变形观测的原理、方法，通过对测量成果的分析，对比分析了GPS接收机配合全站仪进行变形观测的优点和可行性。关键词：桥梁，变形观测，GPS与全站仪技术Abstract:combiningwithloosebuilthighwayXiJin2bridgethearrangementanddeformationmeteorologicalmeasurementpractice,thispaperintroduce

2、susingGPSandtachometertobridgeforthedeformationobservation,theprincipleofthemethod,throughthemeasurementresultsofanalysis,comparisonandanalysisontheGPSreceiverwithisintroduced.theadvantagesandfeasibilityofdeformationobservation.Keywords:Bridges,deformationobservation,GP

3、Sandtachometertechnology中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：近二十多年来，我国基础设施建设高速发展，公路、铁路、城市建设日新月异，桥梁作为道路交通的关节，随着我国经济的快速发展，其建设的数量、跨径、规模、造价也不断被刷新，桥梁建设的新技术不断涌现。但由于桥梁建成通车后，受到雨水冲刷、空气氧化，以及长期的荷载作用下其主要构件逐步老化，强度和刚度随时间降低；另一方面由于人为因素，如货车严重超载和各种车辆撞击事故，或者设计、施工缺陷等原因，桥梁事故频繁发生，造成了重大的人员伤亡和财产损失。为确保桥梁建成

4、后安全运行，及时掌握其健康状况，避免出现灾难性后果，对桥梁竣工验收时进行静载试验，对桥梁的结构性能进行实时监测和诊断，及时发现结构的损伤，对可能出现的灾害进行预测，评估其安全性已经成为桥梁工程的必然要求。根据我国颁布的《公路技术养护规范》中有关规定和要求，桥梁变形观测的主要内容包括：桥墩桥台的沉陷观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测等。为了进行以上各项目的测量，还必须建立相应的水平位移基准网和沉陷基准网观测。传统的精密工程测量包括全站仪、激光准直仪等有着光学仪器共有的缺陷，如各测点不同步，一些变形难以观测,以

5、及受自然条件限制等。近年来随着GPS技术的成熟和快速发展，这一个有着高效、快速、全自动、全天候、高精度等优越性能的健康监测方法在桥梁的变形监测中大量使用，然而GPS接收机价格还比较昂贵，这种监测方法对于一般的大桥由于必须具备一定数量的GPS接收机，监测成本过高，因此，我们尝试用GPS接收机和全站仪联合来对松建高速公路西津2号大桥进行变形监测。—、大桥简介松建高速公路西津2号大桥位于南平市政和县西津村东南侧。桥梁中心桩号K52+348.25,全长757.5米，位于R二1800、Ls=240米的缓和曲线及直线段上。本桥的设计流量为9060

6、立方米/秒，流速为4.3米/秒,所跨东河为内河VII级航道。本桥设计基准期为100年，设计安全等级为二级,适用环境类别为I类。本桥基本风压值取百年一遇；地震设防：场地地震动加速度峰值为0.05g，桥梁抗震设防类别为B类，抗震设防烈度为6度，抗震设防措施等级为7级。二、GPS与全站仪结合变形观测的原理全站仪由电子经纬仪、光电测距仪和微处理机组成，它可在测站上同时进行测角和测距，并能自动计算出待定点的坐标和高程，仪器安置一次便可完成测站上的全部测量工作,特别是直接反射型全站仪，无需在测点布设反射棱镜,对于测定难以企及或者其他不可能测量的点

7、十分适用。GPS定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供观测站在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度，在GPS作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和观测站坐标信息一起传输给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级的定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可以固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后,即可进行每个

8、历元的实时处理，只要能保持四颗以上的卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，流动站就能随时给出厘米级定位结果。GPS技术受外界条件限制小，只要满足工作条件，就能快速、高精度地完成定位作业。三、GPS观测的误差分析采用GPS