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1、基于GPS(RTK技术)的虎门大桥位移实时监测数据分析徐 良,过静 ,戴连君,卢云川(清华大学地球空间信息研究所,北京 100084)摘要:由于悬索桥跨度大,台风、地震、车载和温度变化对桥梁变形影响很大,对大桥实时监测,获取桥梁在上述环境下的工作状况,验证结构的抗风、抗震分析的特征参数,成为大桥安全性研究的重要课题。本文比较了几种常用的位移监测方法,给出GPS(RTK)技术对位移进行实时监测的特点,并对虎门大桥的GPS监测数据进行了分析。关键词:GPS;悬索桥;实时监测中图分类号:U446文献标识码:BAbstract:Typhoon,earthq
2、uake,trafficloadsandtemperaturehaveagreatimpactonsuspensionbridgesoflongspan.Toobtainthetrueworkstatusandtovalidatetheanti2windaswellasaseismaticfundamentparametersbyon2linemonitoringhavebecomeoneoftheimportanttasks.Inthispaper,therealtimedisplacementcharactersmonitoredbyGPSar
3、egotthroughcomparingseveralordinarymethods,andthetestdataofHumensuspensionbridgeisanalyzed.Keywords:GPS;suspensionbridge;on2linemonitoring雾天气时常出现,就是晴天,水汽蒸发产生的水雾也相当浓1 前言厚,当视距超过2km时,使用常规的经纬仪望远镜就很难照投资近30亿元人民币的国家重点工程—虎门大桥,位于准观测目标,同时还存在着以下缺陷:各测点不同步;大变形广州市东南约42km的珠江入海口附近,是广深珠高速公路时不可
4、测;实时性较差。网的主要组成部分,也是连接珠江两岸,沟通深圳、珠海两个位移传感器是一种接触型传感器,必须与测点相接触,缺经济特区、港澳及广东沿海地区的重要交通枢纽。大桥主航道点是:对于难以接近的点无法测量;对于大型结构物测量有困为现代化单跨双铰悬索桥,跨径30210m+88810m+34815m,难。索塔高度147155m(基顶面以上)。桥面净宽30m,6车道,设2%加速度传感器,为获得位移必须积分两次,精度不高;由双向横坡,设计荷载为汽车-超20级,无行人荷载,该桥于于零点漂移,测前必须调零,无法长时间连续测量;对于低频[2]1992年10月正式
5、开工,1997年4月底建成通车。位移测试不理想,而大跨悬索桥振动频率较低。由于虎门大桥建设规模大,结构新颖,受外界环境影响激光法测试精度较高,但在桥梁晃动大时由于无法捕捉[2]大,无论是设计还是施工均为国内首次尝试。因此通过对桥的光点也无法测量。连续位移实时监测,了解桥梁结构在各种作用下的实际受力综上各种传统方法都难以对大桥进行实时精确测量,必状态和工作状况,评价结构的力学特性和在设计荷载作用下须寻求更先进的方法,近年来由于GPS硬件和软件的发展,的工作性能,检验结构承载力是十分必要的。同时通过对监测给我们提供了一种大桥位移监测的新手段。结果分析得
6、到结构的振动参数,验证结构的抗风、抗震设计,GPS监测大桥位移特点:实现对大跨桥梁的安全实时监测。目前,虎门大桥上已安装了1)由于GPS是接收卫星定位,所以大桥上各点只要能接7台GPS接收机,从2000年5月7日起已开始对大桥进行安全收5颗以上GPS卫星及基准站传来的GPS差分信号,即可进性监测,系统工作正常。所提供的测试数据可以很好地进行大行GPSRTK差分定位。各监测站之间无需通视,是相互独立桥安全性分析。的观测值;2)GPS可以实现全天候定位,可以在暴风雨中进行监测;2 各种位移监测方法比较目前用于结构位移监测的仪器主要有:经纬仪,位移传感收
7、稿日期:2000206212;修订日期:2000210210器,加速度传感器和激光仪。基金项目:国家自然科学基金资助项目(49871065)[1]上海杨浦大桥采用的是全站仪自动扫描法,对各个测作者简介:徐良(19742),男(汉族),山西运城人,清华大点进行2分一周的连续扫描,由于在宽阔的江面上,大风、大学土木系博士.2001年第1期工程勘察 GeotechnicalInvestigation&Surveying473)GPS测定位移自动化程度高。从接收信号,捕捉卫星,段的频谱,也包含了它在[fsö2,3fsö2]、[-3fsö2,-fsö到完成R
8、TK差分位移都可由仪器自动完成。所测三维坐标2]、⋯等高频段中的频谱。设fc以下部分为感兴趣的频率段,可直接存入监控中心服
