桥梁监测教学内容.ppt

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1、4、建（构）筑物变形监测——4.1桥梁变形监测4.1.1概述一、桥梁简介桥梁的基本类型：简支梁桥、拱桥、钢构桥、悬索桥、斜拉桥及其组合体系桥。4.1.1概述二、桥梁变形的原因自然条件及其变化，即桥墩台地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度、水位变化以及地震等。与桥梁本身相联系的原因，即作用在桥梁上部结构的恒载与作用在墩台的垣载、墩台与梁的结构、型式以及活载(车辆通过时的震动，风力等)的作用。由于勘测、设计、施工以及运营管理工作不合理，也会使桥梁产生额外的变形。4.1.1概述三、桥梁变形的分类静态变

2、形，通常指变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值。动态变形，指在外力影响下而产生的变形，它是以外力为函数来表示的对于时间的变化，其观测结果是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形。桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而桥梁结构的挠度变形则是动态变形。4.1.1概述四、桥梁变形的内容桥梁变形观测的任务：对各桥桥梁墩台在空间的位置(即对各桥梁墩台上的观测点的三维坐标)和对桥跨结构的挠度，进行周期性的重复观测，求得其在两个观测周期间的变化值和瞬时变形值。为了正确反映桥梁的变化情况，达到监视其安全运营和了解其变形规律的目的。4

3、.1.1概述四、桥梁变形的内容1）桥梁墩台变形①各桥墩台的沉降观测，其中包括各墩台沿水流方向(或沿垂直于桥轴线方向)和沿桥轴线方向的倾斜观测，通称为垂直位移观测；②各桥墩台在上下游方向上的水平位移观测，称之横向位移观测；③各桥域台沿桥轴线方向的水平位移观测，称为纵向位移观测；4.1.1概述四、桥梁变形的内容2）桥面挠度观测、水平位移桥墩结构(例如，钢梁)在恒载与活载情况下的挠度观测3）塔柱变形观测（斜拉桥、悬索桥）①塔柱顶部水平位移监测②塔柱整体倾斜观测③塔柱周日变形观测④塔柱体挠度观测⑤塔柱体伸缩量观测4.

4、1.2垂直位移观测方案一、变形观测控制网变形观测网中包括控制点和观测点两部分。控制点又分为基准点和工作基点。基准点是网中位于桥梁承压范围之外，被视为稳定不动的点；工作基点全部位于承压区之内，用以直接测定观测点变形。观测点布设在桥梁墩台选定的位置上。4.1.2垂直位移观测方案一、变形观测控制网1、基准点布设基准点的选定：应尽量选在桥梁承压区之外，但又不宜离桥梁墩台太远，以免加大实测工作量及增大测量的累积误差。一般来说，以不远于桥梁墩台1km-2km为宜。基准点需成组埋设，以便相互检核。工作基点的选定：一般选在桥

5、台上，以便于观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各桥墩相对于桥台的变形。4.1.2垂直位移观测方案一、变形观测控制网2、监测点布设观测点的布设应遵循既要均匀又要有重点的原则。为全面判断桥梁各部分的稳定性，每个桥墩上应布置观测点；对那些受力不均匀、地基基础不良的部位或结构的重要部位，应加密观测点，尤其主桥桥墩更是这样。4.1.2垂直位移观测方案二、点位结构基准点的点位结构以确保其稳定为原则，一般可采用地面岩石标，埋设至基岩。若大桥飞架两山之间，有条件时最好使用平酮岩石标。4.1.2垂直位移观测方案二、点位结构观测

6、点的标志结构分引桥与主桥两部分。引端观测点可采用墙上标志。由于墩面使用空间的限制，主桥变形观测点遵循一点多用的原则。特大桥梁垂直位移观测的外业工作，包括陆地水准测量；跨墩、跨河水准测量。1、陆地水准测量基准点观测与引桥观测点观测均属陆地水准测量。注：对于施测精度要求较高的特大桥梁变形观测，为了防止尺子与仪器下沉，对非混凝土地段，立尺点应设固定铁桩标志，若仪器架设在土坡上，应在脚架支撑处打下大木桩；4.1.2垂直位移观测方案三、观测方法2、跨墩、跨河水准测量主桥观测点位于墩面上，大型桥梁跨距达上百米。欲实现墩间

7、高程传递，其前、后视距远超出《规范》对一等精密水准测量的最大视距的规定，应采用跨河水准测量法施测。跨河水准测量的工作量大、耗费人力多，对于跨距相等的桥梁可使用前、后视等距的跨墩水准测量代替。4.1.2垂直位移观测方案三、观测方法2、跨墩、跨河水准测量对长距离跨墩水准测量的作业，必须要有一定的措施提高其观测精度。选用性能稳定、i角变化小的仪器，仪器与微型水准尺应置于观测墩上，如果需要使用3米水准尺，则必须将其固定在观测点上。4.1.2垂直位移观测方案三、观测方法照准方法：单分划照准双分划照准三分划照准4.1.3

8、横向位移观测方案横向位移观测：测定桥墩(台)沿水流方向的变形量。对直线型的桥梁，其测定方法采用基准线法最为有利，对曲线型桥梁可采用前方交会法、导线测量法等。4.1.3横向位移观测方案⑴基准线法基准线法基本原理是：过线段的两个端点(A、B)建立一基准线，测定观测点(i)对过基准线的铅直面S的偏离值li；两个周期观测偏离值之差便是i点的横向位移观测值。4.1.3横向位移观测方案⑵前方交会法曲线桥梁，由于