大跨度斜拉橋變形監(jiān)測分析研究

1、現(xiàn)代大跨度斜拉橋變形監(jiān)測研究 吳弘 11101020013 長沙理工大學 交通運輸工程學院 湖南長沙） 摘要：隨著大跨度橋梁的大量建設，橋梁結構安全受到前所未有的重視。 大跨度斜拉橋的長度與跨徑較大，具有較好的跨越能力，方便通航，但大型橋 梁事故容易造成重大生命和財產(chǎn)損失。在介紹現(xiàn)代大跨度橋梁變形監(jiān)測的內容 、變形監(jiān)測的方案與資料分析的同時，結合對某跨越長江的斜拉橋的監(jiān)測實踐 ，指出利用現(xiàn)代測量儀器和技術，如 GPS定位系統(tǒng)、測量機器人等不僅完全可 以滿足大跨度橋梁管理部門提出的要求，而且還可以提高測量速度，其測量成 果也具有很高的精度。 關鍵詞： 斜拉橋；動態(tài)特性；變形監(jiān)測；監(jiān)測體系 1概述

2、 大型斜拉橋是近代發(fā)展起來的新型橋梁，自 20世紀 90年代初期以來在我國 如雨后春筍般的發(fā)展。這種橋梁的結構特點是跨度大、塔柱高，斜拉段具有柔 性特性。在這類橋梁的施工測量中，人們已針對動態(tài)施工測量作了一些研究并 取得了一些經(jīng)驗。在竣工通車運營期間，如何針對它們的柔性結構與動態(tài)特性 進行監(jiān)測是人們十分關心的另一問題。盡管目前有些橋梁已建立了了解結構內 部物理量的變化的橋梁健康系統(tǒng)，它對于了解橋梁結構內力的變化、分析變形 原因無疑有著十分重要的作用。然而 , 要真正達到橋梁安全監(jiān)測之目的，了解橋梁的變化情況，還必須及時測定它們 幾何量的變化及大小。因此，在建立橋梁健康系統(tǒng)的同時，研究采用大地測

3、量 原理和各種專用的工程測量儀器和方法建立大跨度橋梁的監(jiān)測系統(tǒng)也是十分必 要的。本文結合已通車運營的某長江大橋進行變形監(jiān)測的實踐介紹了相應的變 形監(jiān)測系統(tǒng)。 2變形機理與監(jiān)測內容 橋梁產(chǎn)生變形的原因，歸結起來有以下幾類： 1）自然條件及其變化，即橋墩臺地基的工程地質、水文地質、土壤物理性 質、大氣溫度、水位變化及地震等。 。 4. 4智能型全站儀（測量機器人 測定高塔柱的擺動 塔柱擺動觀測采用當代最先進的智能型全站儀 TCA1800，其標稱精度為 ，（2mm+ 2。它可以實現(xiàn)自動尋找和精確照準目標，自動測定測站點至目標點的 距離、水平方向值和天頂距，計算出3 維坐標并記錄在內置模塊或計算機內。

4、由于它不需要人工照準、讀數(shù)、計算， 有利于消除人差的影響、減少記錄計算出錯的幾率，特別是在夜間也不需要給 標志照明。該儀器每次觀測記錄一個目標點不超過7 s,每點觀測4測回也僅30 s。一周期觀測9 個點（一個后視定向點、8 個觀測點 不超過5 min。其觀測速度之快是人工無法比擬的。 塔柱擺動觀測的周期視車流量的大小而定。在白天車流量較大時兩周期間 隔僅5min ;而在夜間車流量小的時間段，兩周期的最長間隔達 1 h。為了評定該法的精度， 利用車流量很少的夜間觀測成果進行了統(tǒng)計分析。仿照橋面水平位移觀測的統(tǒng) 計分析方法，對視線長度為800m的觀測點，根據(jù)夜間6 周期的觀測資料進行了統(tǒng)計分析計

5、算，求得 =0.034 mm、ZI = 0. 61 mm, 它表明該法具有較高的精度，可以滿足塔柱動態(tài)觀測的精度要求。 5結論與建議 1）橋梁的安全和健康狀態(tài)主要表癥為結構的變形，運營期外部監(jiān)測是對 大跨度斜拉橋的實際健康狀態(tài)的監(jiān)測，內部監(jiān)測系統(tǒng)是尋找橋梁健康問題重要 手段。因此，通過外部變形監(jiān)測可以進一步地建立健全斜拉橋的出生與成長的 健康狀況檔案，為大型橋梁工程建設管理積累經(jīng)驗、收集資料，總結出實用的 技術成果。 2） 了解橋梁結構內部的應力、應變及其變化對于監(jiān)視橋梁安全無疑是十 分重要的，但對于全面監(jiān)視與分析橋梁安全是不夠的，只有通過測定它們幾何 量的變化，使之更直觀、更明了地判斷其安全

6、狀態(tài)更是十分必要的。因此，采 用現(xiàn)代大地測量原理和技術、方法，以及特種精密工程測量技術測定它們幾何 量的變化就顯得更有必要。 、數(shù)字式水準儀等，它們對測定和 了解高塔柱的動態(tài)變形規(guī)律起著相當重要的作用。但我們認為與信息化的時代 要求相比，要使該系統(tǒng)達到自動化和實時顯示的目的尚有一段差距。我們也相 信：只要在加大資金投入的基礎上，建立整套自動化的實時大跨度斜拉橋的安 全監(jiān)測系統(tǒng)是很快可以實現(xiàn)的。 參考文獻 1 馬真安；淺談橋梁施工和運營期的變形監(jiān)測 J ；城市道路與防洪， 2007( 4 ： 122- 125。 2 賀志勇，申冠鵬；基于變形的城市橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)初探J;工程勘察，2 009( 3 ： 72-76。 3 賀志勇，盛飛；大跨度橋梁的變形監(jiān)測及其精度分析 J ；華南理工大學學 報( 自然科學版 ， 2001， 29( 8 ：86