建筑物變形監(jiān)測(cè)之橋梁變形監(jiān)測(cè)

4、建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測(cè)

——4.1橋梁變形監(jiān)測(cè)4.1.1概述一、橋梁簡(jiǎn)介橋梁的基本類型：簡(jiǎn)支梁橋、拱橋、鋼構(gòu)橋、懸索橋、斜拉橋及其組合體系橋。4.1.1概述一、橋梁簡(jiǎn)介4.1.1概述二、橋梁變形的原因自然條件及其變化，即橋墩臺(tái)地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度、水位變化以及地震等。與橋梁本身相聯(lián)系的原因，即作用在橋梁上部結(jié)構(gòu)的恒載與作用在墩臺(tái)的垣載、墩臺(tái)與梁的結(jié)構(gòu)、型式以及活載(車(chē)輛通過(guò)時(shí)的震動(dòng)，風(fēng)力等)的作用。由于勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)管理工作不合理，也會(huì)使橋梁產(chǎn)生額外的變形。4.1.1概述三、橋梁變形的分類靜態(tài)變形，通常指變形觀測(cè)的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值。動(dòng)態(tài)變形，指在外力影響下而產(chǎn)生的變形，它是以外力為函數(shù)來(lái)表示的對(duì)于時(shí)間的變化，其觀測(cè)結(jié)果是表示橋梁在某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)變形。

橋梁墩臺(tái)的變形一般來(lái)說(shuō)是靜態(tài)變形，而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動(dòng)態(tài)變形。4.1.1概述四、橋梁變形的內(nèi)容橋梁變形觀測(cè)的任務(wù)：對(duì)各橋橋梁墩臺(tái)在空間的位置(即對(duì)各橋梁墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo))和對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的撓度，進(jìn)行周期性的重復(fù)觀測(cè)，求得其在兩個(gè)觀測(cè)周期間的變化值和瞬時(shí)變形值。為了正確反映橋梁的變化情況，達(dá)到監(jiān)視其安全運(yùn)營(yíng)和了解其變形規(guī)律的目的。4.1.1概述四、橋梁變形的內(nèi)容

1）橋梁墩臺(tái)變形

①各橋墩臺(tái)的沉降觀測(cè)，其中包括各墩臺(tái)沿水流方向(或沿垂直于橋軸線方向)和沿橋軸線方向的傾斜觀測(cè)，通稱為垂直位移觀測(cè)；

②各橋墩臺(tái)在上下游方向上的水平位移觀測(cè)，稱之橫向位移觀測(cè)；

③各橋域臺(tái)沿橋軸線方向的水平位移觀測(cè)，稱為縱向位移觀測(cè)；4.1.1概述四、橋梁變形的內(nèi)容

2）橋面撓度觀測(cè)、水平位移橋墩結(jié)構(gòu)(例如，鋼梁)在恒載與活載情況下的撓度觀測(cè)

3）塔柱變形觀測(cè)（斜拉橋、懸索橋）

①塔柱頂部水平位移監(jiān)測(cè)

②塔柱整體傾斜觀測(cè)

③塔柱周日變形觀測(cè)

④塔柱體撓度觀測(cè)

⑤塔柱體伸縮量觀測(cè)4.1.2垂直位移觀測(cè)方案一、變形觀測(cè)控制網(wǎng)變形觀測(cè)網(wǎng)中包括控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)兩部分?？刂泣c(diǎn)又分為基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)是網(wǎng)中位于橋梁承壓范圍之外，被視為穩(wěn)定不動(dòng)的點(diǎn)；工作基點(diǎn)全部位于承壓區(qū)之內(nèi)，用以直接測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)變形。觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在橋梁墩臺(tái)選定的位置上。4.1.2垂直位移觀測(cè)方案一、變形觀測(cè)控制網(wǎng)

1、基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選定：應(yīng)盡量選在橋梁承壓區(qū)之外，但又不宜離橋梁墩臺(tái)太遠(yuǎn)，以免加大實(shí)測(cè)工作量及增大測(cè)量的累積誤差。一般來(lái)說(shuō)，以不遠(yuǎn)于橋梁墩臺(tái)1km-2km為宜?；鶞?zhǔn)點(diǎn)需成組埋設(shè)，以便相互檢核。工作基點(diǎn)的選定：一般選在橋臺(tái)上，以便于觀測(cè)布設(shè)在橋梁墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)定各橋墩相對(duì)于橋臺(tái)的變形。4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案一、變形觀測(cè)控控制網(wǎng)2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)應(yīng)遵循既要均勻勻又要有重點(diǎn)的的原則。為全面面判斷橋梁各部部分的穩(wěn)定性，，每個(gè)橋墩上應(yīng)應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)；；對(duì)那些受力不不均勻、地基基基礎(chǔ)不良的部位位或結(jié)構(gòu)的重要要部位，應(yīng)加密密觀測(cè)點(diǎn)，尤其其主橋橋墩更是是這樣。4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案二、點(diǎn)位結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位結(jié)結(jié)構(gòu)以確保其穩(wěn)穩(wěn)定為原則，一一般可采用地面面巖石標(biāo)，埋設(shè)設(shè)至基巖。若大大橋飛架兩山之之間，有條件時(shí)時(shí)最好使用平酮酮巖石標(biāo)。4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案二、點(diǎn)位結(jié)構(gòu)觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志結(jié)結(jié)構(gòu)分引橋與主主橋兩部分。引引端觀測(cè)點(diǎn)可采采用墻上標(biāo)志。。由于墩面使用用空間的限制，，主橋變形觀測(cè)測(cè)點(diǎn)遵循一點(diǎn)多多用的原則。特大橋梁垂直位位移觀測(cè)的外業(yè)業(yè)工作，包括陸陸地水準(zhǔn)測(cè)量；；跨墩、跨河水水準(zhǔn)測(cè)量。1、陸地水準(zhǔn)測(cè)量量基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)與引引橋觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)測(cè)均屬陸地水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量。注：對(duì)于施測(cè)精度要要求較高的特大大橋梁變形觀測(cè)測(cè)，為了防止尺尺子與儀器下沉沉，對(duì)非混凝土土地段，立尺點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)固定鐵樁樁標(biāo)志，若儀器器架設(shè)在土坡上上，應(yīng)在腳架支支撐處打下大木木樁；4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案三、觀測(cè)方法2、跨墩、跨河水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量主橋觀測(cè)點(diǎn)位于于墩面上，大型型橋梁跨距達(dá)上上百米。欲實(shí)現(xiàn)現(xiàn)墩間高程傳遞遞，其前、后視視距遠(yuǎn)超出《規(guī)范》對(duì)一等精密水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量的最大視視距的規(guī)定，應(yīng)應(yīng)采用跨河水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量法施測(cè)。。跨河水準(zhǔn)測(cè)量的的工作量大、耗耗費(fèi)人力多，對(duì)對(duì)于跨距相等的的橋梁可使用前前、后視等距的的跨墩水準(zhǔn)測(cè)量量代替。4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案三、觀測(cè)方法2、跨墩、跨河水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量對(duì)長(zhǎng)距離跨墩水水準(zhǔn)測(cè)量的作業(yè)業(yè)，必須要有一一定的措施提高高其觀測(cè)精度。。選用性能穩(wěn)定、、i角變化小的儀器器，儀器與微型型水準(zhǔn)尺應(yīng)置于于觀測(cè)墩上，如如果需要使用3米水準(zhǔn)尺，則必必須將其固定在在觀測(cè)點(diǎn)上。4.1.2垂直位移觀測(cè)方方案三、觀測(cè)方法照準(zhǔn)方法：?jiǎn)畏謩澱諟?zhǔn)雙分劃照準(zhǔn)三分劃照準(zhǔn)4.1.3橫向位移觀測(cè)方方案橫向位移觀測(cè)：測(cè)定橋墩(臺(tái))沿水流方向的變變形量。對(duì)直線型的橋梁梁，其測(cè)定方法法采用基準(zhǔn)線法法最為有利，對(duì)對(duì)曲線型橋梁可可采用前方交會(huì)會(huì)法、導(dǎo)線測(cè)量量法等。4.1.3橫向位移觀測(cè)方方案⑴基準(zhǔn)線法基準(zhǔn)線法基本原原理是：過(guò)線段段的兩個(gè)端點(diǎn)(A、B)建立一基準(zhǔn)線，，測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)(i)對(duì)過(guò)基準(zhǔn)線的鉛鉛直面S的偏離值li；兩個(gè)周期觀測(cè)測(cè)偏離值之差便便是i點(diǎn)的橫向位移觀觀測(cè)值。4.1.3橫向位移觀測(cè)方方案⑵前方交會(huì)法曲線橋梁，由于于各墩不在一條條直線上，難以以直接用距離測(cè)測(cè)量法和基準(zhǔn)線線法分別觀測(cè)橋橋墩臺(tái)縱橫向兩兩面三個(gè)方向上上的位移，這時(shí)時(shí)通常采和前方方交會(huì)法。該法法的優(yōu)點(diǎn)是能求求得縱、橫向位位移值的總量，，投影到縱、橫橫方向線上，即即可求得縱、橫橫向位移量。⑶導(dǎo)線測(cè)量法導(dǎo)線兩端連接于于橋臺(tái)工作基點(diǎn)點(diǎn)上，每一個(gè)墩墩上設(shè)置一導(dǎo)線線點(diǎn)，也是觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)重復(fù)復(fù)觀測(cè)，由兩期期觀測(cè)成果比較較可得觀測(cè)點(diǎn)的的位移。由于這這種方法要在橋橋墩觀測(cè)點(diǎn)上設(shè)設(shè)站，所以不如如前方交會(huì)法簡(jiǎn)簡(jiǎn)便。4.1.4縱向位移觀測(cè)方方案縱向位移觀測(cè)是是測(cè)定兩橋臺(tái)、、相鄰橋墩和橋橋墩臺(tái)之間在橋橋軸線方向上的的距離變化。4.1.5撓度觀測(cè)方案撓度觀測(cè)分為恒載和活載撓度觀測(cè)。恒載撓度觀測(cè)是是測(cè)定橋梁自重和構(gòu)件安安裝誤差引起的的橋梁下垂量。活載撓度觀測(cè)是是測(cè)定車(chē)輛通過(guò)時(shí)在其重量量和沖量作用下下鋼梁產(chǎn)生的撓撓曲變形；它是是彈性變形，荷荷裁消失時(shí)變形形也隨之消失，，當(dāng)撓曲變形超超過(guò)一定數(shù)值時(shí)時(shí)，會(huì)影響車(chē)輛輛安全行駛和鋼鋼梁支座的使用用壽命，因此須須對(duì)橋梁定期地地進(jìn)行撓度觀測(cè)測(cè)。4.1.5撓度觀測(cè)方案一、恒載撓度觀測(cè)測(cè)觀測(cè)方法：水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量在橋梁兩端布設(shè)設(shè)高程基準(zhǔn)，觀觀測(cè)各節(jié)點(diǎn)相對(duì)對(duì)于兩端點(diǎn)連線的下垂量。。注：對(duì)于車(chē)輛來(lái)往頻頻繁的橋梁，不不僅影響觀測(cè)工工作，而且還危危及人身與儀器器的安全，因此此在作業(yè)過(guò)程中中要求觀測(cè)員精精力集中，抓緊緊時(shí)間觀測(cè)出可可靠的成果。此此外，應(yīng)派兩名名安全員，晾望望上、下行車(chē)輛輛，及時(shí)報(bào)警，，保證安全。4.1.5撓度觀測(cè)方案一、活載撓度觀測(cè)測(cè)活載撓度觀測(cè)的的方法是在橋墩墩面的上、下游游各安置一臺(tái)經(jīng)經(jīng)緯儀，在一孔孔鋼梁中間的節(jié)節(jié)點(diǎn)上倒掛一根根尺子。在列車(chē)未來(lái)之前前，觀測(cè)員將經(jīng)經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡照照準(zhǔn)倒尺，讀取取讀數(shù)a。固定視線不變變；當(dāng)火車(chē)通過(guò)過(guò)時(shí)，讀取b值，火車(chē)通過(guò)之之后，再談取c值(稱為歸零值)，由此可求得撓撓度值為：b-1/2(a+c)。貨車(chē)各車(chē)箱的的重量分布是不不均勻的施加在在鋼梁的不同部部位上，因此，，b