橋梁監(jiān)測PPT演示課件

4 建 構(gòu) 筑物變形監(jiān)測 4 1橋梁變形監(jiān)測 1 4 1 1概述 一 橋梁簡介 橋梁的基本類型 簡支梁橋 拱橋 鋼構(gòu)橋 懸索橋 斜拉橋及其組合體系橋 2 4 1 1概述 一 橋梁簡介 3 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的垣載 墩臺與梁的結(jié)構(gòu) 型式以及活載 車輛通過時的震動 風(fēng)力等 的作用 由于勘測 設(shè)計 施工以及運營管理工作不合理 也會使橋梁產(chǎn)生額外的變形 4 4 1 1概述 三 橋梁變形的分類 靜態(tài)變形 通常指變形觀測的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值 動態(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)來表示的對于時間的變化 其觀測結(jié)果是表示橋梁在某個時刻的瞬時變形 橋梁墩臺的變形一般來說是靜態(tài)變形 而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動態(tài)變形 5 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 橋梁變形觀測的任務(wù) 對各橋橋梁墩臺在空間的位置 即對各橋梁墩臺上的觀測點的三維坐標(biāo) 和對橋跨結(jié)構(gòu)的撓度 進行周期性的重復(fù)觀測 求得其在兩個觀測周期間的變化值和瞬時變形值 為了正確反映橋梁的變化情況 達到監(jiān)視其安全運營和了解其變形規(guī)律的目的 6 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 1 橋梁墩臺變形 各橋墩臺的沉降觀測 其中包括各墩臺沿水流方向 或沿垂直于橋軸線方向 和沿橋軸線方向的傾斜觀測 通稱為垂直位移觀測 各橋墩臺在上下游方向上的水平位移觀測 稱之橫向位移觀測 各橋域臺沿橋軸線方向的水平位移觀測 稱為縱向位移觀測 7 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 2 橋面撓度觀測 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3 塔柱變形觀測 斜拉橋 懸索橋 塔柱頂部水平位移監(jiān)測 塔柱整體傾斜觀測 塔柱周日變形觀測 塔柱體撓度觀測 塔柱體伸縮量觀測 8 4 1 2垂直位移觀測方案 一 變形觀測控制網(wǎng) 變形觀測網(wǎng)中包括控制點和觀測點兩部分 控制點又分為基準(zhǔn)點和工作基點 基準(zhǔn)點是網(wǎng)中位于橋梁承壓范圍之外 被視為穩(wěn)定不動的點 工作基點全部位于承壓區(qū)之內(nèi) 用以直接測定觀測點變形 觀測點布設(shè)在橋梁墩臺選定的位置上 9 4 1 2垂直位移觀測方案 一 變形觀測控制網(wǎng) 1 基準(zhǔn)點布設(shè)基準(zhǔn)點的選定 應(yīng)盡量選在橋梁承壓區(qū)之外 但又不宜離橋梁墩臺太遠 以免加大實測工作量及增大測量的累積誤差 一般來說 以不遠于橋梁墩臺1km 2km為宜 基準(zhǔn)點需成組埋設(shè) 以便相互檢核 工作基點的選定 一般選在橋臺上 以便于觀測布設(shè)在橋梁墩臺上的觀測點 測定各橋墩相對于橋臺的變形 10 4 1 2垂直位移觀測方案 一 變形觀測控制網(wǎng) 2 監(jiān)測點布設(shè)觀測點的布設(shè)應(yīng)遵循既要均勻又要有重點的原則 為全面判斷橋梁各部分的穩(wěn)定性 每個橋墩上應(yīng)布置觀測點 對那些受力不均勻 地基基礎(chǔ)不良的部位或結(jié)構(gòu)的重要部位 應(yīng)加密觀測點 尤其主橋橋墩更是這樣 11 4 1 2垂直位移觀測方案 二 點位結(jié)構(gòu) 基準(zhǔn)點的點位結(jié)構(gòu)以確保其穩(wěn)定為原則 一般可采用地面巖石標(biāo) 埋設(shè)至基巖 若大橋飛架兩山之間 有條件時最好使用平酮巖石標(biāo) 12 4 1 2垂直位移觀測方案 二 點位結(jié)構(gòu) 觀測點的標(biāo)志結(jié)構(gòu)分引橋與主橋兩部分 引端觀測點可采用墻上標(biāo)志 由于墩面使用空間的限制 主橋變形觀測點遵循一點多用的原則 13 特大橋梁垂直位移觀測的外業(yè)工作 包括陸地水準(zhǔn)測量 跨墩 跨河水準(zhǔn)測量 1 陸地水準(zhǔn)測量基準(zhǔn)點觀測與引橋觀測點觀測均屬陸地水準(zhǔn)測量 注 對于施測精度要求較高的特大橋梁變形觀測 為了防止尺子與儀器下沉 對非混凝土地段 立尺點應(yīng)設(shè)固定鐵樁標(biāo)志 若儀器架設(shè)在土坡上 應(yīng)在腳架支撐處打下大木樁 4 1 2垂直位移觀測方案 三 觀測方法 14 2 跨墩 跨河水準(zhǔn)測量主橋觀測點位于墩面上 大型橋梁跨距達上百米 欲實現(xiàn)墩間高程傳遞 其前 后視距遠超出 規(guī)范 對一等精密水準(zhǔn)測量的最大視距的規(guī)定 應(yīng)采用跨河水準(zhǔn)測量法施測 跨河水準(zhǔn)測量的工作量大 耗費人力多 對于跨距相等的橋梁可使用前 后視等距的跨墩水準(zhǔn)測量代替 4 1 2垂直位移觀測方案 三 觀測方法 15 2 跨墩 跨河水準(zhǔn)測量對長距離跨墩水準(zhǔn)測量的作業(yè) 必須要有一定的措施提高其觀測精度 選用性能穩(wěn)定 i角變化小的儀器 儀器與微型水準(zhǔn)尺應(yīng)置于觀測墩上 如果需要使用3米水準(zhǔn)尺 則必須將其固定在觀測點上 4 1 2垂直位移觀測方案 三 觀測方法 照準(zhǔn)方法 單分劃照準(zhǔn) 雙分劃照準(zhǔn) 三分劃照準(zhǔn) 16 4 1 3橫向位移觀測方案 橫向位移觀測 測定橋墩 臺 沿水流方向的變形量 對直線型的橋梁 其測定方法采用基準(zhǔn)線法最為有利 對曲線型橋梁可采用前方交會法 導(dǎo)線測量法等 17 4 1 3橫向位移觀測方案 基準(zhǔn)線法基準(zhǔn)線法基本原理是 過線段的兩個端點 A B 建立一基準(zhǔn)線 測定觀測點 i 對過基準(zhǔn)線的鉛直面S的偏離值li 兩個周期觀測偏離值之差便是i點的橫向位移觀測值 18 4 1 3橫向位移觀測方案 前方交會法曲線橋梁 由于各墩不在一條直線上 難以直接用距離測量法和基準(zhǔn)線法分別觀測橋墩臺縱橫向兩面三個方向上的位移 這時通常采和前方交會法 該法的優(yōu)點是能求得縱 橫向位移值的總量 投影到縱 橫方向線上 即可求得縱 橫向位移量 導(dǎo)線測量法導(dǎo)線兩端連接于橋臺工作基點上 每一個墩上設(shè)置一導(dǎo)線點 也是觀測點 通過重復(fù)觀測 由兩期觀測成果比較可得觀測點的位移 由于這種方法要在橋墩觀測點上設(shè)站 所以不如前方交會法簡便 19 4 1 4縱向位移觀測方案 縱向位移觀測是測定兩橋臺 相鄰橋墩和橋墩臺之間在橋軸線方向上的距離變化 20 4 1 5撓度觀測方案 撓度觀測分為恒載和活載撓度觀測 恒載撓度觀測是測定橋梁自重和構(gòu)件安裝誤差引起的橋梁下垂量 活載撓度觀測是測定車輛通過時在其重量和沖量作用下鋼梁產(chǎn)生的撓曲變形 它是彈性變形 荷裁消失時變形也隨之消失 當(dāng)撓曲變形超過一定數(shù)值時 會影響車輛安全行駛和鋼梁支座的使用壽命 因此須對橋梁定期地進行撓度觀測 21 4 1 5撓度觀測方案 一 恒載撓度觀測 觀測方法 水準(zhǔn)測量在橋梁兩端布設(shè)高程基準(zhǔn) 觀測各節(jié)點相對于兩端點連線的下垂量 注 對于車輛來往頻繁的橋梁 不僅影響觀測工作 而且還危及人身與儀器的安全 因此在作業(yè)過程中要求觀測員精力集中 抓緊時間觀測出可靠的成果 此外 應(yīng)派兩名安全員 晾望上 下行車輛 及時報警 保證安全 22 4 1 5撓度觀測方案 一 活載撓度觀測 活載撓度觀測的方法是在橋墩面的上 下游各安置一臺經(jīng)緯儀 在一孔鋼梁中間的節(jié)點上倒掛一根尺子 在列車未來之前 觀測員將經(jīng)緯儀望遠鏡照準(zhǔn)倒尺 讀取讀數(shù)a 固定視線不變 當(dāng)火車通過時 讀取b值 火車通過之后 再談取c值 稱為歸零值 由此可求得撓度值為 b 1 2 a c 貨車各車箱的重量分布是不均勻