建筑物變形監(jiān)測之橋梁變形監(jiān)測

4、建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測

——4.1橋梁變形監(jiān)測概述一、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。概述一、橋梁簡介概述二、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。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。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)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。概述四、橋梁變形的內(nèi)容

1）橋梁墩臺變形

①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；

②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；

③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；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）

①塔柱頂部水平位移監(jiān)測

②塔柱整體傾斜觀測

③塔柱周日變形觀測

④塔柱體撓度觀測

⑤塔柱體伸縮量觀測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?？刂泣c又分為基準點和工作基點?；鶞庶c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。垂直位移觀測方案一、變形觀測控制網(wǎng)

1、基準點布設(shè)基準點的選定：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?；鶞庶c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。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。垂直位移觀測方案二、點位結(jié)構(gòu)基準點的點位結(jié)構(gòu)以確保其穩(wěn)定為原則，一般可采用地面巖石標，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。垂直位移觀測方案二、點位結(jié)構(gòu)觀測點的標志結(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。特大橋梁垂直位移觀測的外業(yè)工作，包括陸地水準測量；跨墩、跨河水準測量。

1、陸地水準測量基準點觀測與引橋觀測點觀測均屬陸地水準測量。

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)固定鐵樁標志，若儀器架設(shè)在土坡上，應(yīng)在腳架支撐處打下大木樁；垂直位移觀測方案三、觀測方法

2、跨墩、跨河水準測量

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》對一等精密水準測量的最大視距的規(guī)定，應(yīng)采用跨河水準測量法施測?？绾铀疁蕼y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測量代替。

垂直位移觀測方案三、觀測方法

2、跨墩、跨河水準測量對長距離跨墩水準測量的作業(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，儀器與微型水準尺應(yīng)置于觀測墩上，如果需要使用3米水準尺，則必須將其固定在觀測點上。垂直位移觀測方案三、觀測方法照準方法：單分劃照準雙分劃照準三分劃照準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。橫向位移觀測方案⑴基準線法

基準線法基本原理是：過線段的兩個端點(A、B)建立一基準線，測定觀測點(i)對過基準線的鉛直面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。橫向三位移三觀測三方案⑵前三方交三會法曲線三橋梁三，由三于各三墩不三在一三條直三線上三，難三以直三接用三距離三測量三法和三基準三線法三分別三觀測三橋墩三臺縱三橫向三兩面三三個三方向三上的三位移三，這三時通三常采三和前三方交三會法三。該三法的三優(yōu)點三是能三求得三縱、三橫向三位移三值的三總量三，投三影到三縱、三橫方三向線三上，三即可三求得三縱、三橫向三位移三量。⑶導(dǎo)三線測三量法導(dǎo)線三兩端三連接三于橋三臺工三作基三點上三，每三一個三墩上三設(shè)置三一導(dǎo)三線點三，也三是觀三測點三。通三過重三復(fù)觀三測，三由兩三期觀三測成三果比三較可三得觀三測點三的位三移。三由于三這種三方法三要在三橋墩三觀測三點上三設(shè)站三，所三以不三如前三方交三會法三簡便三?？v向三位移三觀測三方案縱向三位移三觀測三是測三定兩三橋臺三、相三鄰橋三墩和三橋墩三臺之三間在三橋軸三線方三向上三的距三離變?nèi)?。撓度三觀測三方案撓度三觀測三分為恒載和活載撓度三觀測三。恒載三撓度三觀測三是測三定橋梁三自重三和構(gòu)三件安三裝誤三差引三起的三橋梁三下垂三量?；钶d三撓度三觀測三是測三定車輛通三過時三在其三重量三和沖三量作三用下三鋼梁三產(chǎn)生三的撓三曲變?nèi)?；三它是三彈性三變形三，荷三裁消三失時三變形三也隨三之消三失，三當撓三曲變?nèi)纬^一三定數(shù)三值時三，會三影響三車輛三安全三行駛?cè)弯撊褐娜褂萌龎勖?，因三此須三對橋三梁定三期地三進行三撓度三觀測三。撓度三觀測三方案一、三恒載三撓度三觀測觀測三方法三：水三準測三量在橋三梁兩三端布三設(shè)高三程基三準，三觀測三各節(jié)三點相三對于三兩端三點連線三的下三垂量三。注：對于三車輛三來往三頻繁三的橋三梁，三不僅三影響三觀測三工作三，而三且還三危及三人身三與儀三器的三安全三，因三此在三作業(yè)三過程三中要三求觀三測員三精力三集中三，抓三緊時三間觀三測出三可靠三的成三果。三此外三，應(yīng)三派兩三名安三全員三，晾三望上三、下三行車三輛，三及時三報警三，保三證安三全。撓度三觀測三方案一、三活載三撓度三觀測活載三撓度三觀測三的方三法是三在橋三墩面三的上三、下三游各三安置三一臺三經(jīng)緯三儀，三在一三孔鋼三梁中三間的三節(jié)點三上倒三掛一三根尺三子。在列三車未三來之三前，三觀測三員將三經(jīng)緯三儀望三遠鏡三照準三倒尺三，讀三取讀三數(shù)a。固三定視三線不三變；三當火三車通三過時三，讀三取b值，三火車三通過三之后三，再三談取c值(稱為三歸零三值)，由三此可三求得三撓度三值為三：b-三1/三2(三a+三c)。貨三車各三車箱三的重三量分三布是三不均三勻的三施加三在鋼三梁的三不同三部位三上，三因此三，b值是三不斷三變化三的。三一列三貨車三通過三后，三應(yīng)取三最大三的b值來三計算三鋼梁三的撓三度值三。為三了測三定在三同一三荷載三