高架桥变形监测技术研究

变形监测技术在桥梁监测的应用分析

引文：桥梁的变形监测是对桥梁整体性能的监测，其基于工程测量的原理、技术和精密测量仪器，对桥梁在垂直方向和水平方向的位移变形进行定期或实时监测，并通过绘制相应的位移变形影响线或影响面来监测桥梁各部位位移的变形状态，预测其变形规律，为桥梁的维修、养护和管理决策提供依据和指导。

一、 桥梁变形监测的主要内容及其原理

根据桥梁的变形性质，将桥梁变形监测分为：

（1）桥梁墩台基础监测。墩台在地基环境和水流冲刷的影响下会发生沉降变形及水平位移，以沉降监测为主。

（2）桥梁主体结构监测。包括桥面垂直位移监测、桥面水平位移监测、桥面挠度监测及斜拉桥塔柱的水平位移监测、整体倾斜监测、挠度监测、伸缩量监测等。桥面变形主要由桥墩的位移、倾斜及外界荷载等引起，直接影响过桥行车的安全，对桥梁的安全营运十分重要；塔柱主要通过斜拉索支撑主体的荷载，变形主要由外界荷载产生，及时、准确地掌握塔柱的变形状况对评判斜拉桥的安全状态十分重要。

（3）为完成上述监测，需建立相应的基础控制网，保证桥梁变形监测的精度。

根据不同的测量要求和规范，桥梁变形测量的等级及精度要求也各不相同。在实际的工程监测中，需要根据不同的规范要求实施监测。

（1）桥面沉降监测主要是监测桥梁在垂直方向上的变形。在沉降观测中，需要始终遵循“五定原则”，即基准点、工作基点、观测点点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测环境条件要一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。桥面沉降监测的主要内容包括：沉降观测点布设及网的测量、沉降监测、跨河桥沉降观测等。沉降观测网一般采用闭合水准路线或附合水准路线，用高精度数字水准以进行观测。而对于跨河桥沉降

观测，由于桥墩在河中时，观测采用闭合水准测量。在桥台上架设仪器，观测前后相邻桥台测点，返测时测量往测时未测量的测点，对于中间联测部分，通过往测已测点来进行观测。 （2）桥梁的水平监测主要是通过监测桥梁承台的水平位移来对其进行监测，其监测的主要内容包括水平位移基准网观测及水平位移观测点测量两个主要内容。在实施承台水平位移监测的过程中，首先需要对控制网进行布设和校核，对只布设一条基准线的大桥，只需进行基准点距离测量，但需要建立校核点，作为检核基准线稳定性的条件。对于多条基线的大桥，除上述检核之外，还需进行相邻基准点之间的距离及角度测量。在具体的水平位移观测点观测中，其观测精度主要受测角误差和测距误差的影响。

浅谈变形监测技术在桥梁监测中的应用

1绪论

桥梁的建设展示了我国大桥梁发展的最新技术水平和成就，代表了大桥梁发展方向，使我国公路桥梁建设步人世界先进行列，并对促进区域经济繁荣和发展，完善国道主干线网起到十分重要作用，并产生了巨大的经济效益和社会效益。

本应用研究通过对江阴长江公路大桥的沉降和水平位移监测，探讨变形监测理论在实际工程问题中的应用，通过合适的数据处理方法，分析和总结桥梁变形的规律，为桥梁的养护、管理和决策提供依据和指导。

2桥梁变形监测发展现状

2.1桥梁结构变形监测内容

2.1.1垂直位移监测内容

桥梁结构竖向位移主要包括梁式桥施工期间桥墩、梁体以及运营期间桥墩、桥面的竖向位移测量；拱桥施工期间的桥墩、拱圈以及运营期间的桥墩、桥面垂直位移；悬索桥、斜拉桥施工期间索塔、梁体、锚碇以及运营期间索塔、桥面垂直位移；桥梁两岸边坡垂直位移。

2.1.2水平位移监测内容

桥梁结构水平位移监测主要包括梁式桥施工期间梁体以及运营期间桥面的水平位移监测；拱桥施工期间的拱圈以及运营期间的桥面水平位移监测；悬索桥、斜拉桥施工期间索塔倾斜，塔顶、梁体、锚碇以及运营期间索塔倾斜、桥面水平位移；桥梁两岸边坡水平位移。

2.2 桥梁结构变形监测控制测量

2.2.1 垂直位移监测控制测量

高程控制测量等级的划分，依次为二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量；四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量，五等也可采用GPS 拟合高程测量。

首级高程控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理选择。首级网应布设成环形网，加密网应布设成符合路线或节点网。

特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭

合环或形成由附合路线构成的结点网。

高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1㎝。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。

变形监测技术在桥梁监测中的应用

科学技术在飞速的发展，同时也促使了变形监测打桩手段的快速发展，现代地面测量技术的主要代表是地面三维激光扫描和测量机器人等技术。工程测量的重要研究内容之一就是变形监测，变形监测有着分析和评价建筑物以及工程设施各种过程中的安全状态，而其中重要的测量监测手段一般是指研究材料变形规律及预报材料的变形。本文主要是对某桥梁的沉降数据的监测和承台水平位移数据的监测，探究变形监测技术在桥梁监测中的施工方法和数据处理、分析的模式，为以后在桥梁建设中提供一个合理的监测意见和报告。

标签： 桥梁监测；数据处理；桥梁

1 现代地面测量技术

传统地面测量技术主要以经纬仪、全站仪以及水准仪等大地测量技术为主，这些技术在过去的实用过程中发现了许多的缺点：测量效率低和不易实现自动化。地面激光三维激光扫描和测量机器人的出现替代了传统地面测量技术的短处，并且有着自身的优势，实现了测量上的自动化，具有相对来说较高的测量效率。

1.1地面激光三维扫描技术

这个扫描技术主要采用的是通过激光雷达，直接来测量雷达的中心到地面点之间的角度和距离信息，而来获取地面点上的三维数据。激光雷达是属于那种无何作的目标测量技术，它的测量技术是不像传统地面测量技术那样需要一些标志什么的，它可以直接对一样物体进行测量，能够快速而高度精密的获得物体的三维信息和数据，就是因为这个又被称为三维激光扫描技术。根据承载平台的不同，这个技术可以分为站载、机载、车载型的，这其中的车载和站载是属于地面的三维激光扫描。

1.2自动全站仪RTS（Robotic Total Station）

又被俗称为测量机器人。它与传统的全站仪相比，RTS具有自动的目标识别技术，因为它有着自动识别传感和提供准部转动的两个步进马达。其中内置在全站仪中的CCD阵列传感器是可以识别由棱镜反射回来的红外光，由该传感器判别接受了之后，其中一个负责该项工作的马达就会自动的驱动全站仪转向棱镜，从而实现了全站仪的自动精确照准。该传感器可以识别不可见的红外光，它能够在比较艰难的天气条件下能够正常的进行测量，从而可以实现常规的自动化的测量监测网。

连霍高速公路仁存沟高架桥监测工程技术应用

【关键词】监测；桥台裂缝；锥坡沉降

0.项目概述

仁存沟高架桥位于连霍高速公路郑洛段k630公里处，地处巩义境内。该段地貌形态属黄土丘陵区，微地貌为黄土沟谷。地势起伏较大，地面相对高差约45.0m。该路段底层在勘探深度范围内重要由第四系上更新统冲、洪积层（q3ai+pi）以及第四系中更新统冲、洪积层（q2ai+pi）组成，自上而下依次为：

第四系（q）

冲、洪积层（q3ai+pi）：粉质粘土，呈硬塑状，黄褐色，厚度16.2m。

冲、洪积层（q2ai+pi）：粉质粘土，红褐色，硬塑状，钻孔揭露厚度28.0m。

该高架桥为左右幅分离式桥梁，右幅原设计为5×45m预应力混凝土现浇连续箱梁，后因5号桥台前填土过高，桥台锥坡一直处于不稳定状态，导致桥台路基沉降较大，路面破坏严重，于2007年在5号桥台侧增加了2孔20m预应力混凝土简支空心板，使边坡变形有较大缓解。虽然采用4级台阶锥坡，但由于高度太大，总高度约42.3m，土体压力过大使坡体沉降，导致锥坡及挡土墙拉裂，局部挡土墙外倾；由于夏季高温，使箱梁整体沿路线方向升温而延长等因素，导致5号墩处hzf120梳齿钢板伸缩缝两齿板顶死和桥墩端墙上出现多条竖向、水平及斜裂缝。

同时，由于锥坡沉降变形造成排水设施损坏，导致排水不畅，雨季的大面积积水、雨水下渗，严重影响锥坡稳定和桥梁安全。

1.监测技术

1.1桥墩端墙裂缝监测

1.1.1监测方法

监测采用数显游标卡尺（型号：）。监测频率为每天一次，连续观测44天，7月26日由于交通原因，位进行监测。时间定于每天上午9点30分至9点50分之间，尽量处于相近的自然条件下，以保证监测数据的可靠性和可比性。

1.1.2监测点设置

测点由左向右编号依次为1-10组，每组两个点裂缝两侧各一个，采用水平布置（见图-1）。首先根据测点布置图在桥墩上相应位置进行钻孔，孔径1cm，孔深7cm，然后放置10cm长φ8钢筋，用环氧树脂封口。