高速铁路桥梁工程变形监测分解

观测点的布设
第 •在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重 节 点的原则。均匀布设是指在每个墩台上都要 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测 2
布设观测点，以便全面判断桥梁的稳定性； 重点布设是指对那些受力不均匀、地基基础 不良或结构的重要部分，应加密观测点，主 桥桥墩尤应如此。 •主桥墩台上的观测点，应在墩台顶面的上下 游两端的适宜位置处各埋设一点，以便研究 墩台的沉降和不均匀沉陷（即倾斜变形）。
索塔挠度观测的目的
第 (1) 在索塔建设过程中，随着索塔高度的增加，挠度 节 变形的幅度也急剧增大。只有准确地掌握索塔摆动 和扭转的规律，才能有效地指导施工和相应的施工 桥 测量工作。 梁 挠 (2) 在大桥钢箱梁吊装过程中，由于施工原因，致 度 使索塔两侧受力不平衡，从而使索塔在顺桥向产生 观 一定的偏移。这种偏移有时可达几十厘米。为了将 测 这种变形限制在一定范围内，不致于使其危及索塔 安全，需对此变形进行观测。 (3) 为了延长桥梁的使用寿命，验证工程设计与施 工的效果，并为科学研究提供资料，应该对桥梁进 行变形观测。 3
高速铁路桥梁工程变形监测
变 形 监 测 与 变 形 分 析
主要内容
高 速 铁 路 桥 梁 工 程 变 形 监 测
•概述 •桥梁基础垂直位移监测 •桥梁挠度观测 •桥梁结构的健康诊断
高速铁路桥梁工程变形监测
变 形 监 测 与 变 形 分 析
§1 概述
目的与意义
第 •桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对 1
桥面水平位移观测
第 1 节 概 述
•桥面水平位移主要是指垂直于桥轴线方向 的水平位移。 •桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以 及外界荷载（风、日照、车辆等）等引起， 对于大跨径的斜拉桥和悬索桥，风荷载可 使桥面产生大幅度的摆动，这对桥梁的安 全运营十分不利。
垂直位移监测方法
第 1 节 概 述
•精密水准测量 • 三角高程测量 •液体静力水准测量 •压力测量法 •GPS测量
桥梁墩台变形观测
桥梁墩台的变形观测主要包括两方面： •墩台的垂直位移观测。主要包括墩台特征 位置的垂直位移和沿桥轴线方向（或垂直于 桥轴线方向）的倾斜观测。 •墩台的水平位移观测。其中各墩台在上、 下游的水平位移观测称为横向位移观测；各 墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向 位移观测。两者中，以横向位移观测更为重 要。
桥梁的变形
第 1 节 概 述
桥梁变形按其类型可分为静态变形和动态 变形; •静态变形是指变形观测的结果只表示在某 一期间内的变形值，它是时间的函数。 •动态变形是指在外力影响下而产生的变形， 它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是 以外力为函数来表示的对于时间的变化。 •桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而 桥梁结构的挠度变形则是动态变形。
水平位移监测方法
第 1 节 概 述
•三角测量法 •交会法 • 导线测量法 •基准线法 •测小角法 •GPS观测 •专用方法
挠度观测方法
第 1 节 概 述
•悬锤法 •精密水准法 •全站仪观测法 •GPS观测法 •静力水准观测法 •测斜仪观测法 •摄影测量法 •专用挠度仪观测法
高速铁路桥梁工程变形监测
垂直位移观测
第 2 节 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测
•所谓垂直位移观测，就是定期地测量布设 在桥墩台上的观测点相对于基准点的高差， 以求得观测点的高程，并将不同时期观测点 的高程加以比较，得出墩台的垂直位移值。 •监测点的观测一般应根据实际情况布设成 附合路线或闭合路线。 •观测点观测包括引桥观测点观测和水中桥 墩观测点的观测。由于引桥观测点是在岸上， 其施测方法与一般水准测量方法相同。
高速铁路桥梁工程变形监测
变 形 监 测 与 变 形 分 析
§3 桥梁挠度观测
索塔挠度观测
第 索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的 3 节 水平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平 桥 梁 挠 度 观 测
位移和垂直于桥轴线方向的水平位移。 索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面： （1） 由于索塔两侧的拉力不等，而使索塔在 顺桥向产生挠度变形； （2） 由于索塔受风力、日照等外界环境因素 的影响，而产生挠度变形； （3） 由于设计与施工的不合理性，而使索塔 产生额外的变形。
桥梁的健康诊断和安全运营有着重要的意义。 节 •成桥后的结构状态识别和确认，桥梁运营过程中 概 的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助 述 于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。 •运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是 理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有 关结构行为与环境规律的最真实的信息。 •桥梁安全监测带来的将不仅是监测系统和对某特 定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研 究的“现场实验室”。
基点网的布设
第 •为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监 节 测基点网，基点网由基准点和工作基点组 桥 梁 基 础 垂 直 பைடு நூலகம் 移 监 测 2
成。 •基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又 不宜离桥梁墩台太远。基准点需成组埋设， 以便相互检核。 •工作基点一般选在桥台或其附近，以便于 观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各 桥墩相对于桥台的变形。而工作基点的垂 直变形可由基准点测定，以求得观测点相 对于稳定点的绝对变形。
塔柱变形观测
（1）塔柱顶部水平位移监测； （2）塔柱整体倾斜观测； （3）塔柱周日变形观测； （4）塔柱体挠度观测； （5）塔柱体伸缩量观测。
桥面挠度观测
•桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。 •桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使 桥梁的实际线形与设计线形产生差异，从而 影响桥梁的内部应力状态。 •过大的桥面线形变化不但影响行车的安全， 而且对桥梁的使用寿命有直接的影响。
变 形 监 测 与 变 形 分 析
§2 桥梁基础垂直位移监 测
概述
第 2 节 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测
•桥梁垂直位移观测主要研究桥梁墩台 空间位置在垂直方向上的变化。 •观测建筑物垂直位移的方法有多种， 如：精密水准测量、连通管测量、GPS 测量等; •各种方法都有其自身的特点，在实际 工程中，应根据工程特点和要求灵活 应用。