变形监测技术在桥梁监测中的应用万成洋

变形监测技术在桥梁监测中的应用万成洋

万成洋

身份证32083019900917xxxx江苏南京210000

摘要：在城市发展中，桥梁工程建设非常重要，建设数量不断增加，同时对其安全性能也提出了更高的要求。在桥梁施工过程中加强其变形监测，确保整个桥梁工程的安全。本文主要介绍了变形监测技术、桥梁变形监测内容及应用原理、方法和技术等等，以供参考。

关键词：变形监测技术；桥梁监测；应用

引言

随着我国监测领域的发展，变形监测新技术得以应用，其对变形物体、现象能够进行长久观测，然后以此对其变形进行分析，能够对其变形方向进行有效预测。我国很多领域都结合了该项技术，而且都有效地促进了这些领域的发展。

1变形监测技术内容概述

变形监测技术的本质便是测量，主要是利用监测技术对被监测的桥梁对象所存在的位置空间进行准确定位，还可以利用变形监测技术对桥梁内部结构形态随时间推移发生的变化规律进行研究，从而使得在桥梁工程施工过程中，可以根据监测数据进行合理安排，为施工质量提供保障。因此，在桥梁监测中利用变形监测技术可以确保工程项目的整体质量。变形监测技术能对桥梁工程项目的安全性进行客观的分析与评价，将其参数、设计进行合理设置，同时还可以根据施工质量，对桥梁的变形特点做出分析，通过预估的方式对桥梁变形进行预报。桥梁变形监测的主要方法便是利用工程测量的相关知识以及先进的测量手段，借助精密的测量仪器、设备，在桥梁水平、垂直的两个方向，对其变形的程度进行定期、不定期的监测，从而对桥梁的整体性能进行判断。

2桥梁变形监测的内容及应用原理

2.1桥面沉降监测

桥面沉降监测就是对桥梁垂直方向上位移变形的测量。在实际操作中，桥梁沉降监测主要依据的原则分别为:点位基准点、工作基点和观测点的稳定;仪器和设备的放置必须平稳固定;测量人员在同一测量过程中尽量保证稳定，以防止更大误差的出现;保证前后一致的观测与环境条件;以及在对工程中各组成部分进行观测时，保证镜位的固定同一、观测路线选择与运用程序方法的相同这五条。而在内容方面，桥面沉降监测则包括了布设沉降观测点，测量网，对跨河桥的沉降进行监测等多个方面。在现场实际施工中，桥梁沉降监测一般采用闭合水准路线或附合水准路线的方法对位移变形进行测量，并通过高精度水准仪的运用，确定沉降观测网。而闭合水准测量法则适用于桥墩在河中央的跨河桥，在测量时先将仪器架设在桥台上，再选择两个前后相邻的桥台作为测点进行观测，待测量结束后还需进行返测来测量往测时遗漏测量的点，最后对于中间联测的部分则通过往测已测点来进行观测。

2.2桥梁承台水平监测

桥梁承台水平监测工作主要是测量承台的水平位移情况，其包括监测水平位移基准网观测和水平位移观测点测量两项内容。桥梁承台水平监测的工作流程：首先保障基准控制网的合理布设，在设置基准线时，对基准线条数的选择存在两种情况：第一种情况是布设一条基准线，在此基础上测量其基准点间距离即可。需要注意的是，要建立校核点来保证基准线在监测过程中不发生偏移。第二种情况是布设多条基准线，这种情况不仅要完成第一种情况的工作，还要测量相邻基准点之间的距离、角度。在承台的水平监测中，测量误差和测距误差是影响观测精度的两大因素。

3桥梁变形监测的方法

3.1物理传感器法

常规大地测量法在桥梁整体变形监测中发挥着重要作用，但遇到要求监测桥梁局部变形情况时，其比不上物理传感器法的应用。物理传感器法能够监测桥梁局部变形情况，弥补常规大地测量法的不足。现阶段在进行桥梁局部监测工作时，采用的物理传感器有测力计、位移计、倾斜计、重量动态测量仪、电子水平仪等。另外，还包括一部分传感器是针对外界环境条件进行研究的，比如温度、湿度、压力、风力等外界条件。比如唐山高等人采用倾斜传感器来测量位移的变化，其主要研究的是塞浦路斯高速公路高架桥桥墩的位移变化情况；胡现辉等人通过集成技术将电子水平仪、计算机有效地结合起来，完成计算机的有效控制，从中获取电子水平仪的有效、准确的倾斜数据，并根据这些数据绘制出桥梁变形图。在监测桥梁的局部变形情况时，常常将物理传感器固定在桥梁中，传感器具有较强的灵活性和适应能力，不论环境多么复杂、恶劣，传感器都能完成自动化观测。尽管传感器有很多优点，但该方法存在一定的局限性，只能监测桥梁的局部变形和相对变形情况，无法掌握桥梁整体的变形情况，与常规大地测量法正好互补。

3.2常规大地测量法

在二十世纪八十年代前，测量人员主要采用常规大地测量法来监测桥梁变形情况。测量工作确定了方法，还需要仪器的参与，通常会采用电子测量仪器和光学测量仪器。根据桥梁监测的要求，对基准点间的距离和角度进行定期测量，从中取得桥梁监测点的三维坐标，进而确定桥梁结构的水平位移和垂直位移。大地测量法具有灵活性强、精度高、成本低的优点，在桥梁监测领域受到广泛的应用。

4变形监测技术在桥梁监测中的应用

伴随着计算机技术和空间技术的迅速发展，测量技术有了一定的进步，尤其是变形监测技术发展、应用都有很大的变化。桥梁变形监测技术的不断进步，适应着时代变化的需求，其应用范围也是越来越广。

4.1雷达干涉测量技术

与INSAR技术相比，差分干涉的精度更高。具体来说，INSAR技术提取高程的精度可达数米，而差分干涉可将精度提至厘米级甚至毫米级，可以监测桥梁的微小变形情况。国外研制的遥感干涉测量系统很成功，并应用于桥梁和建筑物的变形监测中。我国引进该项系统，对钱塘江大桥、金沙江大桥、石崆山大桥进行静态监测、动态监测及自振频率监测，监测数据结果显示：该系统能够快速、准确地获得桥梁静态、动态变化的数据，其静态精度能达到0.1毫米、动态精度能达到0.01毫米；在对斜拉桥监测过程中，遥感干涉测量系统可以一次同时测量多根桥索，并且其监测过程不会给交通带来不便。

4.2摄影测量技术

应用于桥梁变形监测的摄影测量技术，主要是对大范围的地面变形情况进行监测。与全站仪测量技术相比，摄影测量技术不仅精度不高，而且测量设备成本很高，其应用情况还需要进一步研究。

4.3GPS测量技术

GPS技术主要是通过布设平面控制网、基准站等来完成大型桥梁工程长时间、不间断地监测，从中获取静态监测数据和动态监测数据。GPS技术的实践与应用，在保障监测结果的准确性、可靠性的前提下，极大程度上减少了测量人员的工作任务，降低了员工的劳动强度，同时还节省了施工成本。

结语

变形监测技术是确保桥梁工程项目整体安全的重要技术，只有将这种技术不断完善、优化，才能在桥梁监测中更加灵活的应用。但在实际监测过程中，还会受到施工实际情况、天气变化、气候条件等多种因素影响，因此只有将变形监测技术更加充分、灵活的掌握，才能确保桥梁工程项目的整体安全，避免在使用过程中由于变形问题对人们的生命财产安全造成危害。

参考文献

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