九章 桥梁工程变形监测.ppt

第九章 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 概 述 桥梁监测对象 桥梁墩台 塔柱 桥面 概 述 桥梁技术的发展 预应力技术 大跨度索支撑桥梁 大跨度桥梁 抗风、抗震理论以及新材料新工艺的发展促进达大跨度桥梁的发展 桥梁安全性监测日益重要 概 述 桥梁技术的发展 概 述 桥梁技术的发展 概 述 桥梁变形监测的目的和意义 验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息 用于深入研究大跨度桥梁结构及环境中的未知或不确定性的问题 概 述 桥梁监测目的与意义 因环境因素作用、荷载过重、时间等原因，结构使用功能退化 大跨度施工和运营环境复杂，及轻柔化和功能复杂化，安全性不能忽视 桥梁破坏原因，除人为外，自然原因中的循环荷载作用下的疲劳损伤，以及损伤结构在动力荷载的作用下的裂纹失稳扩展是主要原因 概 述 桥梁监测目的与意义 桥建成后，结构状态识别和确认，运营过程中的损伤监测、预警及实时维修制度的建立，有利于根本上消除灾难隐患 概 述 桥梁监测目的与意义 桥梁的抗风、抗震和新材料新工艺的设计中，存在许多未知和假设，需要相关数据进行研究 桥梁结构的安全评估技术的研究需要现场试验和调查 概 述 桥梁监测作用 保证桥梁安全 验证桥梁结构设计是否合理 为设计理论研究的改进提供数据 变形监测的内容 桥梁变形分类 静态变形 变形观测结果只表示在某一个期间内的变形值，是时间的函数。例如桥墩台的变形 动态变形 在外力影响下产生的变形，是桥梁在某个时刻的瞬时变形，以外力为函数表示的对于时间的变化。例如桥梁结构的挠度变形 变形监测的内容 桥梁工程变形观测的主要内容 桥梁墩台变形观测 墩台的垂直位移观测 墩台特征位置的垂直位移；沿桥轴线方向的倾斜观测 墩台的水平位移观测 在上下游方向的横向位移观测 沿桥轴线方向的纵向水平位移观测 变形监测的内容 桥梁工程变形观测的主要内容 塔柱变形观测 塔柱顶部水平位移观测 塔柱整体倾斜观测 塔柱周日变形观测 塔柱挠度观测 塔柱体伸缩量观测 变形监测的内容 桥梁工程变形观测的主要内容 塔柱变形观测 塔柱顶部水平位移观测 塔柱整体倾斜观测 塔柱周日变形观测 塔柱挠度观测 塔柱体伸缩量观测 变形监测的内容 桥梁工程变形观测的主要内容 桥面挠度观测 挠度指桥面轴线的垂直位移观测 桥面在外界荷载作用下，发生变形，使桥梁实际线形与设计线形产生差异，影响内部应力状态 变形监测的内容 桥梁工程变形观测的主要内容 桥面水平位移观测 主要指垂直于桥轴线方向的水平位移 主要由基础的位移、倾斜、外界荷载等引起 对大跨径的斜拉索桥和悬索桥，风荷载使桥面产生大幅度的摆动 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测 定期测量布设在桥墩台上的观测点相对于基准点的高差，求得观测点的高程，利用不同时期观测点的高程求出墩台的垂直位移 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测方法 精密水准测量 精度高、可靠性好，测量绝对沉降量 监测成本低 劳动强度高、速度慢、难以做到同步测量 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测方法 三角高程测量 短距离时能达到较高精度 距离超过400m时，因大气折光影响，精度迅速下降 适用于高塔柱、水中墩台等不适合水准测量的沉降监测 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测方法 液体静力水准测量 精度高、速度快、可实现自动化 两点间高差不能过大，测定的是相对高差 价格高 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测方法 压力测量 测量两点间的压力变化，并将压力变化量转化为高程的变化量 价格高 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 垂直位移监测方法 GPS测量 精度低 可实现动态、自动化监测 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 水平位移监测方法 监测方法与桥梁形状有关 直线桥梁：基准线法、测小角法 曲线桥梁：三角测量、交会法、导线测量 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 挠度监测 静荷载挠度观测 测量桥梁自重和构件安装误差引起的桥梁下垂量 动荷载挠度观测 车辆通过时，车辆重量和冲量作用下的桥梁的挠曲变形 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 挠度监测方法 悬垂法 水准仪直接测量法 水准仪逐点测量法 摄影测量法 微波干涉测量法 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 挠度监测的悬垂法 设备简单、操作方便 现场要求有稳定的基准点 适用于干河床的情况 只能测量某些点的静挠度 结果包含沉降变形值，精度低 变形监测的内容 桥梁变形监测方法 挠度监测的精密水准法 利用基准点