桥梁监测

四、桥梁变形的内容
1）桥梁墩台变形
①各桥墩台的沉降观测，其中包括各墩台沿水流方向(或沿 垂直于桥轴线方向)和沿桥轴线方向的倾斜观测，通称为垂 直位移观测； ②各桥墩台在上下游方向上的水平位移观测，称之横向位 移观测； ③各桥域台沿桥轴线方向的水平位移观测，称为纵向位移 观测；
4.1.1 概述
四、桥梁变形的内容
4.1.2 垂直位移观测方案
三、观测方法
2、跨墩、跨河水准测量
主桥观测点位于墩面上，大型桥梁跨距达上百米。欲实现 墩间高程传递，其前、后视距远超出《规范》对一等精密水准 测量的最大视距的规定，应采用跨河水准测量法施测。 跨河水准测量的工作量大、耗费人力多，对于跨距相等的 桥梁可使用前、后视等距的跨墩水准测量代替。
横向位移观测：测定桥墩(台)沿水流方向 的变形量。 对直线型的桥梁，其测定方法采用基准线 法最为有利，对曲线型桥梁可采用前方交会 法、导线测量法等。
4.1.3 横向位移观测方案
⑴ 基准线法
基准线法基本原理是：过线段的两个端点(A、 B)建立一基准线，测定观测点(i)对过基准线的铅 直面S的偏离值li；两个周期观测偏离值之差便是i 点的横向位移观测值。
4.1.2 垂直位移观测方案
三、观测方法
2、跨墩、跨河水准测量
对长距离跨墩水准测量的作业，必须要有一定的措施提高其 观测精度。 选用性能稳定、i角变化小的仪器，仪器与微型水准尺应置 于观测墩上，如果需要使用3米水准尺，则必须将其固定在观 测点上。
照准方法：
单分划照准
双分划照准
三分划照准
4.1.3 横向位移观测方案
与桥梁本身相联系的原因，即作用在桥梁上部结构的恒载 与作用在墩台的垣载、墩台与梁的结构、型式以及活载(车 辆通过时的震动，风力等)的作用。 由于勘测、设计、施工以及运营管理工作不合理，也会使 桥梁产生额外的变形。
4.1.1 概述ຫໍສະໝຸດ Baidu
三、桥梁变形的分类
• 静态变形，通常指变形观测的结果只表示在某一期间内的变 形值。 • 动态变形，指在外力影响下而产生的变形，它是以外力为函 数来表示的对于时间的变化，其观测结果是表示桥梁在某个 时刻的瞬时变形。 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。
4.1.5 挠度观测方案
一、活载挠度观测
活载挠度观测的方法是在桥墩面的上、下游各安置一 台经纬仪，在一孔钢梁中间的节点上倒挂一根尺子。
在列车未来之前，观测员将经纬仪望远镜照准倒尺，读取读数a。固定视 线不变；当火车通过时，读取b值，火车通过之后，再谈取c值(称为归零 值)，由此可求得挠度值为：b-1/2(a+c)。货车各车箱的重量分布是不均 匀的施加在钢梁的不同部位上，因此，b值是不断变化的。一列货车通过 后，应取最大的b值来计算钢梁的挠度值。为了测定在同一荷载作用下， 钢梁上、下游的挠度变化，不管上行或下行的列车通过时，两观测员应 同时观测。要获得较为可靠的挠度值，必须对上、下行的列车进行多次 抽样观测．才能得到钢梁上、下游的最大挠度值。
4.1.3 横向位移观测方案
⑵前方交会法
曲线桥梁，由于各墩不在一条直线上，难以直接用距 离测量法和基准线法分别观测桥墩台纵横向两面三个方向 上的位移，这时通常采和前方交会法。该法的优点是能求 得纵、横向位移值的总量，投影到纵、横方向线上，即可 求得纵、横向位移量。
⑶导线测量法
导线两端连接于桥台工作基点上，每一个墩上设置一 导线点，也是观测点。通过重复观测，由两期观测成果比 较可得观测点的位移。由于这种方法要在桥墩观测点上设 站，所以不如前方交会法简便。
4.1.5 挠度观测方案
一、恒载挠度观测
观测方法：水准测量 在桥梁两端布设高程基准，观测各节点相对于两端点 连线的下垂量。
注：对于车辆来往频繁的桥梁，不仅影响观测工作， 而且还危及人身与仪器的安全，因此在作业过程中 要求观测员精力集中，抓紧时间观测出可靠的成果。 此外，应派两名安全员，晾望上、下行车辆，及时 报警，保证安全。
三、观测方法
特大桥梁垂直位移观测的外业工作，包括陆地水准 测量；跨墩、跨河水准测量。 1、陆地水准测量 基准点观测与引桥观测点观测均属陆地水准测量。
注：对于施测精度要求较高的特大桥梁变形观测，为 了防止尺子与仪器下沉，对非混凝土地段，立尺点应 设固定铁桩标志，若仪器架设在土坡上，应在脚架支 撑处打下大木桩；
4.1.2 垂直位移观测方案
一、变形观测控制网
2、监测点布设
• 观测点的布设应遵循既要均匀又要有重点的原则。为全面判 断桥梁各部分的稳定性，每个桥墩上应布置观测点；对那些 受力不均匀、地基基础不良的部位或结构的重要部位，应加 密观测点，尤其主桥桥墩更是这样。
4.1.2 垂直位移观测方案
二、点位结构
4.1.4 纵向位移观测方案
纵向位移观测是测定两桥台、相邻桥墩和桥墩 台之间在桥轴线方向上的距离变化。
4.1.5 挠度观测方案
• 挠度观测分为恒载和活载挠度观测。 • 恒载挠度观测是测定桥梁自重和构件安装误差引 起的桥梁下垂量。 • 活载挠度观测是测定车辆通过时在其重量和冲量 作用下钢梁产生的挠曲变形；它是弹性变形，荷 裁消失时变形也随之消失，当挠曲变形超过一定 数值时，会影响车辆安全行驶和钢梁支座的使用 寿命，因此须对桥梁定期地进行挠度观测。
4.1.1 概述
四、桥梁变形的内容
桥梁变形观测的任务： 对各桥桥梁墩台在空间的位置(即对各桥梁墩台上的观测 点的三维坐标)和对桥跨结构的挠度，进行周期性的重复观
测，求得其在两个观测周期间的变化值和瞬时变形值。为了
正确反映桥梁的变化情况，达到监视其安全运营和了解其变 形规律的目的。
4.1.1 概述
2）桥面挠度观测、水平位移
桥墩结构(例如，钢梁)在恒载与活载情况下的挠度观测
3）塔柱变形观测（斜拉桥、悬索桥）
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
4.1.2 垂直位移观测方案
一、变形观测控制网
变形观测网中包括控制点和观测点两部分。 控制点又分为基准点和工作基点。 基准点是网中位于桥梁承压范围之外，被视为稳定 不动的点； 工作基点全部位于承压区之内，用以直接测定观测 点变形。 观测点布设在桥梁墩台选定的位置上。
基准点的点位结构以确保其稳定为原则，一般可采用地面 岩石标，埋设至基岩。若大桥飞架两山之间，有条件时最好 使用平酮岩石标。
4.1.2 垂直位移观测方案
二、点位结构
观测点的标志结构分引桥与主桥两部分。引端观测点可采用 墙上标志。由于墩面使用空间的限制，主桥变形观测点遵循 一点多用的原则。
4.1.2 垂直位移观测方案
4.1.2 垂直位移观测方案
一、变形观测控制网
1、基准点布设
• 基准点的选定：应尽量选在桥梁承压区之外，但又不宜离桥 梁墩台太远，以免加大实测工作量及增大测量的累积误差。 一般来说，以不远于桥梁墩台1km-2km为宜。基准点需成 组埋设，以便相互检核。 • 工作基点的选定：一般选在桥台上，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。
4、建（构）筑物变形监测
——4.1 桥梁变形监测
4.1.1 概述
一、桥梁简介
桥梁的基本类型：简支梁桥、拱桥、钢构桥、悬索桥、斜拉桥及 其组合体系桥。
4.1.1 概述
一、桥梁简介
4.1.1 概述
二、桥梁变形的原因
自然条件及其变化，即桥墩台地基的工程地质、水文地质、
土壤的物理性质、大气温度、水位变化以及地震等。