变形监测技术与应用11章课件.ppt

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1、变形监测与变形分析第十一章桥梁工程变形监测1主要内容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第十一章　桥梁工程变形监测2§1概述变形监测与变形分析第十一章桥梁工程变形监测3目的与意义桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对桥梁的健康诊断和安全运营有着重要的意义。成桥后的结构状态识别和确认，桥梁运营过程中的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助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

2、应该成为桥梁研究的“现场实验室”。第1节　概述4桥梁的变形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。第1节　概述5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

3、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。第1节　概述6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。第1节　概述7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。第1节　概述8桥面水平位移观测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

4、）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。第1节　概述9垂直位移监测方法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测量第1节　概述10水平位移监测方法三角测量法交会法导线测量法基准线法测小角法GPS观测专用方法第1节　概述11挠度观测方法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第1节　概述12§2桥梁基础垂直位移监测变形监测与变形分析第十一章桥梁工程变形监测13概述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

5、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。第2节　桥梁基础垂直位移监测14基点网的布设为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监测基点网，基点网由基准点和工作基点组成。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。第2节　桥梁基础垂直位移监测15观测点的布设在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重点的原则。均匀布设是指在每个墩台上都

6、要布设观测点，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）。第2节　桥梁基础垂直位移监测16垂直位移观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

7、量方法相同。第2节　桥梁基础垂直位移监测17§3桥梁挠度观测变形监测与变形分析第十一章桥梁工程变形监测18索塔挠度观测索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的水平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平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