第11章 桥梁工程监测

变形观测与数据处理成都理工大学地球科学学院测绘工程系授课曾涛第11章桥梁工程监测主要内容监测内容监测方法实例11.1桥梁工程监测的主要内容一、桥梁墩台变形观测桥梁墩台的变形观测主要包括两方面：1.垂直位移2.水平位移各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；各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。11.1桥梁工程监测的主要内容二、塔柱变形观测1.顶部水平位移2.整体倾斜3.挠度观测4.伸缩量测量三、桥面挠度变形观测四、桥面水平位移变形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)等引起，对于大路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。11.2监测方法1.精密水准测量2.三角高程测量3.液体静力水准测量4.压力测量5.GPS测量一、垂直位移变形观测11.2监测方法1.三角测量2.交会法3.导线测量4.基准线测量5.GPS测量二、水平位移变形观测11.2监测方法1.精密水准测量2.悬锤法3.液体静力水准测量4.精密三角高程测量5.GPS测量6.摄影测量法7.专用挠度仪器观测法三、挠度变形观测11.3工程实例11.3.1湖南白沙大桥沉降变形观测1桥梁概况白沙大桥座落在沅江市郊北部,横跨白沙大河,首尾与204省道相接,是沅江市南北与沅江和南县连接的中心枢纽,主桥为预应力钢筋混凝土连续梁大桥。目前,在湖南省内同类型桥梁中有3个第一:①桩长72m,最大跨度150m,顶推箱梁11孔×50m,全长564m;②大桥全长155104m,主桥长887104m,桥面宽13m;③最高通航水位净高为16m,宽70m。2大桥的监测方案为了能全面分析大桥的沉降情况,获取详细的监测数据,我们在大桥布设了10个沉降监测点。为了保证监测的精度,大部分监测点设在桥墩上,桥南、桥北处分别埋设两个相对稳定的水准监测点BMS,BMN,整个监测路线布设为附和水准路线(监测点布设情况见图1)。2大桥的监测方案监测周期大桥监测历时425天,前两次是每60天监测1次,后4次是每90天监测1次,共6次。监测时间从2003年9月开始,至2004年11月结束。采用四等水准测量，第一次监测采取往返观测,路线全长5.32km;从第二次开始,以后每次只进行单向观测。11.3工程实例11.3.2宁波招宝山大桥变形观测1桥梁概况招宝山大桥飞架甬江入海口的金鸡山与招宝山之间，2001年5月8日竣工通车。招宝山大桥工程由主桥、东、西引桥、招宝山隧道四部分组成，全长2482米，其中主桥为单塔双索面不对称预应力混凝土斜拉桥。长568米，宽29.5米，设6车道，日通过机动车能力5万辆左右，主塔高148.4米，两侧各设25对斜拉钢索。2大桥的监测方案(1)主梁竖向挠度变形观测:测试断面为主桥20-25号墩顶、各跨跨中及主跨其它关键部位，共计15个测试断面，30个测点。见图上，编号从1-9和A-F共15个断面（2）主桥(塔)墩沉降观测:测定主桥22号主塔及20、21、24、25号墩每墩柱的沉降值。其中,主塔设4个,其余墩每墩柱各设1个测点,共计12个沉降点。11.3工程实例11.3.3润扬长江大桥变形观测1桥梁概况润扬长江大桥即镇江-扬州长江公路大桥。润扬长江大桥于2000年10月20日开工建设，她跨江连岛，北起扬州，南接镇江，全长35.66公里。桥梁结构主要由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成，南汊桥主桥是钢箱梁悬索桥，索塔高209.9m，两根主缆直径为0.868m；北汊桥是主双塔双索面钢箱梁斜拉桥，倒Y型索塔高146.9m，钢绞线斜拉索，钢箱梁桥面。该桥主跨径1385m。大桥南汊悬索桥主跨1490米，为中国第一世界第三大跨径悬索桥；悬索桥主塔高215.58米，为国内第一高塔；悬索桥主缆长2600米，为国内第一长缆。2监测内容及方案本次主要监测内容任务是对主跨为1490米的悬索桥进行挠度变形观测。根据索桥的实际情况，本项目组进行了测试方案的比选由于桥梁2/L分点到索塔的高差达8米，对连通器法来说太大；桥梁动挠度惯性测量法和激光图像挠度测量法以及倾角仪法由于技术原因无法实行；水准仪法也因纵坡较大和测程太远而无法采用，因此，只剩下全站仪法可以考虑。经过现场踏勘，全站仪测试组在悬索桥钢箱梁伸缩缝的外测，即相对固定的索塔所在处布设了4个基准点（Sa、Sb;、Xa、Xb），具体位置图1。在大桥上游一侧和下游一侧的桥梁1/8分点各布设7个点，记为：S1、S2、…S7；X1、X2、…X7。其中S4和X4为桥梁中分点（如图所示）。在设计位置上，用强力胶将金属纽扣粘贴在桥面上，观测时，棱镜对中杆直接放置在金属纽扣孔中。金属纽扣粘贴好后，应注意检查，确保其牢固、不会松动。利用全站仪内置的三角高程测量程序进行观测。第14章边坡工程监测主要内容监测内容监测方法实例14.1边坡工程监测的主要内容一、地表位移及裂缝二、地下位移及裂缝