橋梁監(jiān)測(cè)PPT演示課件

4 建 構(gòu) 筑物變形監(jiān)測(cè) 4 1橋梁變形監(jiān)測(cè) 1 4 1 1概述 一 橋梁簡(jiǎn)介 橋梁的基本類型 簡(jiǎn)支梁橋 拱橋 鋼構(gòu)橋 懸索橋 斜拉橋及其組合體系橋 2 4 1 1概述 一 橋梁簡(jiǎn)介 3 4 1 1概述 二 橋梁變形的原因 自然條件及其變化 即橋墩臺(tái)地基的工程地質(zhì) 水文地質(zhì) 土壤的物理性質(zhì) 大氣溫度 水位變化以及地震等 與橋梁本身相聯(lián)系的原因 即作用在橋梁上部結(jié)構(gòu)的恒載與作用在墩臺(tái)的垣載 墩臺(tái)與梁的結(jié)構(gòu) 型式以及活載 車輛通過(guò)時(shí)的震動(dòng) 風(fēng)力等 的作用 由于勘測(cè) 設(shè)計(jì) 施工以及運(yùn)營(yíng)管理工作不合理 也會(huì)使橋梁產(chǎn)生額外的變形 4 4 1 1概述 三 橋梁變形的分類 靜態(tài)變形 通常指變形觀測(cè)的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值 動(dòng)態(tài)變形 指在外力影響下而產(chǎn)生的變形 它是以外力為函數(shù)來(lái)表示的對(duì)于時(shí)間的變化 其觀測(cè)結(jié)果是表示橋梁在某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)變形 橋梁墩臺(tái)的變形一般來(lái)說(shuō)是靜態(tài)變形 而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動(dòng)態(tài)變形 5 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 橋梁變形觀測(cè)的任務(wù) 對(duì)各橋橋梁墩臺(tái)在空間的位置 即對(duì)各橋梁墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo) 和對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的撓度 進(jìn)行周期性的重復(fù)觀測(cè) 求得其在兩個(gè)觀測(cè)周期間的變化值和瞬時(shí)變形值 為了正確反映橋梁的變化情況 達(dá)到監(jiān)視其安全運(yùn)營(yíng)和了解其變形規(guī)律的目的 6 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 1 橋梁墩臺(tái)變形 各橋墩臺(tái)的沉降觀測(cè) 其中包括各墩臺(tái)沿水流方向 或沿垂直于橋軸線方向 和沿橋軸線方向的傾斜觀測(cè) 通稱為垂直位移觀測(cè) 各橋墩臺(tái)在上下游方向上的水平位移觀測(cè) 稱之橫向位移觀測(cè) 各橋域臺(tái)沿橋軸線方向的水平位移觀測(cè) 稱為縱向位移觀測(cè) 7 4 1 1概述 四 橋梁變形的內(nèi)容 2 橋面撓度觀測(cè) 水平位移橋墩結(jié)構(gòu) 例如 鋼梁 在恒載與活載情況下的撓度觀測(cè)3 塔柱變形觀測(cè) 斜拉橋 懸索橋 塔柱頂部水平位移監(jiān)測(cè) 塔柱整體傾斜觀測(cè) 塔柱周日變形觀測(cè) 塔柱體撓度觀測(cè) 塔柱體伸縮量觀測(cè) 8 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 一 變形觀測(cè)控制網(wǎng) 變形觀測(cè)網(wǎng)中包括控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)兩部分 控制點(diǎn)又分為基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn) 基準(zhǔn)點(diǎn)是網(wǎng)中位于橋梁承壓范圍之外 被視為穩(wěn)定不動(dòng)的點(diǎn) 工作基點(diǎn)全部位于承壓區(qū)之內(nèi) 用以直接測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)變形 觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在橋梁墩臺(tái)選定的位置上 9 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 一 變形觀測(cè)控制網(wǎng) 1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選定 應(yīng)盡量選在橋梁承壓區(qū)之外 但又不宜離橋梁墩臺(tái)太遠(yuǎn) 以免加大實(shí)測(cè)工作量及增大測(cè)量的累積誤差 一般來(lái)說(shuō) 以不遠(yuǎn)于橋梁墩臺(tái)1km 2km為宜 基準(zhǔn)點(diǎn)需成組埋設(shè) 以便相互檢核 工作基點(diǎn)的選定 一般選在橋臺(tái)上 以便于觀測(cè)布設(shè)在橋梁墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn) 測(cè)定各橋墩相對(duì)于橋臺(tái)的變形 10 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 一 變形觀測(cè)控制網(wǎng) 2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)遵循既要均勻又要有重點(diǎn)的原則 為全面判斷橋梁各部分的穩(wěn)定性 每個(gè)橋墩上應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn) 對(duì)那些受力不均勻 地基基礎(chǔ)不良的部位或結(jié)構(gòu)的重要部位 應(yīng)加密觀測(cè)點(diǎn) 尤其主橋橋墩更是這樣 11 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 二 點(diǎn)位結(jié)構(gòu) 基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位結(jié)構(gòu)以確保其穩(wěn)定為原則 一般可采用地面巖石標(biāo) 埋設(shè)至基巖 若大橋飛架兩山之間 有條件時(shí)最好使用平酮巖石標(biāo) 12 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 二 點(diǎn)位結(jié)構(gòu) 觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志結(jié)構(gòu)分引橋與主橋兩部分 引端觀測(cè)點(diǎn)可采用墻上標(biāo)志 由于墩面使用空間的限制 主橋變形觀測(cè)點(diǎn)遵循一點(diǎn)多用的原則 13 特大橋梁垂直位移觀測(cè)的外業(yè)工作 包括陸地水準(zhǔn)測(cè)量 跨墩 跨河水準(zhǔn)測(cè)量 1 陸地水準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)與引橋觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)均屬陸地水準(zhǔn)測(cè)量 注 對(duì)于施測(cè)精度要求較高的特大橋梁變形觀測(cè) 為了防止尺子與儀器下沉 對(duì)非混凝土地段 立尺點(diǎn)應(yīng)設(shè)固定鐵樁標(biāo)志 若儀器架設(shè)在土坡上 應(yīng)在腳架支撐處打下大木樁 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 三 觀測(cè)方法 14 2 跨墩 跨河水準(zhǔn)測(cè)量主橋觀測(cè)點(diǎn)位于墩面上 大型橋梁跨距達(dá)上百米 欲實(shí)現(xiàn)墩間高程傳遞 其前 后視距遠(yuǎn)超出 規(guī)范 對(duì)一等精密水準(zhǔn)測(cè)量的最大視距的規(guī)定 應(yīng)采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量法施測(cè) 跨河水準(zhǔn)測(cè)量的工作量大 耗費(fèi)人力多 對(duì)于跨距相等的橋梁可使用前 后視等距的跨墩水準(zhǔn)測(cè)量代替 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 三 觀測(cè)方法 15 2 跨墩 跨河水準(zhǔn)測(cè)量對(duì)長(zhǎng)距離跨墩水準(zhǔn)測(cè)量的作業(yè) 必須要有一定的措施提高其觀測(cè)精度 選用性能穩(wěn)定 i角變化小的儀器 儀器與微型水準(zhǔn)尺應(yīng)置于觀測(cè)墩上 如果需要使用3米水準(zhǔn)尺 則必須將其固定在觀測(cè)點(diǎn)上 4 1 2垂直位移觀測(cè)方案 三 觀測(cè)方法 照準(zhǔn)方法 單分劃照準(zhǔn) 雙分劃照準(zhǔn) 三分劃照準(zhǔn) 16 4 1 3橫向位移觀測(cè)方案 橫向位移觀測(cè) 測(cè)定橋墩 臺(tái) 沿水流方向的變形量 對(duì)直線型的橋梁 其測(cè)定方法采用基準(zhǔn)線法最為有利 對(duì)曲線型橋梁可采用前方交會(huì)法 導(dǎo)線測(cè)量法等 17 4 1 3橫向位移觀測(cè)方案 基準(zhǔn)線法基準(zhǔn)線法基本原理是 過(guò)線段的兩個(gè)端點(diǎn) A B 建立一基準(zhǔn)線 測(cè)定觀測(cè)點(diǎn) i 對(duì)過(guò)基準(zhǔn)線的鉛直面S的偏離值li 兩個(gè)周期觀測(cè)偏離值之差便是i點(diǎn)的橫向位移觀測(cè)值 18 4 1 3橫向位移觀測(cè)方案 前方交會(huì)法曲線橋梁 由于各墩不在一條直線上 難以直接用距離測(cè)量法和基準(zhǔn)線法分別觀測(cè)橋墩臺(tái)縱橫向兩面三個(gè)方向上的位移 這時(shí)通常采和前方交會(huì)法 該法的優(yōu)點(diǎn)是能求得縱 橫向位移值的總量 投影到縱 橫方向線上 即可求得縱 橫向位移量 導(dǎo)線測(cè)量法導(dǎo)線兩端連接于橋臺(tái)工作基點(diǎn)上 每一個(gè)墩上設(shè)置一導(dǎo)線點(diǎn) 也是觀測(cè)點(diǎn) 通過(guò)重復(fù)觀測(cè) 由兩期觀測(cè)成果比較可得觀測(cè)點(diǎn)的位移 由于這種方法要在橋墩觀測(cè)點(diǎn)上設(shè)站 所以不如前方交會(huì)法簡(jiǎn)便 19 4 1 4縱向位移觀測(cè)方案 縱向位移觀測(cè)是測(cè)定兩橋臺(tái) 相鄰橋墩和橋墩臺(tái)之間在橋軸線方向上的距離變化 20 4 1 5撓度觀測(cè)方案 撓度觀測(cè)分為恒載和活載撓度觀測(cè) 恒載撓度觀測(cè)是測(cè)定橋梁自重和構(gòu)件安裝誤差引起的橋梁下垂量 活載撓度觀測(cè)是測(cè)定車輛通過(guò)時(shí)在其重量和沖量作用下鋼梁產(chǎn)生的撓曲變形 它是彈性變形 荷裁消失時(shí)變形也隨之消失 當(dāng)撓曲變形超過(guò)一定數(shù)值時(shí) 會(huì)影響車輛安全行駛和鋼梁支座的使用壽命 因此須對(duì)橋梁定期地進(jìn)行撓度觀測(cè) 21 4 1 5撓度觀測(cè)方案 一 恒載撓度觀測(cè) 觀測(cè)方法 水準(zhǔn)測(cè)量在橋梁兩端布設(shè)高程基準(zhǔn) 觀測(cè)各節(jié)點(diǎn)相對(duì)于兩端點(diǎn)連線的下垂量 注 對(duì)于車輛來(lái)往頻繁的橋梁 不僅影響觀測(cè)工作 而且還危及人身與儀器的安全 因此在作業(yè)過(guò)程中要求觀測(cè)員精力集中 抓緊時(shí)間觀測(cè)出可靠的成果 此外 應(yīng)派兩名安全員 晾望上 下行車輛 及時(shí)報(bào)警 保證安全 22 4 1 5撓度觀測(cè)方案 一 活載撓度觀測(cè) 活載撓度觀測(cè)的方法是在橋墩面的上 下游各安置一臺(tái)經(jīng)緯儀 在一孔鋼梁中間的節(jié)點(diǎn)上倒掛一根尺子 在列車未來(lái)之前 觀測(cè)員將經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)倒尺 讀取讀數(shù)a 固定視線不變 當(dāng)火車通過(guò)時(shí) 讀取b值 火車通過(guò)之后 再談取c值 稱為歸零值 由此可求得撓度值為 b 1 2 a c 貨車各車箱的重量分布是不均勻