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桥梁变形监测的意义

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-28
什么叫变形监测的物理解释,有何重要性

http://baike.so.com/doc/893251.html
变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中,最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。
变形监测的内容,应根据变形体的性质和地基情况决定。对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测,这些内容称为外部观测。为了了解建筑物(如大坝)内部结构的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测,这些内容常称为内部观测,在进行变形监测数据处理时,特别是对变形原因做物理解释时,必须将内、外观测资料结合起来进行分析。
变形监测的首要目的是要掌握水工建筑物的实际性状,科学、准确、及时的分析和预报水利工程建筑物的变形状况,对水利工程建筑物的施工和运营管理极为重要。变形监测涉及工程测量、工程地质、水文、结构力学、地球物理、计算机科学等诸多学科的知识,它是一项跨学科的研究,并正向边缘学科的方向发展。
变形监测工作的意义主要表现在两个方面:首先是掌握水利工程建筑物的稳定性,为安全运行诊断提供必要的信息,以便及时发现问题并采取措施;其次是科学上的意义,包括根本的理解变形的机理,提高工程设计的理论,进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。
根据《工程测量规范GB 50026-2007》,变形监测是指对建构筑物及其地基、建筑基坑或一定范围内的岩体及土体的位移、沉降、倾斜、挠度、裂缝和相关影响因素(如地下水、温度、应力应变等)进行监测,并提供变形分析预报的过程。

变形观测是指对监视对象或物体(变形体)的变形进行测量,从中了解变形的大小、空间分布及随时间发展的情况,并做出正确的分析与预报,又称变形测量。 [1]
中文名
变形观测
外文名
deformation observation
别 称
变形测量
作 用
监视建(构)筑物的变形情况等
方 法
摄影测量等
学 科
测绘学
目录
1 简述
2 作用
3 内容
4 方法
5 指标

简述
编辑
监视对象和变形体可大可小,可以是整个地球,也可以是一个区域或某一工程建(构)筑物,因此变形观测可分为全球性变形观测、区域性变形观测和工程变形观测。另外,对于工程变形观测而言,变形体和监视对象又可以是各种建(构)筑物,也可以是机器设备及其他与工程建设有关的自然或人工对象,所以工程变形观测又分为工业与民用建筑变形观测、水工建筑变形观测(如大坝变形观测)、地下建筑变形观测(如隧道变形观测)、桥梁变形观测、建筑场地变形观测、滑坡(变形)观测等;进一步,还可以分为基坑及支护变形观测、地基基础变形观测、上部结构变形观测、相邻建筑及设施变形观测等。
变形,包括外部变形和内部变形两个方面:外部变形是指变形体外部形状及其空间位置的变化,如倾斜、裂缝、垂直和水平位移等,因此变形观测又可分为垂直位移观测(常称为沉降观测)、水平位移观测(常简称为位移观测)、倾斜观测、裂缝观测、挠度(建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移)观测、风振观测(对受强风作用而产生的变形进行观测)、日照观测(对受阳光照射受热不均而产生的变形进行观测)以及基坑回弹观测(对基坑开挖时由于卸除土的自重而引起坑底土隆起的现象进行观测)等;内部变形则是指变形体内部应力、温度、水位、渗流、渗压等的变化。通常,测量人员主要负责外部变形的观测,而内部变形的观测一般由其他相关人员进行。
与常规测量相比,变形观测的一个显著特点就是测量精度要求较高,一般性的也要达到毫米级,重要的、变形比较敏感的则要达到0.1mm甚至0.01mm。因此,变形观测多属于精密测量。
变形观测的意义重大、内容繁多、精度较高,与地形测量、施工测量等有诸多不同之处,而且具有相对独立的技术体系,已发展成为测量学中一门专业性很强的分支学科。 [1]

作用
编辑
通过变形观测,一方面可以监视建(构)筑物的变形情况,以便一旦发现异常变形可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理,防止事故的发生,确保施工和建(构)筑物的安全(因此,变形观测又常常称为变形监测);
另一方面,通过对建(构)筑物的变形进行分析研究,还可以检验设计和施工是否合理、反馈施工的质量,并为今后的修改和制订设计方法、规范以及施工方案等提供依据,从而减少工程灾害、提高抗灾能力。可见,变形观测的意义非常重大,必须予以高度重视。因此,不仅在1992年修订《工程测量规范》时就增加了变形观测的内容,而且在1997年还单独制定颁布了中华人们共和国行业标准JGJ/T8-1997《建筑变形测量规程》(2007年进行了修订,更名为JGJ 8-2007《建筑变形测量规范》),并明确指出:大型或重要的建(构)筑物,在工程设计时就应对变形观测的内容和范围做出统筹安排,施工开始时即应进行变形观测,施i见0之前应制订详细的监测方案。 [1]

内容
编辑
变形观测的内容,应根据建(构)筑物的性质与地基情况而定,要求针对性强,全面考虑,重点突出,正确反映出建(构)筑物的变化情况,以达到监视建(构)筑物安全运营,了解其变形规律的目的。对于不同用途的建(构)筑物,其变形观测的重点和要求有所不同,例如对于建(构)筑物的基础,主要观测内容是均匀沉降和不均匀沉降,从而计算出累计沉降量、平均沉降量、相对弯曲、相对倾斜、平均沉降速度,绘制出绝对沉降分布图。如果地基属于软土地带,基础采用的是打桩基础,则还需要确定其水平位移。对于建(构)筑物本身,主要是倾斜和裂缝观测。对于厂房内的结构(如吊车轨道、吊车梁)除上述观测内容外,还有挠度观测。而塔式与圆形(如烟囱、水塔、电视塔)等高大建筑物,主要是倾斜观测和瞬时变形观测。
综上所述,变形测量的主要内容包括沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、挠度观测和振动观测等。其中最基本的是建(构)筑物的沉降观测和水平位移观测。每一种建(构)筑物的观测内容,应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。 [2]

目前, 应用光纤光栅传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。
斜拉桥斜拉索、悬索桥主缆及吊杆和系杆拱桥系杆等是这些桥梁体系的关键受力构件,其他土木工程结构的预应力锚固体系,如结构加固采用的锚索、锚杆也是关键的受力构件。上述受力构件的受力大小及分布变化最直接地反映结构的健康状况,因此对这些构件的受力状况监测及在此基础上的安全分析评估具有重大意义。
在桥梁监测按目的通常分成三类:
1) 施工监控、成桥荷载试验监测和运营阶段的健康监测。施工监控是对施工关键阶段的桥梁结构状态进行监控,以保证桥梁施工安全、施工质量、发现桥隐患;
2) 成桥荷载试验是桥梁建设完成,运行前检验桥梁承载力与受力及变形状态,荷载实验所获得的实验值是反映了结构初始状态的档案资料。
3) 运营阶段的健康监测是随着桥梁服役龄期的增长,材料性能的老化以及结构性能的不断退化,监测系统实时监测各节点变形、应力、应变等数据与基准状态进行比较,以便对桥梁结构实际的安全状态做出评估。
桥梁结构安全监测系统监测内容包括:
 钢箱梁截面内部应力分布、温度分布监测;
 部分斜拉索拉力;
 主跨钢箱梁的位移;
 温度变化导致的桥梁应力变化
 监测交通载荷、风载荷引起的桥梁振动和应力;
 主塔位移、应力变化
光纤布喇格光栅作为一种应变传感器,应用在桥梁健康安全监测系统中,应变传感器会针对桥梁结构布设在桥墩、箱梁、悬索等部位。在工程中发现,布设在箱梁中的应变传感器测量值可以应用于桥梁重载车监控。当重载车通过桥梁时,受力位置的箱梁会产生较大的弹性形变响应,通过箱梁应变的测量可以计算重载车的轴重、轴距、速度、总重等测量参数。监测系统会以两种不同的采样频率运行,一般情况下系统进行结构健康监测,应变传感器运行于低采样频率,典型值为0.1~1赫兹。对于箱梁中的应变传感器,当位于来车方向前端的传感检测到异常应变时,则提高采样频率,典型值为50~200赫兹。桥梁中部的传感器会检测到应变的细节,根据这些值可以计算重载车的轴重、轴距、速度和总重等车辆参数。同时启动图像记录系统,拍摄下该时刻重载车的图像,以便日后管理。也可通过图像识别软件实时辨识车牌,在下桥处的情报板联动显示,引导重载车辆进入管理区域。

保证桥梁健康运营和使用的需要,正想人定期去体检量血压一样。

保证桥梁的正常和安全使用。


13813024957桥梁变形监测的意义
齐萍孔答:2)成桥荷载试验是桥梁建设完成,运行前检验桥梁承载力与受力及变形状态,荷载实验所获得的实验值是反映了结构初始状态的档案资料。3)运营阶段的健康监测是随着桥梁服役龄期的增长,材料性能的老化以及结构性能的不断退化,监测系统实时监测各节点变形、应力、应变等数据与基准状态进行比较,以便对桥梁结构实际...

13813024957变形监测技术在桥梁监测中的应用?
齐萍孔答:在变形监测中,由于变形量本身较小,接近测量误差的边缘,所以应设法消除较大误差,提高监测精度,从而尽可能地减小观测误差对变形分析的影响。监测数据检核的方法很多,主要可以分为野外粗检和室内精检,且当天测得的原始数据,应于当天检核整理完毕。 3.4.2监测数据分析与预测 桥梁的空间特性和动态变化是变形监测和分析的...

13813024957桥梁工程变形监测?
齐萍孔答:根据我国最新颁发的“公路技术养护规范”中的有关规定和要求,以及大跨度桥梁塔柱高、跨度大和主跨梁段为柔性梁的特点,桥梁工程变形监观测的主要内容包括: 1) 桥梁墩台沉陷观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测; 2) 为了进行上述各项目的测量,还必须建立相应的水平位移基准网与沉陷基准网观测。

13813024957变形监测的观测中误差不得超过变形允许值的多少
齐萍孔答:作用 通过变形观测,可以监视建(构)筑物的变形情况,以便一旦发现异常变形可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理,防止事故的发生,确保施工和建(构)筑物的安全(因此,变形观测又常常称为变形监测)。通过对建(构)筑物的变形进行分析研究,还可以检验设计和施工是否合理、反馈施工的质量,并为今...

13813024957GPS桥梁变形监测模拟与分析?
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13813024957什么叫挠度观测?挠度观测的目的是什么?
齐萍孔答:挠度是杆、梁等刚性体受载荷后所发生的变形。挠度观测是指在测量工程中,用专门的装置测量杆或梁等结构在受到一定载荷作用后,发生的微小变形。目的是为了了解该结构的强度和刚度情况,以便根据测量结果进行结构设计和优化。挠度观测主要应用于桥梁、隧道、高层建筑、发电机组等大型工程项目中。通过实时监测其...

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13813024957结合某一工程实际需要,简述如何制定变形监测方案其主要内容包括哪些...
齐萍孔答:绘制出绝对沉降分布图。如果地基属于软土地带,基础采用的是打桩基础,则还需要确定其水平位移。对于建(构)筑物本身,主要是倾斜和裂缝观测。对于厂房内的结构(如吊车轨道、吊车梁)除上述观测内容外,还有挠度观测。而塔式与圆形(如烟囱、水塔、电视塔)等高大建筑物,主要是倾斜观测和瞬时变形观测。

13813024957监测技术在桥梁施工中的运用?
齐萍孔答:在桥梁建设过程中,对施工的整个过程进行监测和监控,这样就可以对施工方案进行及时的调整,这些数据对桥梁的质量和安全有着非常重要的意义。钢管混凝土拱桥在建设的过程中,对于主桥拱上结构,受力体系需要多次的变化,拱肋受力会发生变化,并且复杂,因此,施工难度非常的大。因此,施工过程需要把许多复杂的因素都进行考虑,这些...


(编辑:司航剑)
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