2010-2011工程變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理-教案19-20

教教案2010～2011學年第一學期學時及學分45授課班級學時及學分45授課班級測繪071~073使用教材《變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理》系(院、部)土木工程系教研室(實驗室

夏小裕工程變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理專業(yè)選修課測繪工程教研室課時授課計劃一、課 題：

課次序號：19-20觀測；橋梁結構的健康診斷。二、課 型專業(yè)選修課三、目的要求：四、重點、難點：重點：橋梁基礎垂直位移監(jiān)測；橋梁水平位移監(jiān)測；橋梁撓度觀測。難點：橋梁基礎垂直位移監(jiān)測；橋梁水平位移監(jiān)測；橋梁撓度觀測。五、教學方法及手段：講述六、參考資料：20031199819891984七、作業(yè)：1、橋梁變形監(jiān)測的主要內(nèi)容有哪些？2、橋梁垂直位移監(jiān)測的主要方法有哪些？3、橋梁水平位移監(jiān)測的主要內(nèi)容和方法有哪些？4、橋梁撓度監(jiān)測的主要內(nèi)容有哪些？以及常用的方法有哪些？八、授課記錄：授課日期授課日期班 次071072073九、授課效果分析：好。十、教學進程（教學內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)及時間分配等）1、復習2、導入課題3、教學內(nèi)容4、課堂總結5、布置作業(yè)講 稿（橋梁工程變形監(jiān)測）主要內(nèi)容：概述橋梁基礎垂直位移監(jiān)測橋梁撓度觀測橋梁結構的健康診斷一、概述目的與意義：要的意義。的建立，有助于從根本上消除隱患及避免災難性事故的發(fā)生。且可以提供有關結構行為與環(huán)境規(guī)律的最真實的信息。。變形監(jiān)測的主要內(nèi)容：;靜態(tài)變形是指變形觀測的結果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，它是時間的函數(shù)。是以外力為函數(shù)來表示的對于時間的變化。橋梁墩臺變形觀測：橋梁墩臺的變形觀測主要包括兩方面：墩臺的垂直位移觀測。主要包括墩臺特征位置的垂直位移和沿橋軸線方向（于橋軸線方向）的傾斜觀測。更為重要。塔柱變形觀測：塔柱頂部水平位移監(jiān)測；塔柱整體傾斜觀測；塔柱周日變形觀測；塔柱體撓度觀測；橋面撓度觀測：橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。而影響橋梁的內(nèi)部應力狀態(tài)。過大的橋面線形變化不但影響行車的安全，而且對橋梁的使用壽命有直接的影響。橋面水平位移觀測：橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線方向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎的位移、傾斜以及外界荷載（風、日照、車輛等）對于大跨徑的斜拉橋和懸索橋，風荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動，這對橋梁的安全運營十分不利。垂直位移監(jiān)測：精密水準測量三角高程測量液體靜力水準測量壓力測量法GPS水平位移監(jiān)測：三角測量法交會法導線測量法基準線法測小角法GPS觀測撓度觀測：懸錘法精密水準法全站儀觀測法GPS觀測法靜力水準觀測法測斜儀觀測法攝影測量法專用撓度儀觀測法二、橋梁基礎垂直位移監(jiān)測概述：橋梁垂直位移觀測主要研究橋梁墩臺空間位置在垂直方向上的變化。GPS;基點網(wǎng)的布設：成。以便相互檢核。對于穩(wěn)定點的絕對變形。觀測點的布設：地基基礎不良或結構的重要部分，應加密觀測點，主橋橋墩尤應如此。研究墩臺的沉降和不均勻沉陷（即傾斜變形。垂直位移觀測：以求得觀測點的高程，并將不同時期觀測點的高程加以比較，得出墩臺的垂直位移值。監(jiān)測點的觀測一般應根據(jù)實際情況布設成附合路線或閉合路線。上，其施測方法與一般水準測量方法相同。三、橋梁撓度觀測索塔撓度觀測：向的水平位移和垂直于橋軸線方向的水平位移。索塔產(chǎn)生撓度變形的原因主要有三個方面：由于索塔兩側的拉力不等，而使索塔在順橋向產(chǎn)生撓度變形；由于索塔受風力、日照等外界環(huán)境因素的影響，而產(chǎn)生撓度變形；索塔撓度觀測的目的：地掌握索塔擺動和扭轉的規(guī)律，才能有效地指導施工和相應的施工測量工作。在大橋鋼箱梁吊裝過程中，由于施工原因，致使索塔兩側受力不平衡，從而使索塔不致于使其危及索塔安全，需對此變形進行觀測。應該對橋梁進行變形觀測。索塔撓度觀測常用方法：交會法（測角、測邊、邊角交會；全站儀極坐標法；天頂距測量法；;主梁撓度觀測：度監(jiān)測能夠更為準確地把握主梁結構內(nèi)力狀態(tài)的改變。這些損傷來。別精度；②進行基于剛度變化的損傷識別。主梁撓度觀測的主要方法有：水準測量法、全站儀測量法、專用撓度儀測量法、動態(tài)GPS測量法、液體靜力水準測量法、連通管測壓法等。四、橋梁結構的健康診斷健康診斷理論的發(fā)展：目前，橋梁健康診斷理論的研究主要集中于結構整體性評估和損傷識別。結構狀態(tài)反演和損傷識別是健康診斷的核心。其目的是建立一個與橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)適配的結構狀態(tài)識別系統(tǒng)，能根據(jù)結構監(jiān)測或識別出可能的結構損傷及其程度。研究內(nèi)容：建立橋梁結構動態(tài)檢測模態(tài)參數(shù)識別方法；建立基于橋梁結構的各種神經(jīng)網(wǎng)絡模型和結構分析的損傷分級識別策略；測和損傷識別；通過實體模型試驗，對所選損傷識別方法及軟件進行實測對比、驗證、優(yōu)選；進行人工探傷確認及維護提供方向性的指引。輔助決策系統(tǒng)的發(fā)展：橋梁輔助決策系統(tǒng)可以使橋梁管理維護由被動和盲目走向主動和目標明確；在監(jiān)測系統(tǒng)和評估系統(tǒng)的幫助下，可以清楚的了解橋梁主要構件的狀態(tài)；工況下的反應、極限荷載和失效路徑；存在的主要問題：系統(tǒng)在應用程序模式上過于固定，采用模塊化的設計思想，程序的結構和數(shù)據(jù)流更新。系統(tǒng)缺乏良好的開放性和兼容性。監(jiān)測內(nèi)容不全面，不足以反映橋梁的整體特性，監(jiān)測系統(tǒng)并沒有實現(xiàn)實時或準實時的監(jiān)測，統(tǒng)計數(shù)據(jù)不足，無法系統(tǒng)的分析和處理數(shù)據(jù)為輔助決策系統(tǒng)服務。對橋梁缺損狀態(tài)的評價缺乏統(tǒng)一有效的綜合性指標，難以反映個別構件的缺損及嚴重程度對整個橋梁的影響。結構系統(tǒng)的復雜性，增加了系統(tǒng)評估的難度。橋梁是由多種材料、不同結構組合單一的標準評判得到預期的效果。已開發(fā)的系統(tǒng)在設計時沒有考慮到突發(fā)事件（如撞橋）時如何從監(jiān)測系統(tǒng)獲得實時的數(shù)據(jù)中迅速評估結構的重大損傷情況和整體工作狀態(tài)響應。系統(tǒng)主要功能：異常測值檢查。利用異常值分析準則（評判準則等）對實測值進行檢查。包括外因分析、內(nèi)因分析，該分析過程需要調(diào)用結構分析的計算結果。梁安全運行基本要求的準則，利用正確的評判方法得出可用的評判結果。調(diào)用輔助決策系統(tǒng)做出相應級別的報警。結構安全的綜合評判：橋梁工作性態(tài)的狀況是通過埋設在橋體內(nèi)的各類監(jiān)測儀器的監(jiān)測信息來反映的。對橋梁不同部位、不同項目的實測性態(tài)進行綜合評價。目又有若干監(jiān)測點組成，所以，橋梁的工作性態(tài)最終由測點的監(jiān)測性態(tài)決定。南錨碇的監(jiān)測數(shù)據(jù)…北塔基的監(jiān)測數(shù)據(jù)南錨碇的監(jiān)測數(shù)據(jù)…北塔基的監(jiān)測數(shù)據(jù)異常異常異常值檢查 異常值檢測值正確性檢驗是是統(tǒng)計模型時序模型…灰色模型正常測值正確性檢驗正常否測值修