橋梁工程變形監(jiān)測課件

變形監(jiān)測與變形分析第十章橋梁工程變形監(jiān)測

2023/4/181主要內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

第十章橋梁工程變形監(jiān)測2023/4/182中南大學測繪與國土信息工程系§1概述

變形監(jiān)測與變形分析第十章橋梁工程變形監(jiān)測

2023/4/183中南大學測繪與國土信息工程系橋梁的變形

橋梁變形按其類型可分為靜態(tài)變形和動態(tài)變形;靜態(tài)變形是指變形觀測的結果只表示在某一期間內的變形值，它是時間的函數(shù)。動態(tài)變形是指在外力影響下而產(chǎn)生的變形，它是表示橋梁在某個時刻的瞬時變形，是以外力為函數(shù)來表示的對于時間的變化。橋梁墩臺的變形一般來說是靜態(tài)變形，而橋梁結構的撓度變形則是動態(tài)變形。第1節(jié)概述2023/4/185中南大學測繪與國土信息工程系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（或垂直于橋軸線方向）的傾斜觀測。墩臺的水平位移觀測。其中各墩臺在上、下游的水平位移觀測稱為橫向位移觀測；各墩臺沿橋軸線方向的水平位移觀測稱為縱向位移觀測。兩者中，以橫向位移觀測更為重要。第1節(jié)概述2023/4/186中南大學測繪與國土信息工程系塔柱變形觀測（1）塔柱頂部水平位移監(jiān)測；（2）塔柱整體傾斜觀測；（3）塔柱周日變形觀測；（4）塔柱體撓度觀測；（5）塔柱體伸縮量觀測。第1節(jié)概述2023/4/187中南大學測繪與國土信息工程系橋面撓度觀測橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋面在外界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實際線形與設計線形產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內部應力狀態(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。第1節(jié)概述2023/4/188中南大學測繪與國土信息工程系垂直位移監(jiān)測方法

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測量第1節(jié)概述2023/4/1810中南大學測繪與國土信息工程系水平位移監(jiān)測方法三角測量法交會法導線測量法基準線法測小角法GPS觀測專用方法第1節(jié)概述2023/4/1811中南大學測繪與國土信息工程系§2橋梁基礎垂直位移監(jiān)測

變形監(jiān)測與變形分析第十章橋梁工程變形監(jiān)測

2023/4/1813中南大學測繪與國土信息工程系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。觀測建筑物垂直位移的方法有多種，如：精密水準測量、連通管測量、GPS測量等;各種方法都有其自身的特點，在實際工程中，應根據(jù)工程特點和要求靈活應用。第2節(jié)橋梁基礎垂直位移監(jiān)測2023/4/1814中南大學測繪與國土信息工程系基點網(wǎng)的布設為了觀測墩臺的垂直位移，需建立變形監(jiān)測基點網(wǎng)，基點網(wǎng)由基準點和工作基點組成。基準點應盡量選在橋梁承壓區(qū)之外，但又不宜離橋梁墩臺太遠?；鶞庶c需成組埋設，以便相互檢核。工作基點一般選在橋臺或其附近，以便于觀測布設在橋梁墩臺上的觀測點，測定各橋墩相對于橋臺的變形。而工作基點的垂直變形可由基準點測定，以求得觀測點相對于穩(wěn)定點的絕對變形。第2節(jié)橋梁基礎垂直位移監(jiān)測2023/4/1815中南大學測繪與國土信息工程系垂直位移觀測所謂垂直位移觀測，就是定期地測量布設在橋墩臺上的觀測點相對于基準點的高差，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。觀測點觀測包括引橋觀測點觀測和水中橋墩觀測點的觀測。由于引橋觀測點是在岸上，其施測方法與一般水準測量方法相同。

第2節(jié)橋梁基礎垂直位移監(jiān)測2023/4/1817中南大學測繪與國土信息工程系§3橋梁撓度觀測變形監(jiān)測與變形分析第十章橋梁工程變形監(jiān)測

2023/4/1818中南大學測繪與國土信息工程系索塔撓度觀測索塔的撓度是指索塔在高程方向上索塔各點的水平位移分布情況，它包括橋軸線方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：（1）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；（2）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；（3）由于設計與施工的不合理性，而使索塔產(chǎn)生額外的變形。第3節(jié)橋梁撓度觀測2023/4/1819中南大學測繪與國土信息工程系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；傾斜儀法;垂線法。第3節(jié)橋梁撓度觀測2023/4/1821中南大學測繪與國土信息工程系主梁撓度觀測主梁的撓度變形是主梁結構狀態(tài)改變最靈敏、最精確的反映，因此，對主梁進行撓度監(jiān)測能夠更為準確地把握主梁結構內力狀態(tài)的改變。部分的結構損傷也將導致主梁撓度情況的異常，通過對主梁撓度的監(jiān)測也可識別出這些損傷來。通過撓度監(jiān)測可以達到以下目的：①修正結構內力反演的結果，確保內力狀態(tài)的識別精度；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。第3節(jié)橋梁撓度觀測2023/4/1822中南大學測繪與國土信息工程系§4橋梁結構的健康診斷

變形監(jiān)測與變形分析第十章橋梁工程變形監(jiān)測

2023/4/1823中南大學測繪與國土信息工程系研究內容（1）建立橋梁結構動態(tài)檢測模態(tài)參數(shù)識別方法；（2）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；（3）研究各種結構損傷參數(shù)識別方法，優(yōu)選及改造合適的方法應用于橋梁結構狀態(tài)監(jiān)測和損傷識別；（4）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；（5）通過結構損傷檢測分析方法研究，建立結構損傷報警系統(tǒng)，以便給橋梁管理部門進行人工探傷確認及維護提供方向性的指引。第4節(jié)結構的健康診斷2023/4/1825中南大學測繪與國土信息工程系輔助決策系統(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)；在準確的橋梁結構模型及其結構響應模擬分析的基礎上，可以預測結構在各種可能工況下的反應、極限荷載和失效路徑；就可以有針對性的對相關橋梁構件進行預測性或保護性的維護以防患未然。第4節(jié)結構的健康診斷2023/4/1826中南大學測繪與國土信息工程系系統(tǒng)主要功能（1）異常測值檢查。利用異常值分析準則（時空評判準則、模型評判準則、監(jiān)控指標評判準則等）對實測值進行檢查。（2）結構異常成因分析。排除由觀測因素引起的異常情況須進行物理成因分析，其中包括外因分析、內因分析，該分析過程需要調用結構分析的計算結果。（3）綜合評判。經(jīng)上述分析還未得到結論時則進入綜合評判處理，根據(jù)能正確反映橋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。（4）結構異常程度以及技術報警級別的確定。當發(fā)現(xiàn)異常情況時，需確定異常程度并調用輔助決策系統(tǒng)做出相應級別的報警。第4節(jié)結構的健康診斷2023/4/1829中南大學測繪與國土信息工程系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的各類監(jiān)測儀器的監(jiān)測信息來反映的。單個測點的實測性態(tài)評價并不能完整地描述橋梁整體的實際安全狀況，因此，需要對橋梁不同部位、不同項目的實測性態(tài)進行綜合評價。由于橋梁是有若干個工程部位組成的，因此，橋梁的工作性態(tài)是由各工程部位的安全性態(tài)構成，而各工程部位的工作性態(tài)是由若干類監(jiān)測項目特征所決定，各監(jiān)測項目又有若干監(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。第4節(jié)結構的健康診斷2023/4/1830中南大學測繪與國土信息工程系異常值檢查是是否異常正常正常南錨碇的監(jiān)測數(shù)據(jù)異常值檢查地基基礎的局部安全評估基礎滑移基礎變位基礎傾覆基礎強度地基承載力地基穩(wěn)定性南錨碇的評價懸索橋地基基礎整體性評估斜拉橋地基基礎評估對上部結構的影響成因分析