第10章_桥梁工程变形监测

第十章 桥梁工程变形监测变 形 监 测 与 变 形 分 析2013-12-8

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主要内容第 十 章 桥 梁 工 程 变 形 监 测

概述 桥梁基础垂直位移监测 桥梁挠度观测 桥梁结构的健康诊断

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第十章 桥梁工程变形监测变 形 监 测 与 变 形 分 析2013-12-8

§1 概述

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目的与意义第 桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对 1

桥梁的健康诊断和安全运营有着重要的意义。 节 成桥后的结构状态识别和确认，桥梁运营过程中 概 的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助 述 于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。 运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是 理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有 关结构行为与环境规律的最真实的信息。 桥梁安全监测带来的将不仅是监测系统和对某特 定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研 究的“现场实验室”。2013-12-8

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桥梁的变形第 1 节 概 述

桥梁变形按其类型可分为静态变形和动态 变形; 静态变形是指变形观测的结果只表示在某 一期间内的变形值，它是时间的函数。 动态变形是指在外力影响下而产生的变形， 它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是 以外力为函数来表示的对于时间的变化。 桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而 桥梁结构的挠度变形则是动态变形。2013-12-8

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桥梁墩台变形观测第 1

桥梁墩台的变形观测主要包括两方面： 节 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 概 述 桥轴线方向)的倾斜观测。 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。

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塔柱变形观测第 1 节 概 述

(1)塔柱顶部水平位移监测； (2)塔柱整体倾斜观测； (3)塔柱周日变形观测； (4)塔柱体挠度观测； (5)塔柱体伸缩量观测。

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桥面挠度观测第 1

桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。 节 桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使 概 桥梁的实际线形与设计线形产生差异，从而 述 影响桥梁的内部应力状态。 过大的桥面线形变化不但影响行车的安全， 而且对桥梁的使用寿命有直接的影响。

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桥面水平位移观测第 1 节 概 述

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， 对于大跨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。

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垂直位移监测方法第 1 节 概 述2013-12-8

精密水准测量 三角高程测量 液体静力水准测量 压力测量法 GPS测量

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水平位移监测方法第 1 节 概 述2013-12-8

三角测量法 交会法 导线测量法 基准线法 测小角法 GPS观测 专用方法

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挠度观测方法第 1 节 概 述2013-12-8

悬锤法 精密水准法 全站仪观测法 GPS观测法 静力水准观测法 测斜仪观测法 摄影测量法 专用挠度仪观测法

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第十章 桥梁工程变形监测变 形 监 测 与 变 形 分 析

§2 桥梁基础垂直位移监测

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概述第 2 节 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测

桥梁垂直位移观测主要研究桥梁墩台 空间位置在垂直方向上的变化。 观测建筑物垂直位移的方法有多种， 如：精密水准测量、连通管测量、GPS 测量等; 各种方法都有其自身的特点，在实际 工程中，应根据工程特点和要求灵活 应用。

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基点网的布设第 为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监 节 测基点网，基点网由基准点和工作基点组 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测 2

成。 基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又 不宜离桥梁墩台太远。基准点需成组埋设， 以便相互检核。 工作基点一般选在桥台或其附近，以便于 观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各 桥墩相对于桥台的变形。而工作基点的垂 直变形可由基准点测定，以求得观测点相 对于稳定点的绝对变形。2013-12-8

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观测点的布设第 在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重 节 点的原则。均匀布设是指在每个墩台上都要 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测 2

布设观测点，以便全面判断桥梁的稳定性； 重点布设是指对那些受力不均匀、地基基础 不良或结构的重要部分，应加密观测点，主 桥桥墩尤应如此。 主桥墩台上的观测点，应在墩台顶面的上下 游两端的适宜位置处各埋设一点，以便研究 墩台的沉降和不均匀沉陷(即倾斜变形)。

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垂直位移观测第 2 节 桥 梁 基 础 垂 直 位 移 监 测

所谓垂直位移观测，就是定期地测量布设 在桥墩台上的观测点相对于基准点的高差， 以求得观测点的高程，并将不同时期观测点 的高程加以比较，得出墩台的垂直位移值。 监测点的观测一

般应根据实际情况布设成 附合路线或闭合路线。 观测点观测包括引桥观测点观测和水中桥 墩观测点的观测。由于引桥观测点是在岸上， 其施测方法与一般水准测量方法相同。2013-12-8

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§3 桥梁挠度观测

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索塔挠度观测第 索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的 3 节 水平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平 桥 梁 挠 度 观 测

位移和垂直于桥轴线方向的水平位移。 索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面： (1) 由于索塔两侧的拉力不等，而使索塔在 顺桥向产生挠度变形； (2) 由于索塔受风力、日照等外界环境因素 的影响，而产生挠度变形； (3) 由于设计与施工的不合理性，而使索塔 产生额外的变形。淮 海 工 学 院19

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