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

教教案2010～2011學(xué)年第一學(xué)期學(xué)時(shí)及學(xué)分45授課班級(jí)學(xué)時(shí)及學(xué)分45授課班級(jí)測(cè)繪071~073使用教材《變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理》系(院、部)土木工程系教研室(實(shí)驗(yàn)室

夏小裕工程變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理專(zhuān)業(yè)選修課測(cè)繪工程教研室課時(shí)授課計(jì)劃一、課 題：

課次序號(hào)：19-20觀(guān)測(cè)；橋梁結(jié)構(gòu)的健康診斷。二、課 型專(zhuān)業(yè)選修課三、目的要求：四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測(cè)；橋梁水平位移監(jiān)測(cè)；橋梁撓度觀(guān)測(cè)。難點(diǎn)：橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測(cè)；橋梁水平位移監(jiān)測(cè)；橋梁撓度觀(guān)測(cè)。五、教學(xué)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(cè)的主要內(nèi)容有哪些？2、橋梁垂直位移監(jiān)測(cè)的主要方法有哪些？3、橋梁水平位移監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容和方法有哪些？4、橋梁撓度監(jiān)測(cè)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(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間分配等）1、復(fù)習(xí)2、導(dǎo)入課題3、教學(xué)內(nèi)容4、課堂總結(jié)5、布置作業(yè)講 稿（橋梁工程變形監(jiān)測(cè)）主要內(nèi)容：概述橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測(cè)橋梁撓度觀(guān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)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(zāi)難性事故的發(fā)生。且可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為與環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)的信息。。變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容：;靜態(tài)變形是指變形觀(guān)測(cè)的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，它是時(shí)間的函數(shù)。是以外力為函數(shù)來(lái)表示的對(duì)于時(shí)間的變化。橋梁墩臺(tái)變形觀(guān)測(cè)：橋梁墩臺(tái)的變形觀(guān)測(cè)主要包括兩方面：墩臺(tái)的垂直位移觀(guān)測(cè)。主要包括墩臺(tái)特征位置的垂直位移和沿橋軸線(xiàn)方向（于橋軸線(xiàn)方向）的傾斜觀(guān)測(cè)。更為重要。塔柱變形觀(guān)測(cè)：塔柱頂部水平位移監(jiān)測(cè)；塔柱整體傾斜觀(guān)測(cè)；塔柱周日變形觀(guān)測(cè)；塔柱體撓度觀(guān)測(cè)；橋面撓度觀(guān)測(cè)：橋面撓度是指橋面沿軸線(xiàn)的垂直位移情況。而影響橋梁的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。過(guò)大的橋面線(xiàn)形變化不但影響行車(chē)的安全，而且對(duì)橋梁的使用壽命有直接的影響。橋面水平位移觀(guān)測(cè)：橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線(xiàn)方向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎(chǔ)的位移、傾斜以及外界荷載（風(fēng)、日照、車(chē)輛等）對(duì)于大跨徑的斜拉橋和懸索橋，風(fēng)荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動(dòng)，這對(duì)橋梁的安全運(yùn)營(yíng)十分不利。垂直位移監(jiān)測(cè)：精密水準(zhǔn)測(cè)量三角高程測(cè)量液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量壓力測(cè)量法GPS水平位移監(jiān)測(cè)：三角測(cè)量法交會(huì)法導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量法基準(zhǔn)線(xiàn)法測(cè)小角法GPS觀(guān)測(cè)撓度觀(guān)測(cè)：懸錘法精密水準(zhǔn)法全站儀觀(guān)測(cè)法GPS觀(guān)測(cè)法靜力水準(zhǔn)觀(guān)測(cè)法測(cè)斜儀觀(guān)測(cè)法攝影測(cè)量法專(zhuān)用撓度儀觀(guān)測(cè)法二、橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測(cè)概述：橋梁垂直位移觀(guān)測(cè)主要研究橋梁墩臺(tái)空間位置在垂直方向上的變化。GPS;基點(diǎn)網(wǎng)的布設(shè)：成。以便相互檢核。對(duì)于穩(wěn)定點(diǎn)的絕對(duì)變形。觀(guān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)：地基基礎(chǔ)不良或結(jié)構(gòu)的重要部分，應(yīng)加密觀(guān)測(cè)點(diǎn)，主橋橋墩尤應(yīng)如此。研究墩臺(tái)的沉降和不均勻沉陷（即傾斜變形。垂直位移觀(guān)測(cè)：以求得觀(guān)測(cè)點(diǎn)的高程，并將不同時(shí)期觀(guān)測(cè)點(diǎn)的高程加以比較，得出墩臺(tái)的垂直位移值。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀(guān)測(cè)一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)成附合路線(xiàn)或閉合路線(xiàn)。上，其施測(cè)方法與一般水準(zhǔn)測(cè)量方法相同。三、橋梁撓度觀(guān)測(cè)索塔撓度觀(guān)測(cè)：向的水平位移和垂直于橋軸線(xiàn)方向的水平位移。索塔產(chǎn)生撓度變形的原因主要有三個(gè)方面：由于索塔兩側(cè)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(fēng)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(guān)測(cè)的目的：地掌握索塔擺動(dòng)和扭轉(zhuǎn)的規(guī)律，才能有效地指導(dǎo)施工和相應(yīng)的施工測(cè)量工作。在大橋鋼箱梁吊裝過(guò)程中，由于施工原因，致使索塔兩側(cè)受力不平衡，從而使索塔不致于使其危及索塔安全，需對(duì)此變形進(jìn)行觀(guān)測(cè)。應(yīng)該對(duì)橋梁進(jìn)行變形觀(guān)測(cè)。索塔撓度觀(guān)測(cè)常用方法：交會(huì)法（測(cè)角、測(cè)邊、邊角交會(huì)；全站儀極坐標(biāo)法；天頂距測(cè)量法；;主梁撓度觀(guān)測(cè)：度監(jiān)測(cè)能夠更為準(zhǔn)確地把握主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)的改變。這些損傷來(lái)。別精度；②進(jìn)行基于剛度變化的損傷識(shí)別。主梁撓度觀(guān)測(cè)的主要方法有：水準(zhǔn)測(cè)量法、全站儀測(cè)量法、專(zhuān)用撓度儀測(cè)量法、動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量法、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法、連通管測(cè)壓法等。四、橋梁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)整體性評(píng)估和損傷識(shí)別。結(jié)構(gòu)狀態(tài)反演和損傷識(shí)別是健康診斷的核心。其目的是建立一個(gè)與橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適配的結(jié)構(gòu)狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，能根據(jù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)或識(shí)別出可能的結(jié)構(gòu)損傷及其程度。研究?jī)?nèi)容：建立橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)檢測(cè)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法；建立基于橋梁結(jié)構(gòu)的各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和結(jié)構(gòu)分析的損傷分級(jí)識(shí)別策略；測(cè)和損傷識(shí)別；通過(guò)實(shí)體模型試驗(yàn)，對(duì)所選損傷識(shí)別方法及軟件進(jìn)行實(shí)測(cè)對(duì)比、驗(yàn)證、優(yōu)選；進(jìn)行人工探傷確認(rèn)及維護(hù)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(hù)由被動(dòng)和盲目走向主動(dòng)和目標(biāo)明確；在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和評(píng)估系統(tǒng)的幫助下，可以清楚的了解橋梁主要構(gòu)件的狀態(tài)；工況下的反應(yīng)、極限荷載和失效路徑；存在的主要問(wèn)題：系統(tǒng)在應(yīng)用程序模式上過(guò)于固定，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，程序的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流更新。系統(tǒng)缺乏良好的開(kāi)放性和兼容性。監(jiān)測(cè)內(nèi)容不全面，不足以反映橋梁的整體特性，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不足，無(wú)法系統(tǒng)的分析和處理數(shù)據(jù)為輔助決策系統(tǒng)服務(wù)。對(duì)橋梁缺損狀態(tài)的評(píng)價(jià)缺乏統(tǒng)一有效的綜合性指標(biāo)，難以反映個(gè)別構(gòu)件的缺損及嚴(yán)重程度對(duì)整個(gè)橋梁的影響。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加了系統(tǒng)評(píng)估的難度。橋梁是由多種材料、不同結(jié)構(gòu)組合單一的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判得到預(yù)期的效果。已開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到突發(fā)事件（如撞橋）時(shí)如何從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)中迅速評(píng)估結(jié)構(gòu)的重大損傷情況和整體工作狀態(tài)響應(yīng)。系統(tǒng)主要功能：異常測(cè)值檢查。利用異常值分析準(zhǔn)則（評(píng)判準(zhǔn)則等）對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行檢查。包括外因分析、內(nèi)因分析，該分析過(guò)程需要調(diào)用結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算結(jié)果。梁安全運(yùn)行基本要求的準(zhǔn)則，利用正確的評(píng)判方法得出可用的評(píng)判結(jié)果。調(diào)用輔助決策系統(tǒng)做出相應(yīng)級(jí)別的報(bào)警。結(jié)構(gòu)安全的綜合評(píng)判：橋梁工作性態(tài)的狀況是通過(guò)埋設(shè)在橋體內(nèi)的各類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)信息來(lái)反映的。對(duì)橋梁不同部位、不同項(xiàng)目的實(shí)測(cè)性態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。目又有若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，所以，橋梁的工作性態(tài)最終由測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)性態(tài)決定。南錨碇的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)…北塔基的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)南錨碇的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)…北塔基的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常異常異常值檢查 異常值檢測(cè)值正確性檢驗(yàn)是是統(tǒng)計(jì)模型時(shí)序模型…灰色模型正常測(cè)值正確性檢驗(yàn)正常否測(cè)值修