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(nèi)容概述橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測橋梁撓度觀測橋梁結(jié)構(gòu)的健康診斷

第十章橋梁工程變形監(jiān)測2023/4/182中南大學(xué)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(xué)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(dòng)態(tài)變形;靜態(tài)變形是指變形觀測的結(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)。動(dòng)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(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)變形，是以外力為函數(shù)來表示的對(duì)于時(shí)間的變化。橋梁墩臺(tái)的變形一般來說是靜態(tài)變形，而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動(dòng)態(tài)變形。第1節(jié)概述2023/4/185中南大學(xué)測繪與國土信息工程系橋梁墩臺(tái)變形觀測橋梁墩臺(tái)的變形觀測主要包括兩方面：墩臺(tái)的垂直位移觀測。主要包括墩臺(tái)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(tái)的水平位移觀測。其中各墩臺(tái)在上、下游的水平位移觀測稱為橫向位移觀測；各墩臺(tái)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(xué)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(xué)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(shí)際線形與設(shè)計(jì)線形產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內(nèi)部應(yīng)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(duì)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(xué)測繪與國土信息工程系垂直位移監(jiān)測方法

精密水準(zhǔn)測量三角高程測量液體靜力水準(zhǔn)測量壓力測量法GPS測量第1節(jié)概述2023/4/1810中南大學(xué)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(huì)法導(dǎo)線測量法基準(zhǔn)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(xué)測繪與國土信息工程系§2橋梁基礎(chǔ)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(xué)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(tái)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(zhǔn)測量、連通管測量、GPS測量等;各種方法都有其自身的特點(diǎn)，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和要求靈活應(yīng)用。第2節(jié)橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測2023/4/1814中南大學(xué)測繪與國土信息工程系基點(diǎn)網(wǎng)的布設(shè)為了觀測墩臺(tái)的垂直位移，需建立變形監(jiān)測基點(diǎn)網(wǎng)，基點(diǎn)網(wǎng)由基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成?；鶞?zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量選在橋梁承壓區(qū)之外，但又不宜離橋梁墩臺(tái)太遠(yuǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)需成組埋設(shè)，以便相互檢核。工作基點(diǎn)一般選在橋臺(tái)或其附近，以便于觀測布設(shè)在橋梁墩臺(tái)上的觀測點(diǎn)，測定各橋墩相對(duì)于橋臺(tái)的變形。而工作基點(diǎn)的垂直變形可由基準(zhǔn)點(diǎn)測定，以求得觀測點(diǎn)相對(duì)于穩(wěn)定點(diǎn)的絕對(duì)變形。第2節(jié)橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測2023/4/1815中南大學(xué)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(shè)在橋墩臺(tái)上的觀測點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，以求得觀測點(diǎn)的高程，并將不同時(shí)期觀測點(diǎn)的高程加以比較，得出墩臺(tái)的垂直位移值。監(jiān)測點(diǎn)的觀測一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)成附合路線或閉合路線。觀測點(diǎn)觀測包括引橋觀測點(diǎn)觀測和水中橋墩觀測點(diǎn)的觀測。由于引橋觀測點(diǎn)是在岸上，其施測方法與一般水準(zhǔn)測量方法相同。

第2節(jié)橋梁基礎(chǔ)垂直位移監(jiān)測2023/4/1817中南大學(xué)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(xué)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(diǎn)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(gè)方面：（1）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；（2）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；（3）由于設(shè)計(jì)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(xué)測繪與國土信息工程系索塔撓度觀測常用方法交會(huì)法（測角、測邊、邊角交會(huì)）；全站儀極坐標(biāo)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(xué)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(jié)構(gòu)狀態(tài)改變最靈敏、最精確的反映，因此，對(duì)主梁進(jìn)行撓度監(jiān)測能夠更為準(zhǔn)確地把握主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)的改變。部分的結(jié)構(gòu)損傷也將導(dǎo)致主梁撓度情況的異常，通過對(duì)主梁撓度的監(jiān)測也可識(shí)別出這些損傷來。通過撓度監(jiān)測可以達(dá)到以下目的：①修正結(jié)構(gòu)內(nèi)力反演的結(jié)果，確保內(nèi)力狀態(tài)的識(shí)別精度；②進(jìn)行基于剛度變化的損傷識(shí)別。主梁撓度觀測的主要方法有：水準(zhǔn)測量法、全站儀測量法、專用撓度儀測量法、動(dòng)態(tài)GPS測量法、液體靜力水準(zhǔn)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(xué)測繪與國土信息工程系§4橋梁結(jié)構(gòu)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(xué)測繪與國土信息工程系研究內(nèi)容（1）建立橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)檢測模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法；（2）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；（3）研究各種結(jié)構(gòu)損傷參數(shù)識(shí)別方法，優(yōu)選及改造合適的方法應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測和損傷識(shí)別；（4）通過實(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)測對(duì)比、驗(yàn)證、優(yōu)選；（5）通過結(jié)構(gòu)損傷檢測分析方法研究，建立結(jié)構(gòu)損傷報(bào)警系統(tǒng)，以便給橋梁管理部門進(jìn)行人工探傷確認(rèn)及維護(hù)提供方向性的指引。第4節(jié)結(jié)構(gòu)的健康診斷2023/4/1825中南大學(xué)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(hù)由被動(dòng)和盲目走向主動(dòng)和目標(biāo)明確；在監(jiān)測系統(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)；在準(zhǔn)確的橋梁結(jié)構(gòu)模型及其結(jié)構(gòu)響應(yīng)模擬分析的基礎(chǔ)上，可以預(yù)測結(jié)構(gòu)在各種可能工況下的反應(yīng)、極限荷載和失效路徑；就可以有針對(duì)性的對(duì)相關(guān)橋梁構(gòu)件進(jìn)行預(yù)測性或保護(hù)性的維護(hù)以防患未然。第4節(jié)結(jié)構(gòu)的健康診斷2023/4/1826中南大學(xué)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(zhǔn)則（時(shí)空評(píng)判準(zhǔn)則、模型評(píng)判準(zhǔn)則、監(jiān)控指標(biāo)評(píng)判準(zhǔn)則等）對(duì)實(shí)測值進(jìn)行檢查。（2）結(jié)構(gòu)異常成因分析。排除由觀測因素引起的異常情況須進(jìn)行物理成因分析，其中包括外因分析、內(nèi)因分析，該分析過程需要調(diào)用結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算結(jié)果。（3）綜合評(píng)判。經(jīng)上述分析還未得到結(jié)論時(shí)則進(jìn)入綜合評(píng)判處理，根據(jù)能正確反映橋梁安全運(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。（4）結(jié)構(gòu)異常程度以及技術(shù)報(bào)警級(jí)別的確定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，需確定異常程度并調(diào)用輔助決策系統(tǒng)做出相應(yīng)級(jí)別的報(bào)警。第4節(jié)結(jié)構(gòu)的健康診斷2023/4/1829中南大學(xué)測繪與國土信息工程系結(jié)構(gòu)安全的綜合評(píng)判橋梁工作性態(tài)的狀況是通過埋設(shè)在橋體內(nèi)的各類監(jiān)測儀器的監(jiān)測信息來反映的。單個(gè)測點(diǎn)的實(shí)測性態(tài)評(píng)價(jià)并不能完整地描述橋梁整體的實(shí)際安全狀況，因此，需要對(duì)橋梁不同部位、不同項(xiàng)目的實(shí)測性態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。由于橋梁是有若干個(gè)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(gòu)成，而各工程部位的工作性態(tài)是由若干類監(jiān)測項(xiàng)目特征所決定，各監(jiān)測項(xiàng)目又有若干監(jiān)測點(diǎn)組成，所以，橋梁的工作性態(tài)最終由測點(diǎn)的監(jiān)測性態(tài)決定。第4節(jié)結(jié)構(gòu)的健康診斷2023/4/1830中南大學(xué)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(chǔ)的局部安全評(píng)估基礎(chǔ)滑移基礎(chǔ)變位基礎(chǔ)傾覆基礎(chǔ)強(qiáng)度地基承載力地基穩(wěn)定性南錨碇的評(píng)價(jià)懸索橋地基基礎(chǔ)整體性評(píng)估斜拉橋地基基礎(chǔ)評(píng)估對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響成因分析