《桥梁工程变形监测》ppt课件

1、变形监测与变形分析第十章桥梁工程变形监测第十章桥梁工程变形监测 主要内容主要内容概述桥梁根底垂直位移监测桥梁挠度观测桥梁构造的安康诊断 第十章桥梁工程变形监测1 1概述概述 变形监测与变形分析第十章桥梁工程变形监测第十章桥梁工程变形监测 目的与意义目的与意义 桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对桥梁的安康诊断和平安运营有着重要的意义。 成桥后的构造形状识别和确认，桥梁运营过程中的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助于从根本上消除隐患及防止灾难性事故的发生。 运营中的桥梁构造及其环境所获得的信息不仅是实际研讨和实验室调查的补充，而且可以提供有关构造行为与环境规律的最真实的信息。 桥梁平

2、安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，它还能够并应该成为桥梁研讨的“现场实验室。第1节概述桥梁的变形桥梁的变形 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辰的瞬时变形，是以外力为函数来表示的对于时间的变化。桥梁墩台的变形普通来说是静态变形，而桥梁构造的挠度变形那么是动态变形。第1节概述桥梁墩台变形观测桥梁墩台变形观测桥梁墩台的变形观测主要包括两方面：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桥轴线方向的倾斜观测。墩台的程度

3、位移观测。其中各墩台在上、下游的程度位移观测称为横向位移观测；各墩台沿桥轴线方向的程度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。第1节概述塔柱变形观测塔柱变形观测1塔柱顶部程度位移监测；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。第1节概述桥面挠度观测桥面挠度观测桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使桥梁的实践线形与设计线形产生差别，从而影响桥梁的内部应力形状。过大的桥面线形变化不但影响行车的平安，而且对桥梁的运用寿命有直接的影响。第1节概述桥面程度位移观测桥面程度位移观测桥面程度位移主要是指垂直于桥轴线方向

4、的程度位移。桥梁程度位移主要由根底的位移、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，这对桥梁的平安运营非常不利。第1节概述垂直位移监测方法垂直位移监测方法 精细水准丈量 三角高程丈量 液体静力水准丈量 压力丈量法 GPS丈量 第1节概述程度位移监测方法程度位移监测方法三角丈量法 交会法 导线丈量法 基准线法 测小角法 GPS观测 公用方法 第1节概述挠度观测方法挠度观测方法悬锤法 精细水准法 全站仪观测法 GPS观测法 静力水准观测法 测斜仪观测法 摄影丈量法 公用挠度仪观测法第1节概述2 2桥梁根底垂直位移监测桥梁根底垂直位移监测 变

5、形监测与变形分析第十章桥梁工程变形监测第十章桥梁工程变形监测 概述概述桥梁垂直位移观测主要研讨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：精细水准丈量、连通管丈量、GPS丈量等;各种方法都有其本身的特点，在实践工程中，应根据工程特点和要求灵敏运用。 第2节桥梁根底垂直位移监测基点网的布设基点网的布设为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监测基点网，基点网由基准点和任务基点组成。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。任务基点普通选在桥台或其附近，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。而任务基点的垂

6、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。第2节桥梁根底垂直位移监测观测点的布设观测点的布设在布设监测点时，应遵照既要均匀又要有重点的原那么。均匀布设是指在每个墩台上都要布设观测点，以便全面判别桥梁的稳定性；重点布设是指对那些受力不均匀、地基根底不良或构造的重要部分，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，以便研讨墩台的沉降和不均匀沉陷即倾斜变形。第2节桥梁根底垂直位移监测垂直位移观测垂直位移观测所谓垂直位移观测，就是定期地丈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

7、较，得出墩台的垂直位移值。监测点的观测普通应根据实践情况布设成附合道路或闭合道路。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，其施测方法与普通水准丈量方法一样。 第2节桥梁根底垂直位移监测3 3桥梁挠度观测桥梁挠度观测变形监测与变形分析第十章桥梁工程变形监测第十章桥梁工程变形监测 索塔挠度观测索塔挠度观测索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的程度位移分布情况，它包括桥轴线方向的程度位移和垂直于桥轴线方向的程度位移。索塔产生挠度变形的缘由主要有三个方面：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、日照等外界环境要素的影响，而产生

8、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。第3节桥梁挠度观测索塔挠度观测的目的索塔挠度观测的目的(1) 在索塔建立过程中，随着索塔高度的添加，挠度变形的幅度也急剧增大。只需准确地掌握索塔摆动和改动的规律，才干有效地指点施工和相应的施工丈量任务。(2) 在大桥钢箱梁吊装过程中，由于施工缘由，致使索塔两侧受力不平衡，从而使索塔在顺桥向产生一定的偏移。这种偏移有时可达几十厘米。为了将这种变形限制在一定范围内，不致于使其危及索塔平安，需对此变形进展观测。(3) 为了延伸桥梁的运用寿命，验证工程设计与施工的效果，并为科学研讨提供资料，应该对桥梁进展变形观测。第3节桥梁挠度观测索塔挠

9、度观测常用方法交会法测角、测边、边角交会；全站仪极坐标法；天顶距丈量法；倾斜仪法;垂线法。第3节桥梁挠度观测主梁挠度观测主梁挠度观测主梁的挠度变形是主梁构造形状改动最灵敏、最准确的反映，因此，对主梁进展挠度监测可以更为准确地把握主梁构造内力形状的改动。部分的构造损伤也将导致主梁挠度情况的异常，经过对主梁挠度的监测也可识别出这些损伤来。经过挠度监测可以到达以下目的：修正构造内力反演的结果，确保内力形状的识别精度；进展基于刚度变化的损伤识别。主梁挠度观测的主要方法有：水准丈量法、全站仪丈量法、公用挠度仪丈量法、动态GPS丈量法、液体静力水准丈量法、连通管测压法等。第3节桥梁挠度观测4 4桥梁构造的

10、安康诊断桥梁构造的安康诊断 变形监测与变形分析第十章桥梁工程变形监测第十章桥梁工程变形监测 安康诊断实际的开展安康诊断实际的开展 目前，桥梁安康诊断实际的研讨主要集中于构造整体性评价和损伤识别。 构造形状反演和损伤识别是安康诊断的中心。其目的是建立一个与桥梁平安监测系统适配的构造形状识别系统，能根据构造监测系统采集的数据与信号，运用构造识别实际和损伤识别方法反上演桥梁的任务形状、或识别出能够的构造损伤及其程度。第4节构造的安康诊断研讨内容研讨内容1 建立桥梁构造动态检测模态参数识别方法；2 建立基于桥梁构造的各种神经网络模型和构造分析的损伤分级识别战略；3 研讨各种构造损伤参数识别方法，优选及

11、改造适宜的方法运用于桥梁构造形状监测和损伤识别；4 经过实体模型实验，对所选损伤识别方法及软件进展实测对比、验证、优选；5 经过构造损伤检测分析方法研讨，建立构造损伤报警系统，以便给桥梁管理部门进展人工探伤确认及维护提供方向性的指引。第4节构造的安康诊断辅助决策系统的开展辅助决策系统的开展桥梁辅助决策系统可以使桥梁管理维护由被动和盲目走向自动和目的明确；在监测系统和评价系统的协助下，可以清楚的了解桥梁主要构件的形状；在准确的桥梁构造模型及其构造呼应模拟分析的根底上，可以预测构造在各种能够工况下的反响、极限荷载和失效途径；就可以有针对性的对相关桥梁构件进展预测性或维护性的维护以防患未然。第4节构

12、造的安康诊断存在的主要问题存在的主要问题1 11 系统在运用程序方式上过于固定，采用模块化的设计思想，程序的构造和数据流程是固定的，各模块之间的调用顺序也是一成不变的，由于当代先进开发技术不断涌现，对桥梁平安监控系统的要求也不断的提高，假设采用这种运用方式，不利于系统功能的添加和更新。系统缺乏良好的开放性和兼容性。2 监测内容不全面，缺乏以反映桥梁的整体特性，监测系统并没有实现实时或准实时的监测，统计数据缺乏，无法系统的分析和处置数据为辅助决策系统效力。3 桥梁监测模型实际尚不成熟，用于监控桥梁的模型普通都自创于大坝或其他方面运用比较胜利的模型，显然不能准确的监控桥梁的运营形状，必需根据建模实

13、际和阅历，并结合工程实践来确定真正适宜其系统本身的模型。第4节构造的安康诊断4 对桥梁缺损形状的评价缺乏一致有效的综合性目的，难以反映个别构件的缺损及严重程度对整个桥梁的影响。5 构造系统的复杂性，添加了系统评价的难度。桥梁是由多种资料、不同构造组合的大型综合系统，系统中各个成分应力形状易损性不一，刚度、动力特性相差很大，很难用单一的规范评判得到预期的效果。6 已开发的系统在设计时没有思索到突发事件如撞桥时如何从监测系统获得实时的数据中迅速评价构造的艰苦损伤情况和整体任务形状，从而无法作出快速合理的决策和呼应。存在的主要问题存在的主要问题2 2第4节构造的安康诊断系统主要功能系统主要功能1 异

14、常测值检查。利用异常值分析准那么时空评判准那么、模型评判准那么、监控目的评判准那么等对实测值进展检查。2 构造异常成因分析。排除由观测要素引起的异常情况须进展物理成因分析，其中包括外因分析、内因分析，该分析过程需求调用构造分析的计算结果。3 综合评判。经上述分析还未得到结论时那么进入综合评判处置，根据能正确反映桥梁平安运转根本要求的准那么，利用正确的评判方法得出可用的评判结果。4 构造异常程度以及技术报警级别确实定。当发现异常情况时，需确定异常程度并调用辅助决策系统做出相应级别的报警。第4节构造的安康诊断构造平安的综合评判构造平安的综合评判桥梁任务性态的情况是经过埋设在桥体内的各类监测仪器的监测信息来反映的。单个测点的实测性态评价并不能完好地描画桥梁整体的实践平安情况，因此，需求对桥梁不同部位、不同工程的实测性态进展综合评价。由于桥梁是有假设干个工程部位组成的，因此，桥梁的任务性态是由各工程部位的平安性态构成，而各工程部位的任务性态是由假设干类监测工程特征所决议，各监测工程又有假设干监测点组成，所以，桥梁的任务性态最终由测点的监测性态决议。第4节构造的安康诊断异常值检查是是否异常正常正常南锚碇