2010-2011工程变形监测与数据处理-教案19-20

教教案2010～2011学年第一学期学时及学分45授课班级学时及学分45授课班级测绘071~073使用教材《变形监测数据处理》系(院、部)土木工程系教研室(实验室

夏小裕工程变形监测与数据处理专业选修课测绘工程教研室课时授课计划一、课 题：

课次序号：19-20观测；桥梁结构的健康诊断。二、课 型专业选修课三、目的要求：四、重点、难点：重点：桥梁基础垂直位移监测；桥梁水平位移监测；桥梁挠度观测。难点：桥梁基础垂直位移监测；桥梁水平位移监测；桥梁挠度观测。五、教学方法及手段：讲述六、参考资料：20031199819891984七、作业：1、桥梁变形监测的主要内容有哪些？2、桥梁垂直位移监测的主要方法有哪些？3、桥梁水平位移监测的主要内容和方法有哪些？4、桥梁挠度监测的主要内容有哪些？以及常用的方法有哪些？八、授课记录：授课日期授课日期班 次071072073九、授课效果分析：好。十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习2、导入课题3、教学内容4、课堂总结5、布置作业讲 稿（桥梁工程变形监测）主要内容：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一、概述目的与意义：要的意义。的建立，有助于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。且可以提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息。。变形监测的主要内容：;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。是以外力为函数来表示的对于时间的变化。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（于桥轴线方向）的倾斜观测。更为重要。塔柱变形观测：塔柱顶部水平位移监测；塔柱整体倾斜观测；塔柱周日变形观测；塔柱体挠度观测；桥面挠度观测：桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。而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。桥面水平位移观测：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）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。垂直位移监测：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水平位移监测：三角测量法交会法导线测量法基准线法测小角法GPS观测挠度观测：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二、桥梁基础垂直位移监测概述：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。GPS;基点网的布设：成。以便相互检核。对于稳定点的绝对变形。观测点的布设：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。研究墩台的沉降和不均匀沉陷（即倾斜变形。垂直位移观测：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。上，其施测方法与一般水准测量方法相同。三、桥梁挠度观测索塔挠度观测：向的水平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：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；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；索塔挠度观测的目的：地掌握索塔摆动和扭转的规律，才能有效地指导施工和相应的施工测量工作。在大桥钢箱梁吊装过程中，由于施工原因，致使索塔两侧受力不平衡，从而使索塔不致于使其危及索塔安全，需对此变形进行观测。应该对桥梁进行变形观测。索塔挠度观测常用方法：交会法（测角、测边、边角交会；全站仪极坐标法；天顶距测量法；;主梁挠度观测：度监测能够更为准确地把握主梁结构内力状态的改变。这些损伤来。别精度；②进行基于刚度变化的损伤识别。主梁挠度观测的主要方法有：水准测量法、全站仪测量法、专用挠度仪测量法、动态GPS测量法、液体静力水准测量法、连通管测压法等。四、桥梁结构的健康诊断健康诊断理论的发展：目前，桥梁健康诊断理论的研究主要集中于结构整体性评估和损伤识别。结构状态反演和损伤识别是健康诊断的核心。其目的是建立一个与桥梁安全监测系统适配的结构状态识别系统，能根据结构监测或识别出可能的结构损伤及其程度。研究内容：建立桥梁结构动态检测模态参数识别方法；建立基于桥梁结构的各种神经网络模型和结构分析的损伤分级识别策略；测和损伤识别；通过实体模型试验，对所选损伤识别方法及软件进行实测对比、验证、优选；进行人工探伤确认及维护提供方向性的指引。辅助决策系统的发展：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主动和目标明确；在监测系统和评估系统的帮助下，可以清楚的了解桥梁主要构件的状态；工况下的反应、极限荷载和失效路径；存在的主要问题：系统在应用程序模式上过于固定，采用模块化的设计思想，程序的结构和数据流更新。系统缺乏良好的开放性和兼容性。监测内容不全面，不足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，统计数据不足，无法系统的分析和处理数据为辅助决策系统服务。对桥梁缺损状态的评价缺乏统一有效的综合性指标，难以反映个别构件的缺损及严重程度对整个桥梁的影响。结构系统的复杂性，增加了系统评估的难度。桥梁是由多种材料、不同结构组合单一的标准评判得到预期的效果。已开发的系统在设计时没有考虑到突发事件（如撞桥）时如何从监测系统获得实时的数据中迅速评估结构的重大损伤情况和整体工作状态响应。系统主要功能：异常测值检查。利用异常值分析准则（评判准则等）对实测值进行检查。包括外因分析、内因分析，该分析过程需要调用结构分析的计算结果。梁安全运行基本要求的准则，利用正确的评判方法得出可用的评判结果。调用辅助决策系统做出相应级别的报警。结构安全的综合评判：桥梁工作性态的状况是通过埋设在桥体内的各类监测仪器的监测信息来反映的。对桥梁不同部位、不同项目的实测性态进行综合评价。目又有若干监测点组成，所以，桥梁的工作性态最终由测点的监测性态决定。南锚碇的监测数据…北塔基的监测数据南锚碇的监测数据…北塔基的监测数据异常异常异常值检查 异常值检测值正确性检验是是统计模型时序模型…灰色模型正常测值正确性检验正常否测值修