本文(wén)隨(suí)橋梁監測當(dāng)中的變(biàn)形(xíng)監測技術進行研究,探(tàn)討橋梁變形監測的幾種主(zhǔ)要技術,以及未來橋梁(liáng)變形監測技術的發(fā)展趨(qū)勢。
所謂變形監(jiān)測主要是對物體的內部形態或者空間位置進行定(dìng)期測量,對其中所產生的(de)變化進行確定,並(bìng)將變化的特征記(jì)錄下來,給相應的整個措施提供參考資料。
變形監(jiān)測一般需要進行多次測量,對測量結果的(de)精確性要求高,在測量時,需要應用到多種測量技術。具體的測量技術的運用,需要根據被監測物體實際情況而定。在橋梁監測工程當中,對橋梁(liáng)的變形監測(cè)具有重(chóng)要的現實性意義,應用多種變形監測技術,準確檢測橋梁的變形情況,對橋梁工程的安全性能具(jù)有(yǒu)重要的保障(zhàng)性作用。
1 橋梁變形監測的主要內容
橋(qiáo)梁變形的監測內容主要是在橋梁變形性質的基礎上,在橋梁主要基礎結構上執行監測。其主要的監測內容包括兩個(gè)方麵(miàn):
第(dì)一是橋梁墩台的基礎監測。
由於墩台的地基或者下(xià)麵一部分長期存(cún)在於水中,受水流衝(chōng)刷以及水的腐蝕作用大,隨著時(shí)間的推移,這種作用呈現的橋墩變形效果顯而易見,很可能會(huì)造成墩台發(fā)生水平位移或者沉降(jiàng)位移,在實際的監測當中,一般以橋(qiáo)墩的沉(chén)降監測為主要內容(róng)。
第二為橋梁主體結構的(de)監(jiān)測。
橋梁的主體結構(gòu)監測(cè)可以分為橋麵水平位移監測、垂直位移監測、撓度監測,另(lìng)外還包括斜拉塔(tǎ)的伸縮量監測(cè)、撓度監測、整體傾(qīng)斜監測(cè)、水平位移監測等(děng)等。在以往的監測中發現,引起橋麵(miàn)變形(xíng)的主要原因是橋墩的變形,因此橋墩與橋麵的變形之間存在一定(dìng)的因果關係。一旦橋麵產生變形,會直接影響橋麵上的(de)車輛安全(quán)平穩通行,並存(cún)在不(bú)同(tóng)程度的安(ān)全隱患。
2 橋梁變形監測技術研究與應用
2.1 傳統的橋梁變(biàn)形(xíng)監測方(fāng)法
橋(qiáo)梁(liáng)的變形監測事關(guān)橋梁的整體結構應力(lì)變化和整個橋梁的安全性能,因此,在監測信息的精確度上有較高的要求。橋梁的變形監測方法(fǎ)諸多,有常規的變形監測方法,也有隨著科技(jì)的發(fā)展研(yán)發出來的高新技術。傳統的變形監測方法與許多新型技(jì)術相比,具有簡單易行的優勢(shì),也是比較常用的變形監(jiān)測方法。
2.1.1 常規(guī)大地測量方法
常規大地測量(liàng)法誕生於上個世紀(jì),在上個世紀的八十年代左右,這種測量方法在橋梁變形測量中大量使用,並取得(dé)了較(jiào)好的測量效果。常規(guī)大地測量法主要采用的測量儀器有(yǒu)光學測量儀(yí)器和電子測(cè)量儀器,具體的測量儀器有全(quán)站儀、電磁測距儀、經緯儀、水準(zhǔn)儀等。
這種測量方法主(zhǔ)要是在橋梁監測的基本要求下,重複性和周期性地以(yǐ)特定(dìng)測量距(jù)離及(jí)角度來進行(háng)對監(jiān)測點的測量,獲取測量點的三維(wéi)坐標,根(gēn)據後續測量(liàng)來確定橋梁(liáng)結構的水(shuǐ)平位移和垂直位移。在以往的監測實踐當中,常規大地測量(liàng)方法具有較好的靈活性特點,並且在測量精度上效(xiào)果較好。
隨著科(kē)學技術的發展,許(xǔ)多測(cè)量效果更好的測量工具相繼麵試,使(shǐ)得(dé)大地(dì)測量法的應用越來越廣泛(fàn)。然而,這種測量方法也存在一定的限(xiàn)製性(xìng)因素,比如(rú)在英語中,大地測量法的監測是長期性的,因此獲得監(jiān)測(cè)結果比較緩慢。因為,常規大地監測法的自動化程度降低,很多方麵仍然依靠人工作業。
2.1.2 物理傳感器方法
常(cháng)規大地測量法在實際應用中,對於橋梁具體局部的變形監測效果並(bìng)不明顯,隻能獲取整體的變形數(shù)據和信息。而局部變形信息的獲(huò)取,需要借(jiè)助物理傳感器方法的應用。物(wù)理(lǐ)傳感器也是屬於傳統(tǒng)的橋梁變形(xíng)測量方法,該測量方法經過長時間的使用,目前已(yǐ)將形成比較完善和穩定的測量體係。一(yī)般來說,在橋梁局部方麵所使(shǐ)用的物理傳感器包括很多,比如電子水平儀、鏽蝕檢測儀、重量動態測量儀、傾斜儀、位移儀、應變計、測力計以及濕度、壓力(lì)、應力等各方麵的傳感器。
物理傳感器最大的優勢(shì)就是能夠對一些細節方麵進行準確(què)的監測,比如能夠準確地獲取(qǔ)橋梁當中的內部應力(lì)和壓力等細致信(xìn)息,能夠對局部(bù)變形信息進(jìn)行高精度地監測(cè),並且在進行監測的過程(chéng)中,能夠形成自動(dòng)性、連續性地觀測。但是,物理傳感(gǎn)器在變形監(jiān)測應用中也存在一定的局限性,與常規大地測量(liàng)法相比,物理傳感(gǎn)器方法隻能進行橋梁局部的變形信息,而對於橋梁的整體變(biàn)形情(qíng)況仍然不能準備(bèi)掌握。
2.1 新型橋梁變形(xíng)監(jiān)測方法
近些年來,我國的導航係統不斷完善,3S 技術也得到相應的進展,在(zài)此基(jī)礎上,空間技術(shù)和(hé)計算機技術也不斷發展興起(qǐ),變形測量技術發生了質地(dì)變化。其中,橋梁變形監測(cè)技(jì)術在範圍上不斷擴展,靜態與動態監(jiān)測全(quán)麵化,逐漸實現了(le)全天候形式的自動化監測。目前,新開發出來的橋梁變形監測技術有雷達幹涉測量技術、攝影測量技術以(yǐ)及 GPS 技術。
2.2.1 攝影測量技術
攝(shè)影測量技術是(shì) 3S 技(jì)術當中的一個分支。在橋梁變形監測中使用攝影技術,能夠對橋梁變形情況有一個大範圍的監測,有利於整體上把握橋梁變形情況。但是(shì)這種測量方法也存(cún)在(zài)局限性,比如跟全站儀測量相比,攝影測量技術的測量精度比較缺少,而且目前市場上的攝影測量設備的采購價格較高(gāo),使用成本高。
2.2.2 GPS 測量技術
GPS 技術在橋梁變形監(jiān)測當中的應用並不常見。然(rán)而隨著我國GPS 技術的不斷成熟和發(fā)展完(wán)善,該技術也逐漸開始投入使用到橋梁變(biàn)形監測當中。GPS 測量技術在橋梁變形監測當(dāng)中最大的應用(yòng)優勢是精(jīng)確度極(jí)高,能夠達到毫米級甚至更(gèng)為細致的精度。在(zài)這種(zhǒng)高精度測量(liàng)結(jié)果下,能夠將外業工作量大大減少,同時一定程度地減少了人為因素的不利影響。
當然,GPS 測量技術也具有一定的不足之處,比如在(zài)一些橋(qiáo)梁當中,其監測點的通視性較差,可能導致監測精度受到一定的影響。另外,一般的GPS 測量技術需要(yào)多(duō)個測量點通視進行,這樣會加大測量成本。另外,GPS 測量技術的垂直(zhí)監測精度(dù)低於全站(zhàn)儀測(cè)量技術。
2.2.3 雷達(dá)幹涉測量技術
雷達幹涉測量技術實際的應用時間並不久(jiǔ),在橋(qiáo)梁變形監測(cè)中,其監測精度較高,能夠達到厘米級甚至毫(háo)米級,能夠對橋梁微小(xiǎo)形變方麵形成有效監(jiān)測。雷達幹涉測量技(jì)術與IBIS-S 和角反射器配合,能夠獲取橋墩任(rèn)何位置的變形和微變形情況。但是雷達幹涉測量技術(shù)投入(rù)使用的時間較短,應用經驗不足(zú),應用,作為(wéi)一種新的(de)技術,使用價格是非常昂貴的。
3 結束語
總而言之,橋梁變形監測直接影響到橋梁的安全性能。為了全麵排除橋梁的安(ān)全隱患,需要對橋(qiáo)梁(liáng)整體上(shàng)與(yǔ)局部上的變形情(qíng)況(kuàng)進行全麵的監測。常規變形監測方(fāng)法和新型變形(xíng)監測方法各有千秋,實際應用(yòng)中還是要根據橋梁的(de)實(shí)際情況而定。