变形监测技术在桥梁监测中的应用

变形监测技术在桥梁监测中的应用

汪操根陈军周伟卫

广州瀚阳工程咨询有限公司广东广州510220

摘要：变形监测技术可以对桥梁工程项目中出现的安全隐患等各种桥梁结构安全问题进行长期监测，并通过大量数据收集结合设计图纸及规范，为桥梁运营及维护提供数据参考，确保桥梁工程项目整体安全性的有效手段。综上所述，该文将对变形监测技术在桥梁监测中的应用策略展开简单的分析与探讨，为桥梁的安全运营提供一种思路。

关键词：变形监测；数据处理；桥梁

我国桥梁工程的规模以及数量近几年来都得到了飞速升，桥梁工程项目的主要特点是结构复杂承重能力强，且一旦发生事故便会造成巨大损失。为了确保桥梁工程项目的安全，便需要在施工过程中及运营后对桥梁进行长期变形监测。由于各种外界因素的影响，桥梁长期运营后经常会出现各种变形，一旦超出可承受范围，便会造成极大的安全隐患。因此，合理应用变形监测技术可有效防止安全事故的发生。

1变形监测技术内容概述及监测方法分析

1.1变形监测技术内容概述

变形监测技术的本质便是传统测量及现代测量技术相结合，主要是利用监测技术对被监测的桥梁对象所存在的空间位置进行准确定位，还可以利用变形监测技术对桥梁内部结构形态随时间推移发生的变化规律进行研究，从而使得在桥梁工程施工过程中，在运营过程中，可以根据监测数据进行合理安排，为施工质量及运营安全提供保障[1]。因此，在桥梁监测中利用变形监测技术可以确保工程项目的整体质量和安全性。通过对桥梁的长期监测，根据监测数据，进行安全性能评估，对桥梁的安全性作出预测。桥梁变形监测的主要方法便是利用工程测量的相关知识以及先进的测量手段，借助精密的测量仪器、设备，对其结构的变形程度进行定期、不定期的监测，并结合对桥梁外观的巡查情况，从而对桥梁的整体性能进行判断。

1.2变形监测技术方法分析

在变形监测技术中主要有以下几种方法：第一，大地测量法。大地测量法属于变形监测技术中传统的监测方法，其主要是利用桥梁的边角测量与水准测量作为主要方式，对桥梁的变形情况进行分析。这种监测方法是目前运用的比较普遍且技术发展得较为成熟的方法，不仅测量准确度较高、成本较低，而且且容易对数据进行校核，数据不容易失真。但极易受到天气等各方面因素的影响，利用人工进行操作，使得劳动强度较大，且监测效率比较低下[2]。第二，GPS变形监测法。这种方法是近几年来新兴的监测技术，主要是采用平面控制网布设、基准站布设等步骤，可为大型桥梁工程提供动静结合的持续监测，在降低劳动强度的同时，还能降低施工成本，却可大幅提升监测结果的准确性。第二，激光测距仪监测法，这种方法可以结合数据无线传输的方式进行长期监测，可为大型桥梁工程提供实时的持续性监测，在满足数据不间断的同时，还能实现智能化，但目前成本较高，适合大型桥梁且周边条件较为复杂的地方。

2变形监测技术在桥梁检测中的工作原理分析

2.1．桥梁沉降监测分析

桥梁沉降监测工作的最基本内容就是测量桥梁在竖直方向的位移变化。下述几方面是其在实际监测中需要注意的问题：工作基点应选取周边不受施工影响的区域，视观测点与基岩基准点的距离而定，为了保证监测数据的准确性，定期将工作基准点与基准点进行联测，以更新工作基准点高程；对监测点进行固定，监测时做好监测仪器和设备的安装固定；监测过程中采用同一设备，同一人员，固定路线进行监测，以降低测量误差；确保监测过程中监测条件的一致；桥梁沉降监测工作时尽可能采用闭合水准测量方法，以便减少测量过程中的偶然误差。

2.2．桥墩水平位移监测分析

桥墩水平位移监测的主要工作内容便是对桥墩顶部的水平位移进行有效监测，监测网点布设按两个层次布设，即由控制点组成控制网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网。控制网可采用测角网、测边网、边角网或导线网；扩展网根据场地条件可采用角交合、边交合、边角交合，基准线或附合展线等形成。各种布网均应考虑网形强度，比短边不宜悬殊过大。为了提高监测精度，变形监测网必须是独立的控制网。基准点选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置，工作基点选设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置，当基准点与工作基点之间需要进行连接时应布设联系点，选设点位时须顾及连接的构形，位置所在处应相对稳定，对需要单独进行稳定性检查的工作基点或基准点应布设检核点，其点位应根据使用的检核方法选取在稳定位置处，工作基点和水平变形监测点均配备通用的强制对中设备，以减少对中误差对观测结果的影响，强制对中装置的对中误差最大不应超过±0.1mm。每个监测区域的基准点不少于3个。

3桥梁变形监测的实施方法

本文以广州轨道交通桥梁监测为例，详细说明桥梁变形监测的实施方法。

3.1．工程概况与项目监测

某地铁线路总长70公里，桥梁总长度为10km，共有210跨，均为连续刚构型桥梁。这次项目的主要目的是为了对施工阶段及后续运营后的桥梁结构变形情况进行有效的监测。

3.2．桥梁沉降监测

首先需要完成的就是对沉降观测点和观测网的设置。该项目在设置观测网是用的是闭合水准路线进行设置，观测点和观测网的精度要求分别为三等要求和二等水准。当上述工作完成后就可以开展沉降监测工作，在测量工作中为了保证测量的精读，该项目使用了测量精读非常高的leicaDNA03高精度数字水准仪。在实际的监测工作中，要落实好以上几项工作原则，确保线路、仪器设备以及测量人员的固定统一。只有这样才能确保后续沉降测量工作的准确性。

3.3．桥墩水平位移监测

在该地铁线路的桥墩水平位移监测工作中使用的仪器是全站仪leicaTS09。由于现场条件无法满足控制网配置强制对中装置，因此其在测量精度方面无法达到二等平面精度要求，所以要为其设置观测墩。在此次工程中测量观测点以及基线夹角的方法是极坐标观测法，通过坐标定向的监测方法测得坐标，之后再将其与第一期进行比较。

3.4．监测数据分析处理

因为受到观测条件的限制，监测数据的准确性有所欠缺，通过不同组别的监测数据进行对比，并提高监测时的测回数，得到监测数据的平均值，以减少人为误差，提高变形分析的准确性。

4、结语

桥梁变形监测工作的目的是为了有效掌握桥梁在实际施工或者运营中的结构情况，对不同阶段的数据进行收集整理汇总，为桥梁的运营、管理和维护提供准确的信息数据，进而制定出相应的管理维护方案，对可能发生的危及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报，以便及时采取有效措施，避免事故的发生。变形监测技术对桥梁的安全性有着不可忽视的作用，为桥梁的安全性提供更快更准确的数据分析，从而提早发现桥梁的危害，保护人们的人身财产安全不受到损失。

参考文献：

[1]史宗信．变形监测技术在桥梁监测中的应用[J]．建筑工程技术与设计，2O15（26）：170．

[2]彭家真．关于变形监测技术在桥梁监测中应用的探讨[J]．环球人文地理，2014（24）：34—35．（作者单位：深圳高速工程顾问有限公司，深圳518000）。

[3]方仕明.变形监测技术在桥梁监测中应用的价值研究[J].科技展望，2017（4）：144.

[4]陈泉.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].黑龙江交通科技，2016（7）：84-85.

[5]靳洁.变形监测技术在在桥梁监测中的应用研究[J].信息化建设，2016（4）：150.

[6]陈帅张维丽.探讨变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].科技创新导报，2017（16）.006