变形监测技术在桥梁监测中的应用

李鹏

建设综合勘察研究设计院有限公司北京市100007

摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。近年来，我国桥梁工程规模及数量都在不断增加，对其安全性能也提出了更高的要求。在桥梁施工过程中加强其变形监测，确保整个桥梁工程的安全。本文就变形监测技术在桥梁监测中的应用展开探讨。

关键词：变形监测技术；桥梁工程；应用

引言

进入21世纪以来，我国的桥梁建设事业取得了很大的发展，伴随着社会的发展和时代的进步，使得当前桥梁结构和形势越来越复杂，数量和规模也不断增加，从目前的情况来看，我国桥梁工程建设施工整体上朝着超大化的方向迈进，从而使得变形监测技术的必要性越来越高。就桥梁工程而言，其主要的特点是承重能力强，结构比较复杂，要想使得桥梁工程项目的安全性和稳定性能够得到有效的保障，需要在实际施工的过程当中对其进行监测。因为来自外界各类因素的影响，使得桥梁工程会出现不同程度的形变现象，如果形变超出其所能承受的范围，则会造成非常严重的安全隐患，使用变形监测技术可以对这种情况进行有效的控制，文章围绕变形监测技术在桥梁监测中的应用展开一系列的讨论。

1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比较传统的监测方法，其主要是利用测量桥梁的边角与水准网作为主要方式，对桥梁的变形情况进行分析。这种监测方法已经被应用多年时间，技术发展得较为成熟，且测量精度较高、成本较低。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。第二，摄影监测法。这种监测方法主要是基于地面摄影的测量办法，可以将其利用在距离较小、范围较小、高度较低的范围内进行监测，如对大型桥梁利用这种监测方法，则会出现分辨率较低的情况，从而使得监测范围受到严重限制。第三，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。

2变形监测技术在桥梁监测当中的原理

2.1对桥梁的沉降进行监测

在监测桥梁沉降的过程当中，主要是在垂直的方向上对目标进行监测。在进行实际监测的过程当中，需要保证基准点、观测点等相关位置点处于稳固的状态之下，同时需要保证各类仪器处于固定的状态之下。在对同一个目标进行监测之时，相关的工作人员应当保持不变，防止对监测结果造成影响。另外，还应该保证监测环境的前后保持一致。在对桥梁进行监测的过程当中，应该选择统一的路线、措施等。从实际作业的角度而言，在对桥梁的沉降进行监测之时，需要经历诸多程序，在进行现场测量的过程当中，一般会选择闭合水准路线或者是附和水准路线这两种方式。可以采用高精度的水准测量，从而可以对观测网的沉降位置进行准确的测量。

2.2桥梁的水平监测

主要是通过监测桥梁承台的水平位移来对桥梁进行的监测称之为桥梁的水平监测，在桥梁的水平监测中水平位移基准网观测及水平位移观测点测量为主要的两个监测内容。实施承台水平位移监测，首先需注意控制网的布设和校核，当在建的大桥只需布设一条基准线时，只需对其基准点的距离进行测量，但校核点仍需建立，以此检验核对基准线是否稳定。而对于布设了多条基线的大桥，除基准线距离的测量与检核之外，还需对相邻基准点之间的距离及角度进行测量。在具体的水平位移观测点观测中，测角误差和测距误差是主要影响其观测精度的两大因素。

3桥梁变形监测的方法

3.1常规大地测量法

在二十世纪八十年代前，测量人员主要采用常规大地测量法来监测桥梁变形情况。测量工作确定了方法，还需要仪器的参与，通常会采用电子测距仪。根据桥梁监测的要求，对基准点间的距离和角度进行定期测量，从中取得桥梁监测点的三维坐标，进而确定桥梁结构的水平位移和垂直位移。大地测量法具有灵活性强、精度高、成本低的优点，在桥梁监测领域受到广泛的应用。

3.2物理传感器法

由于常规大地测量法的种种缺陷以及只能用于获取桥梁整体变形信息的局限，物理传感器法应运而生。将物理传感器引入局部桥梁监测中，可用于监测桥梁的局部变形，很好地弥补了常规大地测量法的不足。现今用以测定桥梁局部变形的物理传感器主要有测力计、应变计、位移计、倾斜仪、重量动态测量仪、锈蚀检测仪、电子水平仪及针对振动、温度、风力、压力、湿度、雨量的传感器等。物理传感器法能保持对桥梁内部进行长期连续地自动观测，以保证及时全面的获取观测桥梁内部的压力、应力、倾斜角度、温度变化及高精度的局部变形数据。我国的物理传感器法目前已有了较大的发展，已经实现的技术有：胡现辉团队通过连接徕卡NIVEL200电子水平仪的串口与计算机，实现了计算机控制和获取电子水平仪倾斜数据，并绘制了桥梁变形示意图；唐山高团队利用倾斜传感器，成功地对塞浦路斯高速公路高架桥桥墩进行了位移测量。固定安装在桥梁中的物理传感器使用灵活，在在恶劣环境中也能实现自动观测。但这种方法亦不是万能的，物理传感法也存在着一定局限，该方法只能监测到桥梁的局部变形和相对变形状况，桥梁变形情况无法进行整体的掌握。

4变形监测技术在桥梁监测中的应用策略

4.1桥梁沉降监测

首先需要根据桥梁工程的实际情况和整体结构，选择恰当的沉降观测点和观测网，如果有损坏的部分需要重新布设。沉降监测工作还需要与桥梁工程整体的情况进行有效的结合，从而能够保证能够在桥墩的底部完成补充布设工作。另外，监测时所选择的闭合水准路线以及复合水准路线形式应该依据现有观测网进行综合考虑。在监测过程中还需要建立统一的操作标准，以此作为依据对观测点的精确度进行有效的控制。完成上述的步骤之后，需要进行测量工作，使用高精度的水准仪，在进行实际测量之前需要对设备进行校正，并且在测量的过程当中保证路线、人员以及设备处于固定状态，对各个基准点进行全面仔细的检查，最大程度地保证其具有极高的可靠性。

4.2GPS测量技术

GPS技术主要是通过布设平面控制网、基准站等来完成大型桥梁工程长时间、不间断地监测，从中获取静态监测数据和动态监测数据。GPS技术的实践与应用，在保障监测结果的准确性、可靠性的前提下，极大程度上减少了测量人员的工作任务，降低了员工的劳动强度，同时还节省了施工成本。

4.3承台水平监测

对承台进行水平监测的过程当中，通常会使用全站仪。为了保证监测过程中控制点精度及稳定性能够满足相关规范要求，因而选择埋设观测墩的方式来进行相关的测量工作。在对观测点和基线夹角进行实际测量的过程当中，通常可以以方向观测法为主。采用这一方式进行测量之时，需要对所有观测点的坐标进行计算，将计算得出的结果与先前的数据进行对比，以此可以从根本上保证变形监测工作的科学性和有效性。

结语

综上所述，变形监测技术可以对桥梁的沉降变形、桥承台水平变形情况进行准确监测，该技术有效地保证了桥梁工程项目整体的安全性、稳定性，进而促进交通的安全畅行。因此，只有加强变形监测技术的研究及应用，才能更好地保证桥梁的安全，保障人们的出行安全。

参考文献：

[1]董学智，李胜，李爱民.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].测绘，2015，35（01）：13-15.

[2]靳洁.变形监测技术在桥梁监测中的应用研究[J].信息化建设，2016（04）：150.

[3]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，2016，39（07）：84-85.