浅析桥梁永久性观测点的监控设置_论文发表网__墨水学术,论文发表

所属栏目：应用电子技术论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:363

副标题#e#【摘要】本文详细介绍了典型桥梁（特大桥、钢筋砼箱型拱1×100米、高墩桥桥高85米）永久性观测点的设置位置、数量、监控方案要求。
　　【关键词】桥梁永久性观测点设置原则观测控制
　　1引言
　　随着国民经济的快速发展，作为公路交通咽喉的桥梁地位日益突出，加强和规范公路桥梁养护管理工作，采取科学有效的管理手段和技术措施，通过观测数据科学分析道路桥梁在使用过程中的各种变化。对所管辖的公路桥梁及时组织检查、检测，按规定做好道路工程的沉降观测及特大桥、大桥、特殊结构桥梁的检测评定工作，完善道路、桥梁技术档案，加强道路、桥涵构造物的检查和保养工作，努力提高道路桥梁结构的耐久性和安全性。
　　2桥梁监控观测概述
　　为了利于分析判断桥梁可能发生的病害原因，必须在结构正常状况时设置永久性控制检测点。特大桥、大桥（l0>60米）、特殊结构桥梁必须设置永久性控制检测点。测点的编号、位置（表明距离、标高和地物特征）和竣工测量数据，均应按档案资料要求予以存档。
　　小清河特大桥（1256米T型梁）、胶济特路公铁立交（2099米空心板+T型梁），乐疃大桥（钢筋混凝土箱形拱桥1×100米）、樵岭前大桥（单箱单室三向预应力连续刚构2×75+2×135米，桥高85米）是我处桥梁养护的重点，亦是我处管养路段的主要控制点。按规定做好特大桥、特殊结构桥梁和单孔跨径60米以上大桥的检测评定工作，完善桥梁技术档案，加强桥涵构造物的检查和保养、维修与加固工作，使其经常处于完好的技术状态，尽量延长其使用年限。
　　2.1桥梁永久性观测点设置（以乐疃大桥为例）
　　乐疃大桥位于G205山深线滨莱高速公路淄博境内，桥梁右幅桥为直桥，左幅桥位于R=2000平曲线内。桥梁全长129m，桥宽组合为2×0.5m（防撞护栏）+2×10.25m（行车道）+7.207m（分隔带）=28.707m。上部结构为1孔净跨径100m钢筋混凝土箱形拱桥，矢跨比为1/6，主拱圈采用等截面悬链线拱，拱轴系数m=2.514，拱圈厚度160cm；腹拱采用预制圆弧拱，拱圈厚度25cm，全桥共设10处腹拱；下部结构采用埋置恒重式台、天然浅基础。桥梁设计荷载为汽车-超20级，挂-120，于1998年12月建成通车。
　　经桥梁现场调查，现有永久性监测点如表所示：
　　序号 检测项目 观测点 测点数量 观测频率
　　1 桥面高程 沿行车道两边（靠防撞护栏处）按跨中、L/4、L/8、支点、台尾等不少于11个位置（44个点）；测点通过长铆钉等固定于桥面板上。 桥头基点1个，桥面测点44个，共计45个。 每季度一次
　　2 桥台变位
　　（水平、竖直） 桥台底部（距地面或常水位0.5~2m）上、下游两侧及桥轴线处各1点，0#、1#台均有布设 0#桥台上下游侧及桥轴线位置各1点，两幅共6点；1#桥台上下游侧及桥轴线位置各1点，两幅共6点。 半年一次
　　3 墩、台身倾
　　斜度
　　 墩、台身底部（距地面或常水位0.5~2m）的上、下游侧各1点。 0#桥台上下游各1点，共2点；1#桥台上下游侧各1点共2点；全桥设测点总计4处。 半年一次
　　4 拱轴线形 每幅上下游两侧及中线处三条线，共6条测线。 基点设置3处，断面测点不大于2。 半年一次
　　5 桥梁固有频率 桥梁跨中断面上下游两侧各1点。 跨中断面上下游两侧各1个，共计2个。 一年一次
　　2.1.1桥面高程监测
　　桥面高程监测主要量测桥面纵向线形，宜采用在封闭桥面一切交通的情况下，分左右幅上、下游两条带，按《国家二级水准施测纲要》，作往返闭合水准测量或附合到两岸基本水准点上。若交通封闭有困难，应适当增加测回数。
　　（1）高程观测用精密水准仪进行测量，精度0.1mm。
　　（2）结构线形的测定应安排在结构温度趋于稳定的时#p#副标题#e#间区段内进行；检测频率宜每季度观测一次，汛期或观测值变化较大时应适当增加观测频率；
　　（3）每观测标段应设置基准点和转点，基准点至转点、转点至观测点距离一般不超过50m；基准点一般设在距结构物或观测路段较近的边坡岩石上，转点及测点应设置在路面两侧易保存、方便使用、不妨碍交通且相对稳定的地物上，
　　测点宜布置在每孔的八分点上，建议使用铆钉并标注红色标识。
　　（4）水准测量采用独立观测，基准点高程采用相对高程，统一确定为100.00m。
　　（5）每次进行观测点测量前应对基准点、转点进行检查，如有明显损坏或异常时，应及时进行补设，同时采用人工记录，观测时基准点、转点应闭合。
　　（6）所有观测点的位置和编号以及检测数据必须在总体平面图和数据表中注明并归档。
　　2.1.2墩台变位监测
　　对于设有永久性控制检测点的桥梁墩台与基础，可通过测量该检测点平面坐标与高程的变化分析其变位。对于无永久性控制检测点的桥梁墩台与基础，可采用几何测量、垂线测量、光学测距等间接测量的方法，或通过测量桥梁结构几何形态系数变化推定其变位。
　　（1）采用几何测量方法观测桥台的变位使用全站仪进行测量，全站仪精度：测距2mm+2ppm×D；
　　（2）桥台变位观测考虑温度变化影响，宜选择每年最冷、最热月份（初步定于每年2月、8月）分别进行观测；
　　（3）测点布设宜在河岸布设两个永久参考点，永久性参考点设置宜垒砌水泥平台，并预埋永久性螺栓，螺栓以露出水泥平台1~2cm为宜，并用红色油漆标示，基准点每次测量完毕后泥土回填保护处理；
　　（4）全站仪使用，根据几何关系换算出全站仪、基准点、墩台测点的平面坐标；根据每次定期检查墩台测点平面坐标变化，通过坐标系平移与转动的几何关系，计算桥台沿纵桥向和横桥向的位移变化；对比每年同一时间段观测结果，分析墩台的变位。
　　2.1.3墩、台身倾斜度监测
　　（1）墩、台身倾斜度一般采用在墩台上设置固定铅垂线测点，用吊垂球或全站仪测定。全站仪精度：测距2mm+2ppm×D。
　　（2）桥台变位观测考虑温度变化影响，宜选择每年最冷、最热月份（初步定于每年2月、8月）分别进行观测；
　　（3）墩、台倾斜度测点选在距地面或常水位0.5~2m范围内，用上下相距0.5~1.0米的两点标记检测，并将测点位置标记，测点布设可采用在测点处打入膨胀螺栓或钢钉，并用红漆标记，以便下次观测。
　　2.1.4桥梁固有频率监测
　　桥梁固有频率只与结构本身的固有性质有关，是结构振动系统的基本特征，是宏观评价桥梁结构的整体刚度、运营性能的重要指标。通过比较桥梁结构频率值变化，从而评价桥梁结构实际刚度变化情况，本次检测仅对桥梁一阶频率进行采样。
　　2.1.5拱轴线形监测（乐疃大桥）
　　针对乐疃大桥上部结构为整体式箱形板拱结构形式，梁体截面宽度较大，拱轴线性监测宜分上下游及中线三条带进行测量。拱轴线性监测主要监控箱形拱拱轴系数变化，并与竣工值或设计值相比较。若无设计竣工资料，可以以第一次测量数据作为原始数据，后续检测数据与此比较进行监测。
　　2.1.6梁板伸缩缝观测
　　观测点为距伸缩缝外边缘3.5米处，标记红油漆。每月一次，采用游标卡尺、温度计进行观测。
　　2.1.7支座位移观测（樵岭前大桥）
　　该桥支座为盆式橡胶支座，内侧支座只进行纵向位移，外侧支座进行纵横向位移，重点检查支座是否完好，支座处箱梁是否自由移动，支座位移观测每月一次。
　　2.2监控要求
　　2.2.1桥梁监控观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则监控观测得不到原始数据，后期观测将得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的桥梁变位情况或规律。
　　2.2.2相邻#p#副标题#e#的两次时间间隔称为一个观测周期，桥梁日常监控检测都必须按本监控方案中规定的观测周期准时进行。
　　2.2.3桥梁主体结构维修，加固或改建前后，必须进行控制测量，以保持观测资料的连续性。若控制点有变动，应及时检测，建立基准数据。
　　2.2.4桥梁的永久性控制检测点要牢固可靠，应按永久性测量标志设定，可建立本大桥相对独立的基准测量系统。
　　2.2.5每次进行观测点测量前应对基准点（转点）进行检查，如有明显损坏或异常时，应及时进行补设。
　　2.2.6桥梁监控观测的自始至终要遵循“五定”原则。所谓“五定”，即监控观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所监测的桥梁变化状况更真实。
　　2.2.7仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定，仪器检校周期见各仪器说明书。
　　2.2.8桥梁损伤识别程序为：通过桥梁安全监控，初步判定桥梁是否有异常现象发生，如有异常，进一步检测评价。
　　2.2.9所有观测点的位置和编号以及检测数据必须在总体平面图和数据表中注明。
　　3安全保障
　　3.1提高安全意识，测量人员均需穿着反光服。
　　3.2迎车面需专人穿着反光服，在据测量现场900米处手持彩旗指挥车辆，以起到提示作用。
　　3.3封闭观测路段（按照路面维修路段封闭标准）。
　　4结语
　　桥梁的检测,不仅能为竣工提供可靠数据,而且还可以对科学养护决策提供客观依据,这对加快养护管理系统的形成有着十分重要的意义。加强检测工作,充分发挥其在工程质量管理和公路养护工作中的作用,有利于工程质量的保证和养护水平的提高。只有通过好的分析手段才能有效的提取对桥梁检测有用的信息，才能为桥梁结构的维修、养护等后期工作提供正确的数据基础。
　　参考文献：
　　【1】《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
　　【2】《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
　　【3】《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
　　【4】《公路桥涵养护规范》(JTGH11-2004)