桥梁施工监控中变形测量方法的应用

2015-04-16杜培毅

建材与装饰 2015年25期

关键词：变形体测量方法桥台

杜培毅

（上海同丰工程咨询有限公司　上海　200444）

桥梁施工监控中变形测量方法的应用

杜培毅

（上海同丰工程咨询有限公司上海200444）

桥梁施工在近些年发展十分迅速，是交通道路建设的一个重要环节。桥梁施工不同于其他施工项目，桥梁施工的环境影响因素众多，需要从各个环节做好监控工作。变形测量是广泛运用于建筑施工中的一项测量技术，能够从多个角度多个层面对相关技术指标进行测量，保证建筑施工质量。在桥梁施工监控中应用变形测量，可以有效提升桥梁施工的质量。本文对变形测量的基本含义进行了介绍，简要探讨了工程变形测量技术以及在桥梁施工监控中的应用。

桥梁施工监控；变形测量；技术

变形测量的基础是被测量对象各项技术指标在一定条件下和时间后所产生的变化，对这些技术指标通过一定的技术手段进行测量就是变形测量。变形测量的适用范围很广，作用也十分明显，可以及时有效的反映建筑施工对象所存在的各种形。在桥梁施工监控中，就应该使用变形测量技术对桥梁的施工部分进行变形测量，以便合理优化施工工艺。

1　变形测量的基本含义简要介绍

变形测量的对象是被测量对象在各种外部条件作用下的变形，变形的具体内容是被测对象的大小、形状、位置以及性质等的变化量。变形测量就是对被测量对象进行周期性测量，求出测量点每个周期的变化量以及其相对于首期数据的变化量。一般来说，变形体可以使用一定数量的具有代表性的离散点位来代表，离散点可以称为测量点，离散点的变形量就可以被用作描述变形体的整体变形[1]。

通常情况下，变形可以分为两类：①变形体自身产生的变形，诸如弯曲、错动、扭转以及伸缩等；②变形体产生的刚体位移，诸如整体转动、平移、倾斜以及升降等。变形测量根据变形类别的不同，可以分为动态和静态两种。动态变形主要是指变形体在外部作用下产生的变形，能够通过相应的变形函数表示其变形过程，动态变形一般需要进行持续监测才能得到尽可能完整的测量结果；静态变形的变形体只会受到时间的影响，是变形体在一定时间段内产生的变形，静态变形一般进行周期性测量就可以得到非常全面的测量结果。

变形测量的主要测量内容包括倾斜测量、沉降测量、位移测量、挠度测量、裂缝测量以及日照风振测量等。变形测量的意义首先体现在对建筑工程施工的地质构造形成较为全面的了解，对建筑施工安全进行评估，确保可以及时发现问题解决问题。此外变形测量可以深入了解变形机理，验证相关的地壳运动假说和设计理论，建立相关的预测模型或进行反馈设计[2]。总的来说，变形测量在建筑施工工程中是施工监测的基础，通过分析手段达成预测目的。

2　常用工程变形测量技术简要介绍

在施工监控中使用的变形测量技术主要有地面摄影测量、常规测量、特殊测量法以及一系列以先进技术为基础的测量技术。摄影测量又称为地面摄影测量，虽然这种方法起步时间很早，但是由于相关设备发展进度缓慢，因此其推广使用受到了不小的限制，一直处于小规模应用阶段。摄影测量的测量距离较近，在以往常常用于烟筒、高塔、边坡、船闸和部分建筑的变形监测。随着近些年一系列先进摄影设备不断出现，以及遥感摄影和红外摄影等技术的推广，使摄影测量在变形测量中取得了重大的进步发展。

常规测量是变形测量最普遍最常用的方式，在以往常常是通过一些简单的仪器设备，在变形体上选取测量点进行变形测量。随着科技水平不断提升，测量仪器已经有了质的提升，近些年已经逐渐出现了许多自动化的跟踪测量仪器和测量机器人，其可以在需要进行变形测量的部位对变形体进行全天候、全方位及高精度地自动化监测。在实际的变形测量工作中已经明确，这种最新自动化测量仪器的测量精度可达毫米级，能够十分精准地判断变形体的变形量及变形趋势[3]。但是，这种测量仪器会受到测量范围的限制，进行测量的点位几乎都处在变形体的变形范围之内。

特殊测量手段主要是在一系列新技术基础上开发出来的相应测量技术，在光、电、机等新技术上，可用于倾斜测量、准直测量以及应变测量等测量内容的特殊测量仪器不断出现，比如光纤传感变形测量系统，就把数据测量和数据传输融为一体，可以及时将测量数据进行反馈，以便相关人员及时对数据进行处理分析。此外，光纤传感变形测量系统还具备了高度的环境适应性以及抗干扰、抗雷击的性能。

3　变形测量方法在桥梁施工监控中的实际应用

3.1选择变形测量方法

选择变形测量方法是在桥梁施工监控中应用变形测量的首要任务，只有选择合理的测量方法，才能取得预期当中的测量效果。选择变形测量方法应该从几个基本层面入手：

（1）从测量范围层面选择变形测量方法。在桥梁施工中，不同的施工部位，其发生变形的范围是不一样的，对应的测量范围也是不一样的。根据实际部位的测量范围选择符合的测量方法，是最基本的。

（2）从测量精度层面选择变形方法。对不同的桥梁部位而言，其施工精度、测量精度的要求都是不一样的。比如桥面精度和桥台精度是不一样的，桥跨精度和支座精度也是不一样的。只有符合精度要求条件，才能保证桥梁施工能够达到设计要求。因此需要根据实际的精度需求选择变形测量方法。

（3）从测量性质层面来选择变形测量方法。针对不同测量部位或同一部位的不同测量内容，其测量可能会分为周期性和持续性两种，因此需要根据实际的测量性质，选择周期性或持续性的变形测量方法。比如，受自身重力等因素出现的静态变形，就可以选择周期性测量；受外部因素出现的动态变形，就应该选择持续性测量。

3.2设计变形测量环节

在选择好合理的变形测量方法之后，就需要进行测量环节的设计。设计测量环节最优先考虑的应该是实际施工情况，确保施工不会对变形测量造成影响。同时，变形测量也不能对实际施工形成影响。其次应该考虑测量点位的选择。测量点位选择要根据被测对象的基本参数和测量内容进行科学合理的点位确定。比如，在测量桥台位移时，如果是圆台，应该保持有三组以上的正交点位；如果是方台，应该保证边角具有两组以上测量点位。如此，只有科学合理的选择测量点位，才能确保测量结果具备参考价值可以用于相关决策。最后就是进行测量仪器布置，如果是采用常规测量方法或一些极近距离的测量方法，仪器布置需要考虑两个问题：①仪器布置不能影响正常施工；②仪器布置不能受到施工影响。如果是采用一些中远距离的测量方法，就不需要考虑这两个问题，比如使用摄影测量法，只需要找准摄影测量点位即可。

3.3进行变形测量

在做好一些列变形测量的准备工作之后，就需要展开实际测量工作了。首先，进行前值采集。在测量工作正式开始前，都需要对被测对象的相关指标数据进行前值采集。比如测量桥台沉降，就需要先对桥台实高进行前值采集，然后在进行变形测量。变形测量一般分为周期性测量和持续性测量，两者之间具有本质性区别。比如，桥台沉降变形测量是由于自身承重引起的，因此对其进行周期性测量即可，每隔固定的时间对桥台实高进行测量，再与前值进行对比，从而分析桥台沉降。如果是测量桥台位移，那么就需要考虑水流的冲击作用，对其进行持续性测量。

3.4分析处理测量结果

在进行变形测量的过程中和完成变形测量之后，都需要对测量数据进行处理分析，用以判断被测对象的变形情况，进而制定相应的措施。①对周期性测量结果进行柱状图绘制，将每一个周期的测量值与前值的差值绘制成柱状图，还可将每个周期之间测量值的差值绘制成柱状图，用以分析被测对象变形。对持续性测量的结果就可以直接绘制成变形曲线，通过变形曲线直接对被测对象的变形情况进行分析判断。②根据分析判断结果对被测对象进行合理的整改优化，比如对位移过大的对象进行加固或返修，对发生刚体扭转的进行角度纠正等。