大型橋梁運營期間的變形監測分析研究

何魚

摘 要：本文通過對某高速公路的橋面撓度觀測、平面線形觀測、墩臺沉降觀測、墩臺位移觀測和橋墩垂直度觀測，探究了在橋梁監測中變形監測的實施方法及數據分析與處理模式，為橋梁養護提供準確的監測意見及報告。

關鍵詞：變形監測；橋梁監測；撓度

0 引言

橋梁的變形監測是對橋梁整體性能的監測，其基于工程測量的原理、技術和精密測量儀器，對橋梁在垂直方向和水平方向的位移變形進行定期或實時監測，并通過繪制相應的位移變形影響線或影響面來監測橋梁各部位位移的變形狀態，預測其變形規律，為橋梁的維修、養護和管理決策提供依據和指導。

本應用研究通過對渝湘高速公路的共和烏江特大橋進行橋梁沉降和水平位移等項目監測，探討變形監測理論在實際工程問題中的應用，分析和總結橋梁變形的規律，為橋梁的養護、管理和決策提供依據和指導。

1 橋梁概況

共和烏江特大橋是一座跨江特大橋梁。橋梁上部結構左幅按4×50m+3×50m+113m+200m+113m+3×50m+3×50m布置，右幅按2×40m+2×50m+3×50m +113m+200m+113m+3×50m+3×40m布置；左幅全長1086.66m，右幅全長1036.66m；引橋上部構造采用40m、50m預應力混凝土先簡支后結構連續T梁，每孔橋橫向由，5片T梁組成。主墩基礎雙肋式柔性薄壁墩柱，引橋墩柱采用雙柱式墩，樁基為挖孔樁和鉆孔灌注樁。

2 監測目的及內容

2.1 監測目的

（1）通過對橋梁結構長時間的定期變形監測，掌握橋梁在混凝土收縮和徐變、營運荷載、溫度變化、風雨、水流、地震及其它偶然荷載長期作用下，結構性能和工作狀態的變化，以便及時發現橋梁病害；（2）為改進橋梁設計、施工等提供科學依據； （3）為橋梁建立健康檔案，指導橋梁養護及維修，保證結構安全。

2.2 監測內容

1）橋面撓度觀測；2）橋面平面線形觀測；3）墩臺沉降觀測；4）橋墩位移觀測；5）橋墩垂直度觀測。

3 變形監測及分析

按照精度等級要求，分別對下游幅、上游幅橋進行了封閉交通，在無行車干擾的條件下實施了各項監測內容的觀測，觀測時對氣壓、溫度、大氣折光等進行了改正，其測量過程和結果如下：

（1）橋面撓度觀測

將長20cm的不銹鋼用鉆孔植筋的方法植入橋面板，點位距防撞護欄40cm，主跨按每20m布設一點，同時在支點、L/4、L/2、3L/4處加設點，左幅共設52點，右幅共設53點。撓度觀測是在中斷交通的條件下進行，觀測精度為：視距最長25，限差為50m，前后視距差最大為0.9m，限差為±1.5m，前后視距累積差最大為2.1m，限差為±6m，水準附合路線的高差閉合差為8mm，限差為10mm。

橋面高程觀測結果與首期相比，高程普遍有1～16mm的降低，變化值的大小表現出與墩柱的高度有以下關系：墩柱越高的部位，橋面高程降低值越大，這是橋墩在溫度下降后自然收縮的結果，反映了鋼筋混凝土結構在自然條件下的正常變形情況，同時也說明了觀測結果可信。

通過相關曲線圖，我們可以發現，本期跨中撓度變化在-0.9mm～2.6mm之間，考慮測量誤差的影響，可以認為在本觀測周期內，大橋橋跨無明顯下撓。

（2）橋面線形觀測

平面線形觀測采用索佳SETX1智能型全站儀按《建筑變形測量規范》二級平面精度在封閉交通的情況下采用極坐標法進行。觀測時置儀于基準點E點，以基準點I定向，每一觀測點水平角測4測回，最大2c互差為7.5″，限差為9″，同一方向值各測回互差最大為4.2″，限差為6″，測距邊觀測2測回，測回內讀數間較差最大為1.5mm。

觀測數據經檢查合格后，計算出測點坐標并點繪出平面線形。

觀測結果表明，各觀測點在縱向上均向著中跨跨中方向位移，位移量大小與觀測距中跨跨中距離基本成正變關系，反映了在溫度降低的情況下，鋼筋混凝土梁體自然收縮的真實情況，說明梁體處于正常的變形之中，同時說明了觀測數據真實可信。

（3）墩臺沉降觀測

墩臺沉降觀測點以本公司自制的不銹鋼L型標志用鉆孔植筋的方法固定于墩頂，標志頂部加工成塔形，便照于準。觀測點的高程采用光電測距三角高程法進行施測，垂直角測回差3″，限差為5″，指標差較差為4″，限差為5″。通過墩頂沉降和橋面撓度變化的比較，本次各墩觀測點均有沉降，與橋面對應點高程變化一致；墩柱沉降量在3.6～11.2mm之間，由于沉降觀測點設在墩頂部，第二期觀測是在冬季氣溫較低的條件下進行的，考慮結構低溫收縮的影響，本觀測周期內墩柱沉降量是較小的。

4 結語

在本觀測周期內，大橋橋跨無明顯下撓；橋面、墩臺位移觀測結果反映了梁體高溫膨脹，低溫收縮特性；墩臺沉降觀測結果與橋面高程觀測結果表現出較好的一致性，但本周期墩臺沉降觀測結果包含了墩柱溫差變形量，不能真實反映墩臺沉降量，需在第下一觀測周期內，用相同觀測條件的結果予以驗證；墩柱傾斜度在規范要求的范圍內。從觀測資料分析看，大橋目前結構狀態良好，大橋縱向水平變化與大橋各跨豎向撓度變形均在正常工作狀態下，特別是在冬夏觀測資料相對照比較，可以看出大橋各部結構彈性性能較好。

參考文獻：

[1] 岳建平，方露，黎昵.變形監測理論與技術研究進展[J].測繪通報，2007，（7）：1-4.

[2] 李青岳， 陳永奇.工程測量學（修訂本）[M] .北京：測繪出版社， 1995.