智能全站儀在大跨徑橋梁荷載試驗中的實踐

陳文

【摘 要】智能全站儀在現代測量工作中發揮著積極作用，能夠有效支持大跨徑橋梁荷載試驗的穩步實施。文章從分析智能全站儀在大跨徑橋梁荷載試驗中的重要性入手介紹徠卡T60智能全站儀，并從靜載試驗和動載試驗兩個方面，闡明了荷載試驗中對智能全站儀的應用情況，列舉某工程實例闡述智能全站儀的應用效果，為大跨徑橋梁實施荷載試驗工作提供了借鑒和參考。

【關鍵詞】智能全站儀;大跨徑橋梁;荷載試驗

0 前言

現代市場經濟持續發展中，交通事業取得良好的發展成果，橋梁是公路建設中的重要組成部分，承擔著重要的交通連接紐帶的責任。當前，車輛超載現象越來越多，已經嚴重威脅到公路橋梁的安全性。為保障橋梁工程建設質量，需要開展荷載試驗，重點監測好橋梁結構指定位置的變形、撓度及應變分布情況。在靜載和動載試驗基礎上，可以獲取到準確的測量數據，科學合理地評定橋梁的結構性能，準確判斷橋梁承載等級，支持后續橋梁養護、維護和加固作業。將智能全站儀應用在大跨徑橋梁荷載試驗工作中，能取得良好的應用效果。

1 智能全站儀在大跨徑橋梁荷載試驗中的重要性

橋梁工程是現代交通事業發展中的重要內容，能保障交通安全和暢通出行，為人們提供良好的出行條件?，F階段的道路交通工程建設已經逐漸延伸到山區，面對惡劣的地質地理環境，經常采用大跨徑橋梁工程建設形式。大跨徑橋梁工程施工過程中涉及較多內容，需要切實開展荷載試驗，及時發現橋梁工程項目中存在的缺陷，從而采用科學合理的措施加以處理。橋梁的撓度能夠直接反映橋梁結構的受力情況，橋梁荷載試驗中，橋梁撓度是重要的控制指標。需要注意的是，荷載試驗需要在規定時間內完成，而測量橋梁撓度則需要耗費大量的時間和精力，因此這會影響到工程項目的實際施工效果。要想切實保證大跨徑橋梁工程測量的精度，需要選擇科學合理的撓度測量方法，保證測量環節的快捷性和穩定性。現階段，經常使用到的測量方法包括靜力水準方法、儀表測量方法及精密水準法。高精度、方便快捷的測試儀器，是保證大跨徑橋梁荷載試驗準確性的重要前提，而智能全站儀則滿足這一條件。

以徠卡T60智能全站儀作為大跨徑橋梁工程荷載試驗中的儀器設備，可以有效降低精度誤差，達到±0.1 mm。2015年，瑞士徠卡公司推出徠卡T60智能全站儀，這是機器人全站儀，具備超高精度、智能性特征，測角精度可以達到0.5 s。全站儀使用馬達驅動方式，以電能和機械能相互轉換的壓電陶瓷金屬作為動力基礎，使測量工作效率顯著提升且具有良好的環保性、節能性。并且，徠卡T60智能全站儀具備可供二次開發的接口和高速LOCK鎖定跟蹤棱鏡功能、ATR自動目標識別棱鏡功能。徠卡T60智能全站儀能夠針對大跨徑橋梁開展靜載試驗，也就是在不同荷載下跨度點撓度、位移變形量和支撐點沉降情況，能夠自動鎖定移動的目標開展實時跟蹤，獲取到橋梁動載試驗中的相關數據信息，包含測量跨度點的振動變形量、動撓度及變形趨勢等。

2 大跨徑橋梁荷載試驗中對智能全站儀的應用

智能全站儀對大跨徑橋梁荷載試驗工作的順利開展具有積極意義，能夠有效監測橋梁建設過程中的相關數據與信息。工作人員對智能全站儀監測獲得的數據進行分析，能及時總結橋梁建設的相關內容，能夠快速發現橋梁建設參數的不足，并及時改進和優化建設方案，提升大跨徑橋梁的總體建設水平。

2.1 靜載試驗

靜載試驗開展中，需要做到以下幾個方面。

（1）從事先制定好的荷載試驗方案出發，合理地分布棱鏡位置，使其合理布設在大跨徑橋梁的位移監測點和跨徑點，包含等分跨徑截面、墩臺、塔頂及1/4跨徑、1/2跨徑和3/4跨徑等。

（2）為保證智能全站儀順利地完成靜載試驗活動，需要綜合考察大跨徑橋梁的各個方位，將智能全站儀架設到一個穩定的地方，促使全站儀可以與各個棱鏡之間達到通視的效果。

（3）靜載試驗現場作業中，需要準備好工作電源、必要的照明設備、PC電腦、各小組間的聯絡設備等，使得智能全站儀和PC機相聯合，及時啟動ZZBridge橋梁荷載試驗軟件，這對于保證靜載試驗效果具有積極意義，同時要準確設置好設站定向、循環測量時間、報警限差、學習值測量及測量間隔等，并及時錄入相關工況信息，做好監測之前的準備工作。

（4）實際靜載試驗活動進行中，需要點擊ZZBridge橋梁荷載試驗軟件中的“開始”按鈕，按照目標棱鏡的順序，依次對準全站儀ATR，確保棱鏡中心能夠精確規準，需要對三維坐標值進行準確測量。結合大跨徑橋梁現場的施工，不論是加載還是卸載之前，都需要通過自動循環的方式采集初始數據值，而完成加載或者是卸載之后，同樣要收集相關數據，針對各個點的位移變化量和撓度變化量進行準確計算。在整個測量環節，當無法準確測量個別檢測點或者測量超出限差，系統會發出報警提示信號，然后通過顏色、短信、聲音或電子郵件的方式，提醒檢測人員注意，按照實際需求完成自動補測活動。

（5）經過靜載試驗得到的相關數據，要能夠與預判的變形值進行對比，開展全方位的數據分析活動，得到準確且全面的檢測評估和結論。

2.2 動載試驗

動載試驗是通過全站儀試驗大跨徑橋梁荷載情況的重要環節，其中積極使用徠卡T60智能全站儀實施跟蹤測量工作能夠起到良好的效果。徠卡T60智能全站儀連續實施的測距間隔會保持在0.15 s之內，而在轉動狀態下，徑向最大速度能夠保持在5 m/s，對于動態測量的相對精度來說，能夠達到±2.5 mm的效果。

（1）開展動載實驗之前，需要判斷大跨徑橋梁是否與徠卡T60智能全站儀的應用條件相符，只有在確保全站儀適應橋梁荷載設計條件的前提下，才能夠將利用該儀器完成動載試驗。

（2）動載試驗要注重準備工作，這部分的準備工作與靜載試驗的準備工作相同。一臺全站儀只能夠針對一個棱鏡實現實時跟蹤，因此開展動載試驗活動的過程中，要在全面分析檢測點的基礎上，選擇最具有代表性的位置點，這樣能夠測量到最大撓度、位移變化量數據，還可以分多次針對不同檢測點的棱鏡進行測量。如果施工方擁有較好的監測條件，可以配備多臺全站儀、棱鏡，達到同時監測各個檢測點的目的。

（3）在動載試驗中，檢測點的變化軌跡、振動趨勢、變化量及峰值都可以實時顯示，可以作為振動曲線繪制的基礎。在完成測量工作后，可以從整體層面瀏覽關于試驗結果的圖形，還能夠結合需求采用局部縮小或者放大的方式進行觀察，同時可以實現數據結果的轉化，使其輸出成圖片、EXCEL、TXT、PDF等格式，便于數據結果的保留，支持進一步分析處理工作。

3 大跨徑橋梁工程實例

某大橋屬于預應力連續剛構橋，跨徑較大，具體組合形式為126 m+240 m+126 m，為準確測量出橋梁承載力，積極開展荷載試驗，通過徠卡T60智能全站儀完成主橋撓度測試。當橋梁處在滿載狀態下，所得到的部分測量點的彈性撓度值見表1，給橋梁工程建設工作提供了良好的支持。

4 結語

大跨徑橋梁荷載試驗中對于智能全站儀的應用，能夠在短時間內完成測量工作，精確度高，可以作為準確判斷橋梁承載力的參考，支持后續施工建設活動的順利實施。大跨徑橋梁荷載試驗可以結合橋梁實際情況，選擇合適的全站儀和檢測點，推進靜載試驗和動載試驗的有效開展。

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