橋梁施工監(jiān)控中變形測量方法的應(yīng)用

杜培毅

（上海同豐工程咨詢有限公司　上海　200444）

橋梁施工監(jiān)控中變形測量方法的應(yīng)用

杜培毅

（上海同豐工程咨詢有限公司上海200444）

橋梁施工在近些年發(fā)展十分迅速，是交通道路建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)。橋梁施工不同于其他施工項(xiàng)目，橋梁施工的環(huán)境影響因素眾多，需要從各個環(huán)節(jié)做好監(jiān)控工作。變形測量是廣泛運(yùn)用于建筑施工中的一項(xiàng)測量技術(shù)，能夠從多個角度多個層面對相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測量，保證建筑施工質(zhì)量。在橋梁施工監(jiān)控中應(yīng)用變形測量，可以有效提升橋梁施工的質(zhì)量。本文對變形測量的基本含義進(jìn)行了介紹，簡要探討了工程變形測量技術(shù)以及在橋梁施工監(jiān)控中的應(yīng)用。

橋梁施工監(jiān)控；變形測量；技術(shù)

變形測量的基礎(chǔ)是被測量對象各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在一定條件下和時間后所產(chǎn)生的變化，對這些技術(shù)指標(biāo)通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行測量就是變形測量。變形測量的適用范圍很廣，作用也十分明顯，可以及時有效的反映建筑施工對象所存在的各種形。在橋梁施工監(jiān)控中，就應(yīng)該使用變形測量技術(shù)對橋梁的施工部分進(jìn)行變形測量，以便合理優(yōu)化施工工藝。

1　變形測量的基本含義簡要介紹

變形測量的對象是被測量對象在各種外部條件作用下的變形，變形的具體內(nèi)容是被測對象的大小、形狀、位置以及性質(zhì)等的變化量。變形測量就是對被測量對象進(jìn)行周期性測量，求出測量點(diǎn)每個周期的變化量以及其相對于首期數(shù)據(jù)的變化量。一般來說，變形體可以使用一定數(shù)量的具有代表性的離散點(diǎn)位來代表，離散點(diǎn)可以稱為測量點(diǎn)，離散點(diǎn)的變形量就可以被用作描述變形體的整體變形[1]。

通常情況下，變形可以分為兩類：①變形體自身產(chǎn)生的變形，諸如彎曲、錯動、扭轉(zhuǎn)以及伸縮等；②變形體產(chǎn)生的剛體位移，諸如整體轉(zhuǎn)動、平移、傾斜以及升降等。變形測量根據(jù)變形類別的不同，可以分為動態(tài)和靜態(tài)兩種。動態(tài)變形主要是指變形體在外部作用下產(chǎn)生的變形，能夠通過相應(yīng)的變形函數(shù)表示其變形過程，動態(tài)變形一般需要進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測才能得到盡可能完整的測量結(jié)果；靜態(tài)變形的變形體只會受到時間的影響，是變形體在一定時間段內(nèi)產(chǎn)生的變形，靜態(tài)變形一般進(jìn)行周期性測量就可以得到非常全面的測量結(jié)果。

變形測量的主要測量內(nèi)容包括傾斜測量、沉降測量、位移測量、撓度測量、裂縫測量以及日照風(fēng)振測量等。變形測量的意義首先體現(xiàn)在對建筑工程施工的地質(zhì)構(gòu)造形成較為全面的了解，對建筑施工安全進(jìn)行評估，確?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)問題解決問題。此外變形測量可以深入了解變形機(jī)理，驗(yàn)證相關(guān)的地殼運(yùn)動假說和設(shè)計(jì)理論，建立相關(guān)的預(yù)測模型或進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)[2]?？偟膩碚f，變形測量在建筑施工工程中是施工監(jiān)測的基礎(chǔ)，通過分析手段達(dá)成預(yù)測目的。

2　常用工程變形測量技術(shù)簡要介紹

在施工監(jiān)控中使用的變形測量技術(shù)主要有地面攝影測量、常規(guī)測量、特殊測量法以及一系列以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的測量技術(shù)。攝影測量又稱為地面攝影測量，雖然這種方法起步時間很早，但是由于相關(guān)設(shè)備發(fā)展進(jìn)度緩慢，因此其推廣使用受到了不小的限制，一直處于小規(guī)模應(yīng)用階段。攝影測量的測量距離較近，在以往常常用于煙筒、高塔、邊坡、船閘和部分建筑的變形監(jiān)測。隨著近些年一系列先進(jìn)攝影設(shè)備不斷出現(xiàn)，以及遙感攝影和紅外攝影等技術(shù)的推廣，使攝影測量在變形測量中取得了重大的進(jìn)步發(fā)展。

常規(guī)測量是變形測量最普遍最常用的方式，在以往常常是通過一些簡單的儀器設(shè)備，在變形體上選取測量點(diǎn)進(jìn)行變形測量。隨著科技水平不斷提升，測量儀器已經(jīng)有了質(zhì)的提升，近些年已經(jīng)逐漸出現(xiàn)了許多自動化的跟蹤測量儀器和測量機(jī)器人，其可以在需要進(jìn)行變形測量的部位對變形體進(jìn)行全天候、全方位及高精度地自動化監(jiān)測。在實(shí)際的變形測量工作中已經(jīng)明確，這種最新自動化測量儀器的測量精度可達(dá)毫米級，能夠十分精準(zhǔn)地判斷變形體的變形量及變形趨勢[3]。但是，這種測量儀器會受到測量范圍的限制，進(jìn)行測量的點(diǎn)位幾乎都處在變形體的變形范圍之內(nèi)。

特殊測量手段主要是在一系列新技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的相應(yīng)測量技術(shù)，在光、電、機(jī)等新技術(shù)上，可用于傾斜測量、準(zhǔn)直測量以及應(yīng)變測量等測量內(nèi)容的特殊測量儀器不斷出現(xiàn)，比如光纖傳感變形測量系統(tǒng)，就把數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)傳輸融為一體，可以及時將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，以便相關(guān)人員及時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。此外，光纖傳感變形測量系統(tǒng)還具備了高度的環(huán)境適應(yīng)性以及抗干擾、抗雷擊的性能。

3　變形測量方法在橋梁施工監(jiān)控中的實(shí)際應(yīng)用

3.1選擇變形測量方法

選擇變形測量方法是在橋梁施工監(jiān)控中應(yīng)用變形測量的首要任務(wù)，只有選擇合理的測量方法，才能取得預(yù)期當(dāng)中的測量效果。選擇變形測量方法應(yīng)該從幾個基本層面入手：

（1）從測量范圍層面選擇變形測量方法。在橋梁施工中，不同的施工部位，其發(fā)生變形的范圍是不一樣的，對應(yīng)的測量范圍也是不一樣的。根據(jù)實(shí)際部位的測量范圍選擇符合的測量方法，是最基本的。

（2）從測量精度層面選擇變形方法。對不同的橋梁部位而言，其施工精度、測量精度的要求都是不一樣的。比如橋面精度和橋臺精度是不一樣的，橋跨精度和支座精度也是不一樣的。只有符合精度要求條件，才能保證橋梁施工能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此需要根據(jù)實(shí)際的精度需求選擇變形測量方法。

（3）從測量性質(zhì)層面來選擇變形測量方法。針對不同測量部位或同一部位的不同測量內(nèi)容，其測量可能會分為周期性和持續(xù)性兩種，因此需要根據(jù)實(shí)際的測量性質(zhì)，選擇周期性或持續(xù)性的變形測量方法。比如，受自身重力等因素出現(xiàn)的靜態(tài)變形，就可以選擇周期性測量；受外部因素出現(xiàn)的動態(tài)變形，就應(yīng)該選擇持續(xù)性測量。

3.2設(shè)計(jì)變形測量環(huán)節(jié)

在選擇好合理的變形測量方法之后，就需要進(jìn)行測量環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)測量環(huán)節(jié)最優(yōu)先考慮的應(yīng)該是實(shí)際施工情況，確保施工不會對變形測量造成影響。同時，變形測量也不能對實(shí)際施工形成影響。其次應(yīng)該考慮測量點(diǎn)位的選擇。測量點(diǎn)位選擇要根據(jù)被測對象的基本參數(shù)和測量內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的點(diǎn)位確定。比如，在測量橋臺位移時，如果是圓臺，應(yīng)該保持有三組以上的正交點(diǎn)位；如果是方臺，應(yīng)該保證邊角具有兩組以上測量點(diǎn)位。如此，只有科學(xué)合理的選擇測量點(diǎn)位，才能確保測量結(jié)果具備參考價值可以用于相關(guān)決策。最后就是進(jìn)行測量儀器布置，如果是采用常規(guī)測量方法或一些極近距離的測量方法，儀器布置需要考慮兩個問題：①儀器布置不能影響正常施工；②儀器布置不能受到施工影響。如果是采用一些中遠(yuǎn)距離的測量方法，就不需要考慮這兩個問題，比如使用攝影測量法，只需要找準(zhǔn)攝影測量點(diǎn)位即可。

3.3進(jìn)行變形測量

在做好一些列變形測量的準(zhǔn)備工作之后，就需要展開實(shí)際測量工作了。首先，進(jìn)行前值采集。在測量工作正式開始前，都需要對被測對象的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行前值采集。比如測量橋臺沉降，就需要先對橋臺實(shí)高進(jìn)行前值采集，然后在進(jìn)行變形測量。變形測量一般分為周期性測量和持續(xù)性測量，兩者之間具有本質(zhì)性區(qū)別。比如，橋臺沉降變形測量是由于自身承重引起的，因此對其進(jìn)行周期性測量即可，每隔固定的時間對橋臺實(shí)高進(jìn)行測量，再與前值進(jìn)行對比，從而分析橋臺沉降。如果是測量橋臺位移，那么就需要考慮水流的沖擊作用，對其進(jìn)行持續(xù)性測量。

3.4分析處理測量結(jié)果

在進(jìn)行變形測量的過程中和完成變形測量之后，都需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，用以判斷被測對象的變形情況，進(jìn)而制定相應(yīng)的措施。①對周期性測量結(jié)果進(jìn)行柱狀圖繪制，將每一個周期的測量值與前值的差值繪制成柱狀圖，還可將每個周期之間測量值的差值繪制成柱狀圖，用以分析被測對象變形。對持續(xù)性測量的結(jié)果就可以直接繪制成變形曲線，通過變形曲線直接對被測對象的變形情況進(jìn)行分析判斷。②根據(jù)分析判斷結(jié)果對被測對象進(jìn)行合理的整改優(yōu)化，比如對位移過大的對象進(jìn)行加固或返修，對發(fā)生剛體扭轉(zhuǎn)的進(jìn)行角度糾正等。

4　結(jié)束語

變形測量的方法很多，適用于各種各樣的建筑工程施工監(jiān)控當(dāng)中。在橋梁施工監(jiān)控中，需要結(jié)合施工實(shí)際，選擇合理的測量方法、設(shè)計(jì)科學(xué)的測量方案對被測對象進(jìn)行變形測量，再通過測量結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際施工。

[1]李疆.變形測量在建筑上的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2013（14）.

[2]賀廣臣，張峰.簡述變形測量的發(fā)展與意義[J].地球，2013（08）.

[3]王治發(fā).建筑工程中變形測量問題的分析[J].建筑知識，2013（06）.

U445.4

A

1673-0038（2015）25-0314-02

2015-6-4

杜培毅（1980-），男，貴州大方人，測量員，本科，從事橋梁施工監(jiān)測及其監(jiān)控工作。