中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
所謂變形監(jiān)測(cè)主要是對(duì)物體的內(nèi)部形態(tài)或者空間位置進(jìn)行定期測(cè)量，對(duì)其中所產(chǎn)生的變化進(jìn)行確定，并將變化的特征記錄下來，給相應(yīng)的整個(gè)措施提供參考資料。
變形監(jiān)測(cè)一般需要進(jìn)行多次測(cè)量，對(duì)測(cè)量結(jié)果的精確性要求高，在測(cè)量時(shí)，需要應(yīng)用到多種測(cè)量技術(shù)。具體的測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用，需要根據(jù)被監(jiān)測(cè)物體實(shí)際情況而定。在橋梁監(jiān)測(cè)工程當(dāng)中，對(duì)橋梁的變形監(jiān)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)性意義，應(yīng)用多種變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確檢測(cè)橋梁的變形情況，對(duì)橋梁工程的安全性能具有重要的保障性作用。
橋梁變形監(jiān)測(cè)幾種主要技術(shù)及未來發(fā)展趨勢(shì)探討
1 橋梁變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容
橋梁變形的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是在橋梁變形性質(zhì)的基礎(chǔ)上，在橋梁主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上執(zhí)行監(jiān)測(cè)。其主要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括兩個(gè)方面：
第一是橋梁墩臺(tái)的基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)。
由于墩臺(tái)的地基或者下面一部分長(zhǎng)期存在于水中，受水流沖刷以及水的腐蝕作用大，隨著時(shí)間的推移，這種作用呈現(xiàn)的橋墩變形效果顯而易見，很可能會(huì)造成墩臺(tái)發(fā)生水平位移或者沉降位移，在實(shí)際的監(jiān)測(cè)當(dāng)中，一般以橋墩的沉降監(jiān)測(cè)為主要內(nèi)容。
第二為橋梁主體結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)。
橋梁的主體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)可以分為橋面水平位移監(jiān)測(cè)、垂直位移監(jiān)測(cè)、撓度監(jiān)測(cè)，另外還包括斜拉塔的伸縮量監(jiān)測(cè)、撓度監(jiān)測(cè)、整體傾斜監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)等等。在以往的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，引起橋面變形的主要原因是橋墩的變形，因此橋墩與橋面的變形之間存在一定的因果關(guān)系。一旦橋面產(chǎn)生變形，會(huì)直接影響橋面上的車輛安全平穩(wěn)通行，并存在不同程度的安全隱患。
橋梁變形監(jiān)測(cè)幾種主要技術(shù)及未來發(fā)展趨勢(shì)探討
2 橋梁變形監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用
2.1 傳統(tǒng)的橋梁變形監(jiān)測(cè)方法
橋梁的變形監(jiān)測(cè)事關(guān)橋梁的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化和整個(gè)橋梁的安全性能，因此，在監(jiān)測(cè)信息的精確度上有較高的要求。橋梁的變形監(jiān)測(cè)方法諸多，有常規(guī)的變形監(jiān)測(cè)方法，也有隨著科技的發(fā)展研發(fā)出來的高新技術(shù)。傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)方法與許多新型技術(shù)相比，具有簡(jiǎn)單易行的優(yōu)勢(shì)，也是比較常用的變形監(jiān)測(cè)方法。
2.1.1 常規(guī)大地測(cè)量方法
常規(guī)大地測(cè)量法誕生于上個(gè)世紀(jì)，在上個(gè)世紀(jì)的八十年代左右，這種測(cè)量方法在橋梁變形測(cè)量中大量使用，并取得了較好的測(cè)量效果。常規(guī)大地測(cè)量法主要采用的測(cè)量?jī)x器有光學(xué)測(cè)量?jī)x器和電子測(cè)量?jī)x器，具體的測(cè)量?jī)x器有全站儀、電磁測(cè)距儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等。
這種測(cè)量方法主要是在橋梁監(jiān)測(cè)的基本要求下，重復(fù)性和周期性地以特定測(cè)量距離及角度來進(jìn)行對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量，獲取測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，根據(jù)后續(xù)測(cè)量來確定橋梁結(jié)構(gòu)的水平位移和垂直位移。在以往的監(jiān)測(cè)實(shí)踐當(dāng)中，常規(guī)大地測(cè)量方法具有較好的靈活性特點(diǎn)，并且在測(cè)量精度上效果較好。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多測(cè)量效果更好的測(cè)量工具相繼面試，使得大地測(cè)量法的應(yīng)用越來越廣泛。然而，這種測(cè)量方法也存在一定的限制性因素，比如在英語(yǔ)中，大地測(cè)量法的監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)期性的，因此獲得監(jiān)測(cè)結(jié)果比較緩慢。因?yàn)?，常?guī)大地監(jiān)測(cè)法的自動(dòng)化程度降低，很多方面仍然依靠人工作業(yè)。
2.1.2 物理傳感器方法
常規(guī)大地測(cè)量法在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于橋梁具體局部的變形監(jiān)測(cè)效果并不明顯，只能獲取整體的變形數(shù)據(jù)和信息。而局部變形信息的獲取，需要借助物理傳感器方法的應(yīng)用。物理傳感器也是屬于傳統(tǒng)的橋梁變形測(cè)量方法，該測(cè)量方法經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，目前已將形成比較完善和穩(wěn)定的測(cè)量體系。一般來說，在橋梁局部方面所使用的物理傳感器包括很多，比如電子水平儀、銹蝕檢測(cè)儀、重量動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x、傾斜儀、位移儀、應(yīng)變計(jì)、測(cè)力計(jì)以及濕度、壓力、應(yīng)力等各方面的傳感器。
物理傳感器最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)σ恍┘?xì)節(jié)方面進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，比如能夠準(zhǔn)確地獲取橋梁當(dāng)中的內(nèi)部應(yīng)力和壓力等細(xì)致信息，能夠?qū)植孔冃涡畔⑦M(jìn)行高精度地監(jiān)測(cè)，并且在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，能夠形成自動(dòng)性、連續(xù)性地觀測(cè)。但是，物理傳感器在變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用中也存在一定的局限性，與常規(guī)大地測(cè)量法相比，物理傳感器方法只能進(jìn)行橋梁局部的變形信息，而對(duì)于橋梁的整體變形情況仍然不能準(zhǔn)備掌握。
2.1 新型橋梁變形監(jiān)測(cè)方法
近些年來，我國(guó)的導(dǎo)航系統(tǒng)不斷完善，3S 技術(shù)也得到相應(yīng)的進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，空間技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也不斷發(fā)展興起，變形測(cè)量技術(shù)發(fā)生了質(zhì)地變化。其中，橋梁變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在范圍上不斷擴(kuò)展，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)全面化，逐漸實(shí)現(xiàn)了全天候形式的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。目前，新開發(fā)出來的橋梁變形監(jiān)測(cè)技術(shù)有雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)以及 GPS 技術(shù)。
2.2.1 攝影測(cè)量技術(shù)
攝影測(cè)量技術(shù)是 3S 技術(shù)當(dāng)中的一個(gè)分支。在橋梁變形監(jiān)測(cè)中使用攝影技術(shù)，能夠?qū)蛄鹤冃吻闆r有一個(gè)大范圍的監(jiān)測(cè)，有利于整體上把握橋梁變形情況。但是這種測(cè)量方法也存在局限性，比如跟全站儀測(cè)量相比，攝影測(cè)量技術(shù)的測(cè)量精度比較缺少，而且目前市場(chǎng)上的攝影測(cè)量設(shè)備的采購(gòu)價(jià)格較高，使用成本高。
2.2.2 GPS 測(cè)量技術(shù)
GPS 技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用并不常見。然而隨著我國(guó)GPS 技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展完善，該技術(shù)也逐漸開始投入使用到橋梁變形監(jiān)測(cè)當(dāng)中。GPS 測(cè)量技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測(cè)當(dāng)中最大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是精確度極高，能夠達(dá)到毫米級(jí)甚至更為細(xì)致的精度。在這種高精度測(cè)量結(jié)果下，能夠?qū)⑼鈽I(yè)工作量大大減少，同時(shí)一定程度地減少了人為因素的不利影響。
當(dāng)然，GPS 測(cè)量技術(shù)也具有一定的不足之處，比如在一些橋梁當(dāng)中，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通視性較差，可能導(dǎo)致監(jiān)測(cè)精度受到一定的影響。另外，一般的GPS 測(cè)量技術(shù)需要多個(gè)測(cè)量點(diǎn)通視進(jìn)行，這樣會(huì)加大測(cè)量成本。另外，GPS 測(cè)量技術(shù)的垂直監(jiān)測(cè)精度低于全站儀測(cè)量技術(shù)。
2.2.3 雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)
雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)實(shí)際的應(yīng)用時(shí)間并不久，在橋梁變形監(jiān)測(cè)中，其監(jiān)測(cè)精度較高，能夠達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí)，能夠?qū)蛄何⑿⌒巫兎矫嫘纬捎行ПO(jiān)測(cè)。雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)與IBIS-S 和角反射器配合，能夠獲取橋墩任何位置的變形和微變形情況。但是雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)投入使用的時(shí)間較短，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，應(yīng)用，作為一種新的技術(shù)，使用價(jià)格是非常昂貴的。
3 結(jié)束語(yǔ)
總而言之，橋梁變形監(jiān)測(cè)直接影響到橋梁的安全性能。為了全面排除橋梁的安全隱患，需要對(duì)橋梁整體上與局部上的變形情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。常規(guī)變形監(jiān)測(cè)方法和新型變形監(jiān)測(cè)方法各有千秋，實(shí)際應(yīng)用中還是要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況而定。
