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(cè)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(gè)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(gè)環(huán)節(jié)做好監(jiān)控工作。變形測(cè)量是廣泛運(yùn)用于建筑施工中的一項(xiàng)測(cè)量技術(shù)，能夠從多個(gè)角度多個(gè)層面對(duì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)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(cè)量，可以有效提升橋梁施工的質(zhì)量。本文對(duì)變形測(cè)量的基本含義進(jìn)行了介紹，簡(jiǎn)要探討了工程變形測(cè)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(cè)量；技術(shù)

變形測(cè)量的基礎(chǔ)是被測(cè)量對(duì)象各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在一定條件下和時(shí)間后所產(chǎn)生的變化，對(duì)這些技術(shù)指標(biāo)通過(guò)一定的技術(shù)手段進(jìn)行測(cè)量就是變形測(cè)量。變形測(cè)量的適用范圍很廣，作用也十分明顯，可以及時(shí)有效的反映建筑施工對(duì)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(cè)量技術(shù)對(duì)橋梁的施工部分進(jìn)行變形測(cè)量，以便合理優(yōu)化施工工藝。

1　變形測(cè)量的基本含義簡(jiǎn)要介紹

變形測(cè)量的對(duì)象是被測(cè)量對(duì)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(cè)對(duì)象的大小、形狀、位置以及性質(zhì)等的變化量。變形測(cè)量就是對(duì)被測(cè)量對(duì)象進(jìn)行周期性測(cè)量，求出測(cè)量點(diǎn)每個(gè)周期的變化量以及其相對(duì)于首期數(shù)據(jù)的變化量。一般來(lái)說(shuō)，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(lái)代表，離散點(diǎn)可以稱為測(cè)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(cuò)動(dòng)、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(dòng)、平移、傾斜以及升降等。變形測(cè)量根據(jù)變形類別的不同，可以分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。動(dòng)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(guò)相應(yīng)的變形函數(shù)表示其變形過(guò)程，動(dòng)態(tài)變形一般需要進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)才能得到盡可能完整的測(cè)量結(jié)果；靜態(tài)變形的變形體只會(huì)受到時(shí)間的影響，是變形體在一定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的變形，靜態(tài)變形一般進(jìn)行周期性測(cè)量就可以得到非常全面的測(cè)量結(jié)果。

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

2　常用工程變形測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)要介紹

在施工監(jiān)控中使用的變形測(cè)量技術(shù)主要有地面攝影測(cè)量、常規(guī)測(cè)量、特殊測(cè)量法以及一系列以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的測(cè)量技術(shù)。攝影測(cè)量又稱為地面攝影測(cè)量，雖然這種方法起步時(shí)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(cè)量的測(cè)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(cè)。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(cè)量在變形測(cè)量中取得了重大的進(jìn)步發(fā)展。

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

特殊測(cè)量手段主要是在一系列新技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的相應(yīng)測(cè)量技術(shù)，在光、電、機(jī)等新技術(shù)上，可用于傾斜測(cè)量、準(zhǔn)直測(cè)量以及應(yīng)變測(cè)量等測(cè)量?jī)?nèi)容的特殊測(cè)量?jī)x器不斷出現(xiàn)，比如光纖傳感變形測(cè)量系統(tǒng)，就把數(shù)據(jù)測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸融為一體，可以及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，以便相關(guān)人員及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。此外，光纖傳感變形測(cè)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(cè)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(cè)量方法

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

（1）從測(cè)量范圍層面選擇變形測(cè)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(duì)應(yīng)的測(cè)量范圍也是不一樣的。根據(jù)實(shí)際部位的測(cè)量范圍選擇符合的測(cè)量方法，是最基本的。

（2）從測(cè)量精度層面選擇變形方法。對(duì)不同的橋梁部位而言，其施工精度、測(cè)量精度的要求都是不一樣的。比如橋面精度和橋臺(tái)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(cè)量方法。

（3）從測(cè)量性質(zhì)層面來(lái)選擇變形測(cè)量方法。針對(duì)不同測(cè)量部位或同一部位的不同測(cè)量?jī)?nèi)容，其測(cè)量可能會(huì)分為周期性和持續(xù)性兩種，因此需要根據(jù)實(shí)際的測(cè)量性質(zhì)，選擇周期性或持續(xù)性的變形測(cè)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(cè)量；受外部因素出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變形，就應(yīng)該選擇持續(xù)性測(cè)量。

3.2設(shè)計(jì)變形測(cè)量環(huán)節(jié)

在選擇好合理的變形測(cè)量方法之后，就需要進(jìn)行測(cè)量環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)測(cè)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(huì)對(duì)變形測(cè)量造成影響。同時(shí)，變形測(cè)量也不能對(duì)實(shí)際施工形成影響。其次應(yīng)該考慮測(cè)量點(diǎn)位的選擇。測(cè)量點(diǎn)位選擇要根據(jù)被測(cè)對(duì)象的基本參數(shù)和測(cè)量?jī)?nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的點(diǎn)位確定。比如，在測(cè)量橋臺(tái)位移時(shí)，如果是圓臺(tái)，應(yīng)該保持有三組以上的正交點(diǎn)位；如果是方臺(tái)，應(yīng)該保證邊角具有兩組以上測(cè)量點(diǎn)位。如此，只有科學(xué)合理的選擇測(cè)量點(diǎn)位，才能確保測(cè)量結(jié)果具備參考價(jià)值可以用于相關(guān)決策。最后就是進(jìn)行測(cè)量?jī)x器布置，如果是采用常規(guī)測(cè)量方法或一些極近距離的測(cè)量方法，儀器布置需要考慮兩個(gè)問(wèn)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(cè)量方法，就不需要考慮這兩個(gè)問(wèn)題，比如使用攝影測(cè)量法，只需要找準(zhǔn)攝影測(cè)量點(diǎn)位即可。

3.3進(jìn)行變形測(cè)量

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

3.4分析處理測(cè)量結(jié)果

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

4　結(jié)束語(yǔ)

變形測(cè)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(cè)量方法、設(shè)計(jì)科學(xué)的測(cè)量方案對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行變形測(cè)量，再通過(guò)測(cè)量結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際施工。

[1]李疆.變形測(cè)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(jiǎn)述變形測(cè)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(cè)量問(wèn)題的分析[J].建筑知識(shí)，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(cè)量員，本科，從事橋梁施工監(jiān)測(cè)及其監(jiān)控工作。