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建筑工程静态变形监测技术与方法!

发布日期:2016-06-14 14:35 来源:http://www.gzxcjc.com 点击:

建筑工程静态变形监测技术与方法!


现代生活中,高层建筑和身处危险的地势的桥梁等建筑物与日俱增,建设工程质量检测建筑物的变形检测是保证建筑物正常使用和人民生命和财产安全的重要保证,因此建筑物静态变形检测是一份十分重要的工作,监测的技术和手段的研究是非常必要的。 

1  静态变形监测技术 

1.1光电监测技术 

(1)角度交会法 

角度交汇法产生误差的主要是测角误差m,交会角γ以及两个测站观测角三个因素造成的,其中还和α、β及测站基线(I)有关。因此,变形观测使用的经纬仪,测角精度越高越好,一般应在士1°以上,如使用型号为J, T3等精密经纬仪;观测前要注意交会角度大小的控制,一般当m,D一定,交会角y=90°时,位移值误差最小,而当γ>1500或γ<300时,位移值误差迅速增大。

(2)激光准直 

方向性强、亮度高、单色性和相干性好是激光具有的重要特点,建设工程质量检测这是因为激光的独特特点,目前利用激光光束轴线研制出的基于不同物理光学原理制造的基准线定线仪已用于实践,包括以下三种准直仪:第一种是射线式基准线定线仪,如瑞士生产的LNA激光扫平(水准)准直仪;第二种是衍射式定线仪,它是利用衍射光栅原理形成同心衍射光环,如大连拉特JZC激光垂准仪;第三种是干涉式定线仪,它是采用波带板对相干单色光线聚焦的原理,如武汉测绘科技大学研制的波带板激光准直系统等。 

另外,激光也存在它的缺点,如易受外界环境如气流变化的影响,因此作业距离不能太长,否则应在激光路径上套上真空管等设备。 

(3)精密三角高程测量法 

三角高程测量法的基本原理是几何三角原理,它主要是利用测量站内仪器或设备,从而获得测量站与监测目标之间的海拔差的方法获得静态变形量。三角高程测量法与其它测量方法有其独特的优势,同时具有缺陷,它的优势在于这种方法可以测量人类难以到达的沉陷点或者通过障碍物从而检查建筑物的变形情况,如建设海拔较高的高塔、高坝等高大建筑。这种方法测量时必须准备测绘到测量站到测量点的极其准确的距离和高精度的垂直角度,由于目前设备和地壳运动等条件限制,这些数据目前是难以测绘。因此,这种方法实际测绘的结果比几何水准和静力水准测量的精度要低的多,因此在高精度的测绘过程中,这种方法是不可取的。难以达到测绘要求。 

J型经纬仪是三角测量的一种最基本的仪器。在测量工作开始之前,应对仪器进行检验,包括十字丝位置是否正确、光学测微器的行差等。另外,测量过程最好选在阴天和温度差小的时间段进行测量,从而提高三角高程测量法的精度。           

1.2机械法变形测量 

(1)正垂线 

将直径为0.8-1.2mm的铟钢丝固定于顶部弦线的下端悬挂20 kg重锤。将重锤放置在液体中,从而减少重锤的摆动;然后将整个测量装置放入保护管,坐标仪放置在与竖井底部固连的框架上。沿竖井不同高程处埋设挂钩。观测时,从上而下依次用挂钩钩住垂线,则坐标仪上所测得的各观测值即为各观测点(挂钩)相对于最低点的挠度值。

(2)倒垂线 

倒垂线的固定点在底层用顶部的装置保持弦线铅垂。建设工程质量检测用锚旋将铟钢丝的一端固定在深孔中,通过连杆与十字梁将弦线上端连接在浮筒上。浮筒浮在液槽中,靠浮力将弦线拉紧,使之处于铅垂状态。钢丝安装在套筒中,其内沿不同高程处设有框架和放置坐标仪用的观测墩。为了方便进行高程测量,在弦线上配备标尺等校准设备。 

1.3高精度GPS形变测量 

基线射电干涉测量、卫星激光测距、卫星定位系统GPS是常见的三种现代空间大地测量技术,尤其是GPS卫星定位测量技术的发展,它已经成为实时测量地球板块相对运动的最新测量技术。 

相对于高端的GPS监测网,为得到准确的分析结果,我们在户外作业的监测条件和GPS接受准备必须选择好,尤其是设备(必须是双频GPS接收机)和基线解算,另外还有注意以下三点: 

(1) 变形分析基准的选择。各期监测网成果应归算到相同的ITRF(International Tervestrial Reference Frame)框架下,以消除各期成果之间由于基准的差异所产生的位置、尺度、方位和时间演变的系统性误差。   

(2)平差计算。为了使点位坐标解算更准确,应用IGS综台精密星历代替预报星历参与平差计算  。 

(3)两期卫星监测网平差成果得到的点位坐标差不一定反映变形体的真实形变量,因此,测量的形变数据必须进行形变显著性检验,从而获得准确数据。       

2  特殊监测手段 

通过测定物理测量的方法从而获得变形数据的手段称为特殊监测手段,它在大坝、地铁、桥梁、矿山等建筑工程中得到广泛的应用。 

特殊测量方法有着常规地面测量方法所不具备的优势:

(1)测量过程简单;

(2)容易实现连续监测和自动化监测;

(3)能够获得建筑物局部和变形体内部的变形信息。 

同样特殊测量方法同样存在许多缺点。最明显的缺点是由于位移传感器,它是一种接触型传感器,因为传感器与测量点必须紧密接触,因此对于难以接近的点无法测量,同样对于监测物横向的位移测量同样存在困难。加速度传感器,由于为获得位移的数据时,必须对获得数据进行两次积分,精度不高,也无法实现对大型斜拉桥和悬索桥等柔性体系的频率分析,且在大跨度桥梁上安装加速度计将十分困难。 

磁环式沉降仪借助磁学原理,建设工程质量检测通过观测埋设在回填土或钻孔内沉降环(磁环)的位置变化反映土体的变形量,沉降环外壳一般注塑成型,内安装磁性材料。整个系统由探头、覆膜钢尺、导向管、基准环、沉降环等组成。在进行沉降观测前.应穿过导向管埋设若干只沉降环。测量时,将带有钢尺的探头从管口送入.当探头到达沉降环中心时,探头的磁阻传感器信号达到峰值,经过钢尺两侧的导线将信号传至卷筒内的仪器放大显示,读出钢管上钢尺的刻度即为沉降点的位置,通过比较两次读数值,即获得点位的沉降数值。 

3 结语 

监测数据对于建筑工程起着至关重要的地位,因此选择合适的监测手段和技术,有利于获得精确的数据,从而减少误差,从而有利于提供更加完善是维护方案。  

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