第10章桥梁讲义工程变形监测
桥梁工程变形监测方案
桥梁工程变形监测方案一、引言桥梁是现代城市重要的交通基础设施，其结构的稳定性和安全性对于保障交通运输的顺利进行起着至关重要的作用。
然而，桥梁在长期使用过程中，由于自身的疲劳、老化以及外部荷载的作用，往往会引起一定程度的变形，严重的甚至导致桥梁结构失稳和倒塌。
因此，为了及时发现和解决桥梁中存在的变形问题，必须进行有效的变形监测。
二、变形监测技术目前，桥梁变形监测主要采用以下几种技术：激光测距仪监测技术、红外线测温技术、GPS技术、网络监测技术和传感器监测技术。
1.激光测距仪监测技术：该技术通过激光测距仪对桥梁各个部位进行扫描，并根据扫描数据计算出相应部位的变形情况。
这种技术的优点是测量精度高，可以实时监测桥梁的变形情况，缺点是设备成本较高。
2.红外线测温技术：该技术利用红外线测温仪对桥梁结构进行扫描，通过测量不同部位的温度差异来判断桥梁的变形情况。
这种技术的优点是设备成本较低，操作简单，适用范围广，缺点是测量精度相对较低。
3.GPS技术：该技术通过GPS接收器对桥梁的位置进行定位，并通过多次测量来判断桥梁结构的变形情况。
这种技术的优点是测量范围广，可以在大范围内进行监测，缺点是精度相对较差。
4.网络监测技术：该技术通过在桥梁结构上设置传感器，实时监测桥梁各个部位的变形情况，并将监测数据通过网络传输到监测中心进行分析。
这种技术的优点是实时监测能力强，缺点是设备成本较高。
5.传感器监测技术：该技术通过在桥梁结构上设置传感器来实时监测桥梁的变形情况。
传感器可以根据需要选择不同类型，如应变传感器、挠度传感器等。
这种技术的优点是监测范围广，精度高，缺点是设备成本较高。
根据以上介绍的变形监测技术，可以综合使用多种技术来监测桥梁的变形情况，以提高监测的准确度和实时性。
具体的监测方案如下：1.在桥梁结构的不同部位设置合适的监测仪器，如激光测距仪、红外线测温仪、GPS接收器和传感器。
2.选择合适的监测时间间隔，对桥梁进行定期或不定期的监测，以及时发现和解决桥梁的变形问题。
道路桥梁工程变形监测方案
道路桥梁工程变形监测方案1.引言道路桥梁工程在使用过程中会受到车辆荷载、自然灾害等因素的影响，从而导致结构的变形和损坏。
因此，对道路桥梁工程的变形进行监测是非常必要的，可以及时发现结构问题，并采取相应的维护和修复措施，以保障工程的安全和稳定性。
本文将针对道路桥梁工程变形监测的方案进行详细介绍和分析。
2. 变形监测技术及方法2.1 常用的监测技术（1）位移监测技术利用GPS、全站仪、测斜仪等设备，对桥梁结构的水平和垂直位移进行实时监测，以判断结构是否存在变形。
（2）应变监测技术利用应变片、应变计等设备，对桥梁结构的应变进行监测，从而判断结构是否存在应力集中或裂缝的情况。
（3）振动监测技术利用加速度计、振动传感器等设备，对桥梁结构的振动情况进行监测，以判断结构的稳定性和安全性。
（4）声波监测技术利用声波传感器和声波分析仪，对桥梁结构的声波传播情况进行监测，以判断结构内部是否存在裂缝或空洞。
2.2 监测方法（1）现场监测定期派专业人员到桥梁现场，利用各种监测设备进行实时监测，并及时记录监测数据和情况。
（2）远程监测利用网络、卫星通信等技术，将监测设备连接至远程监测中心，实现对桥梁结构的远程实时监测和数据传输。
3. 变形监测方案3.1 监测目标根据桥梁结构的特点和使用环境，确定监测的主要目标和重点部位，包括主塔、主梁、支座、桥面和桥墩等结构元素。
3.2 监测方案（1）位移监测方案采用GPS、全站仪、激光测距仪等设备，对桥梁结构的水平和垂直位移进行实时监测，主要监测桥面变形情况和主梁的竖向变形情况。
（2）应变监测方案采用应变片和应变计等设备，对主梁、桥梁支座等关键部位进行应变监测，以判断结构是否存在应力集中或裂缝的情况。
（3）振动监测方案采用加速度计、振动传感器等设备，对桥梁结构的振动情况进行监测，以判断结构的稳定性和安全性。
（4）声波监测方案采用声波传感器和声波分析仪，对桥梁结构的声波传播情况进行监测，以判断结构内部是否存在裂缝或空洞。
第10章_桥梁工程变形监测32页PPT
直 •观测点观测包括引桥观测点观测和水中桥
位 移
墩观测点的观测。由于引桥观测点是在岸上，
监 其施测方法与一般水准测量方法相同。
测
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第十章 桥梁工程变形监测
变
形
监
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§3 桥梁挠度观测
与
变
形
分
析
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索塔挠度观测
础 垂 直
以便相互检核。 •工作基点一般选在桥台或其附近，以便于
位 观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各
移 监
桥墩相对于桥台的变形。而工作基点的垂
测 直变形可由基准点测定，以求得观测点相
对于稳定点的绝对变形。
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观测点的布设
第 •在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重
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塔柱变形观测
第
节 （1）塔柱顶部水平位移监测； （2）塔柱整体倾斜观测；
概 述
（3）塔柱周日变形观测； （4）塔柱体挠度观测；
（5）塔柱体伸缩量观测。
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桥面挠度观测
第
节
•桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。 •桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使
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第十章 桥梁工程变形监测
变 形 监
测 §2
与 变 形 分 析
桥梁基础垂直位移监测
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桥梁变形监测
一、概述
三、桥梁变形的分类
• 静态变形，通常指变形观测的结果只表示在某一期间内的变 形值。
• 动态变形，指在外力影响下而产生的变形，它是以外力为函 数来表示的对于时间的变化，其观测结果是表示桥梁在某个 时刻的瞬时变形。
桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而桥梁结构的挠度 变形则是动态变形。
进行检核。
• 工作基点的选定：一般选在桥台上，以便于观测布设在桥梁墩 台上的观测点，测定各桥墩相对于桥台的变形。
二、垂直位移观测方案
基准点的点位结构以确保其稳定为原则，一般可采用地 面岩石标，埋设至基岩。若大桥飞架两山之间，有条件时最 好使用平酮岩石标。
二、 垂直位移观测方案
一、变形观测控制网
2、监测点布设
四、纵向位移观测方案
纵向位移观测是测定两桥台、相邻桥墩和桥 墩台之间在桥轴线方向上的距离变化。
五、 挠度观测方案
• 挠度观测分为恒载和活载挠度观测。 • 恒载挠度观测是测定桥梁自重和构件安装误差引
起的桥梁下垂量。 • 活载挠度观测是测定车辆通过时在其重量和冲量
作用下钢梁产生的挠曲变形；它是弹性变形，荷 裁消失时变形也随之消失，当挠曲变形超过一定 数值时，会影响车辆安全行驶和钢梁支座的使用 寿命，因此须对桥梁定期地进行挠度观测。
二、垂直位移观测方案
实例：
图 京津城际铁路杨村特大桥991号墩p-T-S图
三、横向位移观测方案
横向位移观测：测定桥墩(台)沿水流方向的 变形量。
对直线型的桥梁，其测定方法采用基准线 法最为有利，对曲线型桥梁可采用前方交会 法、导线测量法等。
三、 横向位移观测方案
桥梁工程变形监测方案
桥梁工程变形监测方案一、概述自1990年代初以来，我国如雨后春笋般涌现出斜拉桥、悬索桥等大型桥梁。
这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高、主跨灵活。
在此类桥梁的施工测量中，人们对动态施工测量进行了一些研究，积累了一些经验。
如何对其柔性结构和动态特性进行监控，是人们在建成通车过程中非常关心的另一个问题。
虽然一些桥梁建立了“桥梁健康系统”来了解结构内部物理量的变化，但对于了解桥梁结构内力的变化和分析变形原因，无疑具有非常重要的作用。
但是，要真正达到桥梁安全监测的目的，了解桥梁的变化，就需要及时测量其几何量的变化和大小。
因此，在建立“桥梁卫生系统”的同时，还需要研究利用大地测量原理和各种专用工程测量仪器和方法，建立大跨度桥梁监测体系。
2、变形监测内容根据我国最新发布的《公路技术养护规范》中的相关规定和要求，以及塔柱高度高、跨度大、主跨柔性梁的大跨度桥梁的特点，主要内容桥梁工程变形监测与观测包括：1）桥墩沉降观测、桥面线形及挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测；2）为进行上述项目的测量，还需要建立相应的水平位移基准网和沉降基准网进行观测。
三、系统布局1）桥墩沉降及桥面线形观察点布置墩（台）沉降观测点总则设置在与墩（台）顶面相对应的桥面上；桥面线形及挠度观测点设置在主梁上。
对于大跨度斜拉截面，直线观测点也对应斜拉索的锚固点；桥面水平位移观测点与桥轴线一侧的桥面沉降和直线观测点相同。
2）塔摆动观测点布置塔柱摆动观测点设置在主塔上柱顶部和上梁顶面上方约1.5m的上柱侧壁上，每柱2个点。
3）水平位移监测参考点布置水平位移观测基准网应结合桥梁两侧的地形地质条件及其他建筑物的分布情况、水平位移观测点的布置和观测方法、基准网的观测方法等确定。
.在桥面中，以桥墩水平位移观测点为工作基点，用它们来测量桥面观测点的水平位移。
4) 垂直位移监测参考网布局为了方便观察和使用，岸上的平面参考点总则都包含在垂直位移参考网中，同时在相对稳定的地方应增加深埋参考点作为参考点，即监测桥梁垂直位移的基准；标高系统应设置在跨越河流水平线的河流两侧的基准点之间。
桥梁工程变形监测方法
精心整理桥梁工程变形监测方案一、概述大型桥梁，如斜拉桥、悬索桥自20世纪90年代初期以来在我国如雨后春笋般的发展。
这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高，主跨段具有柔性特性。
在这类桥梁的施工测量中，人们已针对动态施工测量作了一些研究并取得了一些经验。
在竣工通车运营期间，如何针对它们的柔性结构与动态特性进行监测也是人们十分关心的另一问题。
尽管目前有些桥梁已建立了了解结构内部物理量的变化的“桥梁健康系统”，它对于了解桥梁结构内力的变化、分析变形原因无疑有着十分重要的作用。
然而，要真正达到桥梁安全监测之目的，了解桥梁的变化情况，还必须及时测定它们几何量的变化及大小。
因此，在建立“桥梁健康系统”的同时，研究采用大地测量原理和各种专用的工程测量仪器和方法建立大跨度桥梁的监测系统也是十分必要的。
二、变形监测内容根据我国最新颁发的“公路技术养护规范”中的有关规定和要求，以及大跨度桥梁塔柱高、跨度大和主跨梁段为柔性梁的特点，桥梁工程变形监观测的主要内容包括：1）桥梁墩台沉陷观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测；2）为了进行上述各项目的测量，还必须建立相应的水平位移基准网与沉陷基准网观测。
三、系统布置1）桥墩沉陷与桥面线形观测点的布置桥墩（台）沉陷观测点一般布置在与墩（台）顶面对应的桥面上；桥面线形与挠度观测点布置在主梁上。
对于大跨度的斜拉段，线形观测点还与斜拉索锚固着力点位置对应；桥面水平位移观测点与桥轴线一侧的桥面沉陷和线形观测点共点。
2）塔柱摆动观测点布置塔柱摆动观测点布置在主塔上塔柱的顶部、上横梁顶面以上约 1.5m的上塔柱侧壁上，每柱设2点。
3）水平位移监测基准点布置水平位移观测基准网应结合桥梁两岸地形地质条件和其他建筑物分布、水平位移观测点的布置与观测方法，以及基准网的观测方法等因素确定，一般分两级布设，基准网布设在岸上稳定的地方并埋设深埋钻孔桩标志；在桥面用桥墩水平位移观测点作为工作基点，用它们测定桥面观测点的水平位移。
工程测量变形测量
工程测量变形测量10变形监测10.1一般规定10.1.1本章适用于工业与民用建(构)筑物、建筑场地、地基基础、水工建筑物、地下工程建(构)筑物、桥梁、滑坡、核电厂等的变形监测。
10.1.2重要的工程建(构)筑物，在工程设计时，应对变形监测的内容和范围做出要求，并应由有关单位制订变形监测技术设计方案。
首次观测宜获取监测体初始状态的观测数据。
10.1.3变形监测的等级划分及精度要求应符合表10.1.3的规定。
10.1.4变形监测网的点位的构成宜包括基准点、工作基点和变形观测点，点位布设应符合下列规定：1基准点应选在变形影响区域之外稳固的位置；每个工程至少应有3个基准点；大型工程项目，水平位移基准点应采用带有强制归心装置的观测墩，垂直位移基准点宜采用双金属标或钢管标；2工作基点应选在比较稳定且方便使用的位置；设立在大型工程施工区域内的水平位移监测工作基点宜采用带有强制归心装置的观测墩，垂直位移监测工作基点可采用钢管标；对通视条件好的小型工程，可不设立工作基点，可在基准点上直接测定变形观测点；3变形观测点应设立在能反映监测体变形特征的位置或监测断面上，监测断面应分为关键断面、重要断面和一般断面。
需要时，还应埋设应力、应变传感器。
10.1.5监测基准网应由基准点和部分工作基点构成。
监测基准网应每半年复测一次；当对变形监测成果产生怀疑时，应随时检核监测基准网。
10.1.6变形监测网应由部分基准点、工作基点和变形观测点构成。
监测周期应根据监测体的变形特征、变形速率、观测精度和工程地质条件等因素综合确定。
监测期间应根据变形量的变化情况调整。
10.1.7首期监测应进行两次独立测量，之后各期的变形监测宜符合下列规定：1宜采用相同的图形(观测路线)和观测方法；2宜使用同一仪器和设备；3观测人员宜相对固定；4宜记录工况及相关环境因素，包括荷载、温度、降水、水位等；5宜采用同一基准处理数据。
10.1.8变形监测作业前，应收集相关水文地质、岩土工程资料和设计图纸，并应根据岩土工程地质条件、工程类型、工程规模、基础埋深、建筑结构和施工方法等因素，进行变形监测方案设计。
桥梁工程测量
1、桥梁下部结构的施工放样检测
桥梁的高程施工放样检测由水准点上用水准仪直接检测就可。
桥梁的下部结构施工放样由桩基础、承台、立柱、墩帽等的放样组成，按
照规范要求或图纸要求检查，简述如下：
♫、桩基础：单排桩要求轴线偏位±5cm，群桩要求轴线偏位±10cm。检查
用全站仪放样桩中心的点，再用小钢尺量取偏位差值。
坐标法和交会法。
1、极坐标法
此法测距方便、迅速，在一个测站上可以测设所有与之通视的点，且距 离的长短对工作量和工作方法没有改变，测设精度高，是种较好的方法。
测设时，可选择任意一个控制点（最好是桥轴线上的），在计算相应的
放样数据。为防止错误，可同时用两台全站仪放样，误差不大于2cm时取中点
为墩台中心。同法测设其他墩台中心。
开挖和丈量。
精选ppt
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第三节 桥梁施工控制测量
一、概述 桥梁平面控制网分两级布设。首级控制网主要控制桥的轴线；在首级网
下加设插点或插网，构成第二级控制，用于放样，第二级控制网的精度应不 低于首级网。 二、桥轴线长度精度和桥梁墩台定位精度的确定
1、根据桥梁跨越结构的架设误差确定桥轴线长度的精度： 桥梁跨越结构的形式一般分为简支梁和连续梁。简支梁在一端桥墩上设固 定支座， 在另一端桥墩上设活动支座；连续梁只在一个桥墩上设活动支座。 《铁路钢桥制造规定》规定：钢衍梁节间长度制造容许误差为±2mm，两节 间拼装孔距误差为±0.5mm，则每一节的拼装和制造误差为： Δl=22+0.52=±2.12mm。长度误差包括拼装误差ΔL和支座安装容许误差δ。 δ一般取δ=±7mm，按规范，ΔL=±（nΔl2）1/2
桥轴线方向，坐标原点选在工地以外的西南角上。
对于曲线桥梁，坐标轴可选为平行或垂直于一岸轴线点（控
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第 索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的
节 水平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平
位移和垂直于桥轴线方向的水平位移。
桥 梁 挠
索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面： （1） 由于索塔两侧的拉力不等，而使索塔在
度 顺桥向产生挠度变形；
对于大跨径的斜拉桥和悬索桥，风荷载可
使桥面产生大幅度的摆动，这对桥梁的安
全运营十分不利。
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垂直位移监测方法
第
节
•精密水准测量
概 述
• 三角高程测量 •液体静力水准测量
•压力测量法
•GPS测量
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水平位移监测方法
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桥梁墩台变形观测
第 桥梁墩台的变形观测主要包括两方面： 节 •墩台的垂直位移观测。主要包括墩台特征 概 位置的垂直位移和沿桥轴线方向（或垂直于 述 桥轴线方向）的倾斜观测。
•墩台的水平位移观测。其中各墩台在上、 下游的水平位移观测称为横向位移观测；各 墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向 位移观测。两者中，以横向位移观测更为重 要。
•成桥后的结构状态识别和确认，桥梁运营过程中 概 的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助 述 于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。
•运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是 理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有 关结构行为与环境规律的最真实的信息。 •桥梁安全监测带来的将不仅是监测系统和对某特 定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研 究的“现场实验室”。
测
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垂直位移观测
第 •所谓垂直位移观测，就是定期地测量布设 节 在桥墩台上的观测点相对于基准点的高差，
桥 以求得观测点的高程，并将不同时期观测点
梁 的高程加以比较，得出墩台的垂直位移值。
基 础 垂
•监测点的观测一般应根据实际情况布设成 附合路线或闭合路线。
础 垂 直
以便相互检核。 •工作基点一般选在桥台或其附近，以便于
位 观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各
移 监
桥墩相对于桥台的变形。而工作基点的垂
测 直变形可由基准点测定，以求得观测点相
对于稳定点的绝对变形。
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观测点的布设
第 •在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重
第10章桥梁工程变形监测
精品jing
主要内容
第
十
章
•概述
桥
•桥梁基础垂直位移监测
梁 工
•桥梁挠度观测
程
•桥梁结构的健康诊断
变
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Байду номын сангаас
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第十章 桥梁工程变形监测
变
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监
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§1 概述
与
变
形
分
析
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目的与意义
第 •桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对 节 桥梁的健康诊断和安全运营有着重要的意义。
直 •观测点观测包括引桥观测点观测和水中桥
位 移
墩观测点的观测。由于引桥观测点是在岸上，
监 其施测方法与一般水准测量方法相同。
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监
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§3 桥梁挠度观测
与
变
形
分
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索塔挠度观测
节 点的原则。均匀布设是指在每个墩台上都要
桥 布设观测点，以便全面判断桥梁的稳定性； 梁 重点布设是指对那些受力不均匀、地基基础
基 不良或结构的重要部分，应加密观测点，主
础 垂
桥桥墩尤应如此。
直 •主桥墩台上的观测点，应在墩台顶面的上下
位 移 监
游两端的适宜位置处各埋设一点，以便研究 墩台的沉降和不均匀沉陷（即倾斜变形）。
测量等; •各种方法都有其自身的特点，在实际
直 工程中，应根据工程特点和要求灵活
位 移
应用。
监
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基点网的布设
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第 •为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监
节 测基点网，基点网由基准点和工作基点组
成。
桥 梁
•基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又
基 不宜离桥梁墩台太远。基准点需成组埋设，
第
节
•三角测量法
概 述
•交会法 • 导线测量法
•基准线法
•测小角法
•GPS观测
•专用方法
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挠度观测方法
第 节
•悬锤法 •精密水准法
概
•全站仪观测法
述
•GPS观测法
•静力水准观测法
•测斜仪观测法
•摄影测量法
•专用挠度仪观测法
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塔柱变形观测
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节 （1）塔柱顶部水平位移监测； （2）塔柱整体倾斜观测；
概 （3）塔柱周日变形观测； 述 （4）塔柱体挠度观测；
（5）塔柱体伸缩量观测。
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桥面挠度观测
第
节
•桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。 •桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使
概 桥梁的实际线形与设计线形产生差异，从而 述 影响桥梁的内部应力状态。
•过大的桥面线形变化不但影响行车的安全，
而且对桥梁的使用寿命有直接的影响。
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桥面水平位移观测
第
节
•桥面水平位移主要是指垂直于桥轴线方向 的水平位移。
概 •桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以 述 及外界荷载（风、日照、车辆等）等引起，
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第十章 桥梁工程变形监测
变 形 监
测 §2
与 变 形 分 析
桥梁基础垂直位移监测
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概述
第 •桥梁垂直位移观测主要研究桥梁墩台
节 空间位置在垂直方向上的变化。
桥 •观测建筑物垂直位移的方法有多种，
梁 如：精密水准测量、连通管测量、GPS
基 础 垂
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桥梁的变形
第 桥梁变形按其类型可分为静态变形和动态 节 变形; 概 •静态变形是指变形观测的结果只表示在某 述 一期间内的变形值，它是时间的函数。
•动态变形是指在外力影响下而产生的变形， 它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是 以外力为函数来表示的对于时间的变化。 •桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而 桥梁结构的挠度变形则是动态变形。