现代变形监测技术2-1
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。
大坝变形监测技术综述
大坝变形监测技术综述大坝是人类用于蓄水、发电、灌溉等目的的重要水利工程。
随着大坝的运行和使用年限的增加，大坝的变形监测逐渐成为确保大坝安全运行的关键任务。
本文将综述目前常用的大坝变形监测技术，包括测量原理、监测方法、优缺点以及应用案例等内容。
1. 测量原理大坝的变形监测通过测量大坝的形变变化来判断其安全性。
常用的测量原理包括全站仪测量、GPS测量、激光雷达测量、振动传感器监测等。
全站仪利用现代光学技术测量地面的三维坐标，可以测量大坝的形变位移。
GPS技术通过卫星信号测定接收器的三维坐标变化，精度较高。
激光雷达利用激光束扫描目标，通过测量反射回来的激光信号来计算目标物体的位置和形状。
振动传感器则通过测量大坝的振动，来判断其变形情况。
2. 监测方法大坝变形监测方法多种多样，可以分为定点测量和连续监测两种方式。
定点测量通常采用全站仪、GPS等测量仪器，在不同的时间点对大坝进行测量。
这种方法适合对局部区域或特定地点的变形进行测量。
连续监测则是采用激光雷达、振动传感器等设备，可以实时地监测大坝的变形情况。
这种方法适合对大坝整体的变形进行长期监测。
3. 优缺点不同的大坝变形监测技术有各自的优点和缺点。
全站仪测量方法精度较高，但需要专业人员操作，且测量时间较长。
GPS技术可以实时监测大坝的变形，但精度受到卫星定位精度的限制。
激光雷达测量方法速度较快，但在大坝表面有遮挡物时会影响测量结果。
振动传感器能够实时监测大坝的振动情况，但只能监测到振动造成的变形，无法测量其他形变。
4. 应用案例大坝变形监测技术在实际工程中得到广泛应用。
例如，中国的三峡大坝项目采用了全站仪、GPS和振动传感器等多种监测技术，对大坝的变形进行定期检测。
根据监测数据，可以及时发现大坝的异常变形，采取相应的维护和保护措施。
在国外，美国的背水坝坝体变形监测系统可以实时监测大坝的变形情况，并通过无线传输技术将数据传输到远程维护中心。
结论:大坝变形监测技术的发展与进步为大坝的安全运行提供了重要的保障。
现代变形监测技术ppt课件
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2020年4月21日星期二
长江三峡水电枢纽 ——三峡大坝全景
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2020年4月21日星期二
三峡大坝 施工现场
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2020年4月21日星期二
长江三峡水电枢纽 ——三峡大坝卫星影像图
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2020年4月21日星期二
安徽 佛子岭水电大坝
——新中国第一坝
始建于1952年 建成于1954年
2005年国家投资1.66 亿对其进行检测加固
§1.1 变形测量的意义、目的和内容
一、变形与变形监测
• 变形
由于各种相关因素的影响，这些工程建筑物及精 密设备都有可能随时间的推移发生沉降、位移、挠 曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。
当变形值在一定限度之内时，可认为是正常现象， 如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使 用，严重时还会危及建筑物的安全和人民生命财产 的安全。
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2020年4月21日星期二
安徽金寨 梅山水电大坝
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2020年4月21日星期二
利用全自动全站仪 进行大坝监测
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2020年4月21日星期二
利用近景摄影测量方法 进行大坝监测
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2020年4月21日星期二
浙 江 秦 山 核 电 站
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2020年4月21日星期二
北京正负电子对撞机
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2020年4月21日星期二
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2020年4月21日星期二
阿拉伯联合酋长国——迪拜塔
哈利法塔（Burj Khalifa Tower）原名迪拜塔 （Burj Dubai），位于 阿拉伯联合酋长国。 2004年9月21日开始动工， 2010年1月4日竣工启用， 耗资10亿美元。
168层，钢混结构 总高828米=601+227米
基坑变形监测的要点及技术措施分析
测。
监测周期与频率
在基坑开挖前应进行初始测量，确定初始值；在基坑开挖期 间，应按照一定的时间间隔进行连续监测，一般为每天1~2 次；当出现异常情况时，应增加监测频率。
在基坑回填期间，也应按照一定的时间间隔进行监测，直至 回填完成。
监测数据的处理与分析
1
对采集的监测数据进行检查和校准，消除错误 数据和异常值。
技术发展趋势与展望
发展自动化监测技术
随着技术的发展，自动化监测技术将在基坑变形监测中得到广 泛应用，提高监测效率和准确性。
引入新型传感器和设备
新型的传感器和设备能够更好地适应复杂的环境，提高监测数据 的准确性。
加强数据分析与解释
对于大量的监测数据，需要加强数据分析与解释，提取有用的信 息，为基坑工程的安全提供更有力的保障。
变形监测应实时监控建筑物的变形情况，及 时发现和预测潜在的安全隐患，为采取必要 的工程措施提供科学依据。
02
基坑变形监测的要点
监测网的建立
监测基准点的设置
应选择在基坑开挖影响范围之外的稳定区域，设置3个以上相互垂直的基准点 ，组成监测控制网。
监测点的布设
在基坑开挖前，根据设计要求和现场实际情况，确定监测点的位置和数量， 应考虑全面覆盖、重点突出、便于数据采集和处理等原则。
04
基坑变形监测的实践应用
工程实例一：上海中心大厦基坑监测
监测点布置
在上海中心大厦基坑周围共布置了8个监测点，监测其垂直位移、 水平位移、沉降等指标。
监测周期
自基坑开挖起至地下室施工完成，每周监测2次，进入稳定期后每 周监测1次。
数据分析
通过数据分析，发现基坑南侧存在较大变形，及时采取了加固措施 ，确保了施工安全。
混凝土变形监测方法
混凝土变形监测方法混凝土是现代建筑中最常用的材料之一。
然而，由于时间的推移和自然环境的影响，混凝土结构可能会出现变形。
这种变形可能会给建筑结构带来严重的影响，甚至会导致结构的破坏。
因此，对混凝土结构进行变形监测非常重要。
混凝土变形监测方法可以分为以下几种：1. 光纤传感器监测法光纤传感器监测法是一种新型的混凝土变形监测技术。
该技术利用光纤传感器将混凝土结构中捕获的变形信号转换为光学信号进行监测。
这种方法具有高精度、高灵敏度和长期可靠性的优点。
光纤传感器监测法可以监测混凝土结构的各种变形，如温度变化、湿度变化、应变变化等。
2. 振动传感器监测法振动传感器监测法是一种利用振动传感器监测混凝土结构变形的方法。
该方法通过监测混凝土结构的振动特征来判断结构是否发生变形。
由于振动传感器监测法具有响应速度快、灵敏度高、安装方便等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
3. 激光扫描监测法激光扫描监测法是一种利用激光扫描仪对混凝土结构进行变形监测的方法。
该方法通过扫描混凝土结构表面的点云数据来计算结构的变形情况。
激光扫描监测法具有非接触、高精度、高效率等优点，因此在大型混凝土结构监测中得到了广泛的应用。
4. 等距监测法等距监测法是利用传感器在混凝土结构上定点监测变形情况的方法。
该方法可以通过在混凝土结构上安装一定数量的传感器，对结构的变形情况进行监测。
等距监测法具有安装方便、监测结果直观等优点，但需要较多的人力和物力投入。
综上所述，混凝土变形监测方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的监测方法。
在实际应用中，可以采用多种方法相结合，以提高监测的精度和可靠性。
变形监测试题1及答案
变形监测试题1及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 变形监测的目的是：A. 确定建筑物的位置B. 评估建筑物的安全性C. 测量建筑物的高度D. 记录建筑物的重量2. 以下哪项不是变形监测的常用方法？A. 卫星定位B. 激光扫描C. 倾斜测量D. 温度测量3. 变形监测中，以下哪种误差属于系统误差？A. 测量员操作不当造成的误差B. 测量仪器精度不足造成的误差C. 测量环境变化造成的误差D. 测量时间选择不当造成的误差4. 变形监测数据的分析通常不包括：A. 数据的统计分析B. 数据的趋势分析C. 数据的图形展示D. 数据的物理解释5. 在变形监测中，建筑物的沉降量通常用以下哪个单位表示？A. 米（m）B. 厘米（cm）C. 毫米（mm）D. 微米（μm）二、填空题（每空1分，共10分）6. 变形监测的周期应该根据_________来确定。
7. 变形监测的精度要求通常与_________有关。
8. 建筑物的倾斜监测通常采用_________方法。
9. 建筑物的裂缝监测可以通过_________来实现。
10. 变形监测数据的异常分析需要考虑_________等因素。
三、简答题（每题5分，共20分）11. 简述变形监测在工程安全中的重要性。
12. 解释什么是变形监测中的累积误差，并举例说明。
13. 描述建筑物沉降监测的一般步骤。
14. 讨论变形监测数据的可视化方法及其意义。
四、计算题（每题15分，共30分）15. 某建筑物的沉降监测数据显示，经过一年的时间，建筑物的沉降量为30mm。
请计算该建筑物的年平均沉降速率，并分析可能的原因。
16. 假设在建筑物的裂缝监测中，初始裂缝宽度为0.5mm，经过三个月后，裂缝宽度增加到1.2mm。
请计算裂缝的扩展速率，并讨论可能的影响因素。
五、论述题（共30分）17. 论述现代技术在变形监测中的应用，并探讨其对提高监测效率和精度的作用。
答案：一、选择题1. B2. D3. B4. D5. C二、填空题6. 建筑物的重要性和变形速率7. 监测目的和建筑物特性8. 精密水准测量9. 裂缝宽度测量仪10. 环境因素和测量误差三、简答题11. 变形监测是确保工程结构安全的重要手段，通过监测可以及时发现结构的异常变形，预警潜在的安全问题，为维护和加固提供数据支持。
使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧
使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧随着现代科技的不断发展，数字摄影测量技术在建筑行业中的应用越来越广泛。
借助数字摄影测量技术，建筑物变形的监测变得更加简便、准确。
本文将就使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧进行探讨。
一、技术原理数字摄影测量技术通过捕捉建筑物在不同时间点的影像，利用影像处理和三维重构算法来量化建筑物的变形情况。
这项技术可通过航空、陆地或无人机进行实施。
通过对建筑物的连续监测，我们可以实时获取建筑物的形变信息，从而对潜在的结构安全问题做出及时响应。
二、数据收集在使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测之前，我们需要收集高质量的图像数据。
这一步骤的关键是选择合适的摄影设备和参数设置。
一般而言，我们可以选择像素数目较高的相机，以提高图像的分辨率。
同时，合理选择拍摄间隔时间，以确保能够捕捉到建筑物变形过程中的每一个关键时刻。
三、图像处理收集到图像数据后，我们需要对其进行处理和分析。
首先，对图像进行校正，消除因光照、畸变等原因导致的误差。
然后，利用三维重建算法，构建出建筑物的三维模型。
通过对比不同时间点的三维模型，我们可以计算出建筑物在空间上的变形量。
四、变形分析得到建筑物的变形数据后，我们需要进行进一步的分析。
通过对变形数据的统计、图表化处理，我们可以更直观地了解建筑物的结构变化情况。
同时，我们还可以借助专业软件进行变形模拟，以预测建筑物可能出现的变形趋势和风险位置。
五、报告撰写建筑物变形监测的最终目的是为了提供合格的监测报告，以便决策者和工程师做出相应的调整和决策。
在撰写报告时，应注意结构化和清晰的表达。
报告应包括对建筑物变形数据的详细分析、评估和预测，以及相关的建议和建议。
同时，为了便于读者的理解，可使用图表和图像来展示变形情况。
六、实践案例以下将根据实际应用案例，进一步说明使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧。
案例1：高层建筑结构监测对于高层建筑物的结构监测，我们可以在建设过程中使用数字摄影测量技术，通过对比不同阶段的建筑物模型，来了解建筑物的形变情况和结构安全性。
现代工程变形监测PPT课件
制定和完善变形监测相关的标准和规范， 提高监测数据的可比性和可靠性。
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详细描述
除了上述几种监测技术外，还有一些其他先进的变形监测技术，如雷达干涉测量、激光扫描等。这些技术各有特 点，可根据工程需求选择合适的监测手段，以实现更高效、更精确的变形监测。
04 工程实例分析
高层建筑物的变形监测
监测目的
监测数据分析
确保高层建筑在施工和使用过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预警潜 在的变形风险。
通过对监测数据的处理和分析，评估 建筑物的变形状况，预测未来的变形 趋势，为工程维护和加固提供依据。
监测方法
采用全站仪、水准仪等测量设备，对 建筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行定 期监测。
大跨度桥梁的变形监测
监测目的
确保大跨度桥梁在运营过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预
警潜在的变形风险。
监测方法
采用GPS、红外线等测量技术，对 桥梁的挠度、倾斜、位移等进行定 期监测。
按监测周期可分为
长期监测、中期监测和短期监 测。
变形监测的方法
01
02
03
04
05
常规大地测量法
全球定位系统 （GPS）法
合成孔径雷达干 涉（In…
光纤光栅传感器 法
其他方法
利用全站仪、水准仪等常 规测量仪器进行变形体的 平面位移和垂直位移监测 ；
利用GPS卫星信号进行高 精度定位，可实现大范围 、全天候、高精度的变形 监测；
全球定位系统（GPS）监测技术以其高精度、高效率、实时性等优点，广泛应 用于各类工程结构的变形监测。通过接收卫星信号，可以快速获取监测点的三 维坐标，实现连续、动态的变形监测。
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18.08.2020
§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志
• 到1990年比萨斜塔的基础南
端的沉降为2.8m（其基础承压
6米
为９kg/cm）；北端的沉降为
1.2m（相应压力为１
kg/cm），塔顶最高处偏离垂 直线达６米。倾斜量正以每年 54.5米
1mm速度在加速倾斜。
•于1990年1月关闭，并开始新
直接埋设在所要观测研究的建（构）筑物 上，它们和待测建筑物一起移动，以表明 建筑物空间位置的变化。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 二、垂直位移监测网（点）的布设
测量标志的分类
2.按用途分类 (1)变形点又称变形观ห้องสมุดไป่ตู้点
(2)工作基点即测量控制点 （包括测站点、联系点、检核点和定向点 等工作点），仪器安置在工作基点上以测 定变形点的平面位置和高程。
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第2章 垂直位移与水平位移观测
地面和建（构）筑物的变形包括： 垂直位移：沉降和回弹 水平位移：水平方向上的位移（与轴线垂直方向上）
（1）基坑回弹测量 （2）地基分层沉降观测 （3）建筑场地沉降观测 （4）建筑物的沉降观测 （5）建筑物水平位移观测 （6）建筑物倾斜观测
（7）建筑物裂缝观测 （8）日照变形观测和风振测量
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 一、垂直位移观测的重要性
• 例如著名的意大利比萨斜塔， 塔高54.5m，为8层圆柱形建筑， 始建于1174年。最终于1370年 （有报道为1350年建成）建成。 • 当时塔顶中心偏离垂直线 2.1m，这却反而成了斜塔的特 色，从而成为世界闻名的建筑 奇观，令它成为名闻遐迩的旅 游胜地。
测量标志的分类
1.按工作性质分类 可分为平面标志和高程标志。
（1）平面标志用来构成测量建筑物平面位移的平 面控制网。 （2）高程标志则构成观测建筑物沉降或进行垂直 位移观测的高程控制网。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志
二、垂直位移监测网（点）的布设
测量标志的分类
2.按用途分类 按不同的用途形观测使用的测量标志可分 为三类，即：变形点、工作基点和基准点。 （1）变形点又称变形观测点
• 而基础的沉降或不均匀沉降，又与周围环 境的变化和诸多人为因素相关。
• 如大型煤矿的地下开采，造成地面大范围 沉降或塌陷；地下水的大量抽取使地下水 位急剧下降等。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 二、垂直位移监测网（点）的布设
建（构）筑物变形监测网的点位及其使用的测量 标志，如何确定、应具备什么样的构造特点、如何 布设等，是变形监测工作中的一个重要的环节。
• 位于广东开平市 蚬(xian)冈镇的一 处碉楼，共7层;
• 其倾斜角为15º; 大于意大利比萨斜 塔的倾斜度。
广东开平碉楼
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 一、垂直位移观测的重要性
• 建（构）筑物的沉降和倾斜，很多是由于 其自身基础和结构问题造成的；当基础产 生整体不均匀沉降时，建筑物势必会出现 倾斜。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 一、垂直位移观测的重要性
• 有1300余年历史的大 雁塔也沉降了1198 mm;
• 1985年向西北方向倾 斜998mm， 至1996年 倾斜达1010.5mm;
• 平均每年倾斜1mm.
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西安大雁塔
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 一、垂直位移观测的重要性
一轮的加固工程。耗资2500万
美元，历时11年，于2001年
12月比萨斜塔重新对游客开放。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志
一、垂直位移观测的重要性
• 在第32届国际地质大会上介
5.56米
绍（2004年6月，意大利佛罗
伦萨）纠偏扶“正”加固工程
之后，比萨斜塔的倾斜角从 5.5º减小到5º，纠偏近50cm。 54.5米
土木工程专业
现代变形监测技术
：
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现代变形监测技术
本课程主要内容
第一章 变形监测概述 第二章 垂直位移与水平位移观测 第三章 变形监测新技术与工程实例 第四章 变形监测数据处理基础
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现代变形监测技术
第2章 垂直位移与水平位移观测
§2. 1 垂直位移监测网布设及观测标志 §2. 2 垂直位移观测 §2. 3 地面倾斜测量 §2.4 水平位移观测网及观测标志 §2. 5 水平位移测量技术概述 §2. 6 视准线法测量水平位移 §2. 7 激光准直测量 §2. 8 引张线法测量水平位移 §2. 9 建筑物主体倾斜和挠度测量 §2. 10 裂缝测量
• 经科学预测，比萨斜塔倾斜 变形要再达到1990年以前的水 平，将需要300年时间。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 一、垂直位移观测的重要性
• 又如我国苏州市的虎丘塔，建 于公元959年，塔高出地面47.5 m。呈八角形，是一座砖身木檐 的阁楼式佛塔，计七层。
• 据变形资料分析，塔顶中心偏 离底层中心2.3m，底层地面南 北高差0.48米。倾斜使塔的中心 北移，塔身最大倾角为3º59′， 被称为“中国第一斜塔”。
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志 二、垂直位移监测网（点）的布设
测量标志的分类
2.按用途分类 (1)变形点又称变形观测点 (2)工作基点即测量控制点
(3)基准点 是变形监测控制网的基础，通常埋设在变形 地区之外，便于长期保存和具有很好的稳定 性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点。
沉降观测 位移观测
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§2.1 垂直位移监测网布设及观测标志
一、垂直位移观测的重要性
• 随着工程建筑物的修建，建筑物的基础和地基所 承受荷载不断增加。 • 当地基承载力相同时，建筑物将发生均匀沉降。 • 若地基承载力不同，会发生不均匀沉降。 • 有的建筑物建成时是均匀沉降，后来由于地下水 位以及周围荷载的改变，引起了不均匀沉降。 • 建筑物这种沉降变形，其值在一定范围内时可视 为正常现象。如超过某一限度就会影响建筑物的正 常使用，严重的还会危及建筑物的安全。