摘 要

大型桥梁结构的施工过程极其复杂，其各阶段变形受到众多因素的影响，需要进行精确的测量，以确保结构安全性能满足设计要求。本文针对大型桥梁的变形测量方法进行研究，首先从自然环境因素、桥梁自身因素、人为因素三个方面分析了大型桥梁变形产生的原因；归纳了大型桥梁变形测量的内容，包括：对桥梁墩台的静态变形和对桥梁结构的挠度进行周期性的重复观测；对大型桥梁变形测量的主要方法：大地测量方法、特殊的测量方法(倾斜测量和激光准直测量)、摄影测量方法等进行了对比；最后对自动电子全站仪在桥梁结构变形测量中的应用进行了深入探讨，给出了具体的操作流程，可供实际工程参考。
关键词：桥梁；变形；测量；全站仪
Abstract
The construction process of large-scale bridge structures is very complex. Its deformation in each stage is influenced by many factors. In order to ensure the structure safety performance meet design requirements, it is necessary to measure precisely. The measure methods of large-scale bridge’s deformation are studied in this paper. Firstly the causes of large-scale bridge’s deformation are analyzed from three aspects: natural environmental factors, bridge itself factors and human factors. Secondly, the measure contents of large-scale bridge’s deformation are induced, including periodic repeated observation to the static deformation of bridge pier and the displacement of bridge structure. Then the measure methods for large-scale bridge’s deformation are compared, including geodetic method, special methods (fall angle measurement and laser alignment measurement) and photography method. Finally, the application of auto-electron total station instrument in bridge structure deformation measure are further discussed and concrete operation process is given, which provides good references for practical engineering.
Keywords：bridge；deformation;  measure;  total station instrument
目   录
1 前 言 1
2 大型桥梁变形的原因 1
3 大型桥梁变形测量的内容 1
4 大型桥梁变形测量的主要方法 2
4.1 大地测量方法 2
4.2 特殊的测量方法 2
4.3 摄影测量方法 3
5 自动电子全站仪在桥梁结构变形测量中的应用 3
5.1 自动电子全站仪的测量特性分析 3
5.2 监测基准点系统的布置 4
5.3 监测三维空间坐标系统的选择 4
5.4 基础测绘 5
5.5 形变自动监测 5
6 结 论 6
参 考 文 献 6


1 前 言
由于科学技术的飞速发展，高强度建筑材料和预应力工艺的广泛应用，桥梁的设计建造日新月异。近年来涌现出许多大型斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥、连续刚构桥，气势恢宏、造型完美。然而，这些桥梁的施工过程是极其复杂的，都必须受到监测与监控。技术人员必须详尽计算和反复量测结构物关键断面及主要控制点在每道工序产生的应力和位移，使之控制在设置的范围之内，以保证施工的安全与质量。对于大型桥梁而言，变形的测量显得尤其重要。为此，本文针对大型桥梁的变形测量方法进行探讨，以期为实际工程提供一些参考。
2 大型桥梁变形的原因
测量桥梁变形首先要了解产生变形的原因，这一点是非常重要的，只有明确产生变形的原因，才能确定解决的办法，产生变形的三个主要原因有：
(1) 自然条件及其变化的原因。是指桥墩台地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度、水位变化以及地震等如桥墩台基础的地质条件不同，会引起桥墩台不均匀沉陷，使桥跨结构倾斜，像钢梁或钢筋混凝土梁就容易发生这种现象，再有土基的塑性变形也将引起均匀沉陷，还有温度与水位、季节性和周期性的变化以及水流方向的变化，桥梁将产生规律变形。
(2) 与桥梁本身相联系的原因。是指作用在桥梁上部结构的恒载与作用墩台的恒载、墩台与梁的结构、型式以及活载的作用如车辆通过时的震动、风力等。
(3) 人为设计、施工等不合理。是指山于勘测、设计时不合理。施工时不按规范施工，运营、管理工作不恰当等，都会使桥梁产生变形。
3 大型桥梁变形测量的内容
变形测量是大型桥梁施工测量的重要内容，是保证桥梁施工满足设计要求的重要手段。只有通过变形测量了解桥梁在施工过程中的运行状态，才能够及时地作出调整，做到桥梁的线形符合设计规定的误差允许范围。因此，桥梁变形测量的目的就是为了监控桥梁的安全施工，了解变形的规律，同时对为以后的设计提供参考数据。
桥梁变形观测的主要内容主要包括对桥梁墩台的静态变形和对桥梁结构的挠度进行周期性的重复观测，求得其在两个周期间的变化值和瞬时变化值。
对桥梁墩台的静态变形观测，即对各墩台在空间位置(各墩台上观测点的三维坐标)变化的观测，包括以下两方面：① 各墩台的垂直位移观测。又称沉降观测，其中包括各墩台沿水流方向(或垂直于桥轴线方向)和沿桥轴线方向的倾斜观测。② 各墩台的水平位移观测。其中，隔墩台在上、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。而挠度测量主要就是对桥梁结构主梁线形的测量，主要是对桥跨在恒载和活载情况下的挠度进行测量。
4 大型桥梁变形测量的主要方法
4.1 大地测量方法
大地测量方法也叫常规地面测量方法。它是变形观测的主要手段。垂直位移观测采用的是精密水准测量和精密跨河水准测量。在横向位移观测中。遇到直线桥梁按基准线法观测，如测小角法和活砚牌法，如果是曲线桥梁，则应利用导线测量方法。纵向位移观测通常采用最精密的光电测距仪，如桥跨距较短，可用特制的因瓦线尺或钢线尺来测定相邻桥墩之问的跨距变化。桥跨结构的恒载和活载的挠度观测采用四等水准测量。
该方法具有以下优点：(1) 可以提供桥墩台和桥跨结构的变形状态；(2) 把观测组成网的形式，便于进行测量结果的处理和精度评定；(3) 灵活性好，适用于各种结构形式的桥梁以及不同的外界条件和精度要求。其缺点是外业工作量大，作业时间长，很难解决连续监测及测量过程的自动化问题。