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建築工程靜態變形監測技術與方法!

發布日期:2016-06-14 14:35 來源:http://www.gainerio.com 點擊:

建築工程靜態變形監測技術與方法!


現代生活中,高層建築和身處危險的地勢的橋梁等建築物與日俱增,建設工程質量檢測建築物的變形檢測是保證建築物正常使用和人民生命和財產安全的重要保證,因此建築物靜態變形檢測是一份十分重要的工作,監測的技術和手段的研究是非常必要的。 

1  靜態變形監測技術 

1.1光電監測技術 

(1)角度交會法 

角度交匯法產生誤差的主要是測角誤差m,交會角γ以及兩個測站觀測角三個因素造成的,其中還和α、β及測站基線(I)有關。因此,變形觀測使用的經緯儀,測角精度越高越好,一般應在士1°以上,如使用型號為J, T3等精密經緯儀;觀測前要注意交會角度大小的控製,一般當m,D一定,交會角y=90°時,位移值誤差最小,而當γ>1500或γ<300時,位移值誤差迅速增大。

(2)激光準直 

方向性強、亮度高、單色性和相幹性好是激光具有的重要特點,建設工程質量檢測這是因為激光的獨特特點,目前利用激光光束軸線研製出的基於不同物理光學原理製造的基準線定線儀已用於實踐,包括以下三種準直儀:第一種是射線式基準線定線儀,如瑞士生產的LNA激光掃平(水準)準直儀;第二種是衍射式定線儀,它是利用衍射光柵原理形成同心衍射光環,如大連拉特JZC激光垂準儀;第三種是幹涉式定線儀,它是采用波帶板對相幹單色光線聚焦的原理,如武漢測繪科技大學研製的波帶板激光準直係統等。 

另外,激光也存在它的缺點,如易受外界環境如氣流變化的影響,因此作業距離不能太長,否則應在激光路徑上套上真空管等設備。 

(3)精密三角高程測量法 

三角高程測量法的基本原理是幾何三角原理,它主要是利用測量站內儀器或設備,從而獲得測量站與監測目標之間的海拔差的方法獲得靜態變形量。三角高程測量法與其它測量方法有其獨特的優勢,同時具有缺陷,它的優勢在於這種方法可以測量人類難以到達的沉陷點或者通過障礙物從而檢查建築物的變形情況,如建設海拔較高的高塔、高壩等高大建築。這種方法測量時必須準備測繪到測量站到測量點的極其準確的距離和高精度的垂直角度,由於目前設備和地殼運動等條件限製,這些數據目前是難以測繪。因此,這種方法實際測繪的結果比幾何水準和靜力水準測量的精度要低的多,因此在高精度的測繪過程中,這種方法是不可取的。難以達到測繪要求。 

J型經緯儀是三角測量的一種最基本的儀器。在測量工作開始之前,應對儀器進行檢驗,包括十字絲位置是否正確、光學測微器的行差等。另外,測量過程最好選在陰天和溫度差小的時間段進行測量,從而提高三角高程測量法的精度。           

1.2機械法變形測量 

(1)正垂線 

將直徑為0.8-1.2mm的銦鋼絲固定於頂部弦線的下端懸掛20 kg重錘。將重錘放置在液體中,從而減少重錘的擺動;然後將整個測量裝置放入保護管,坐標儀放置在與豎井底部固連的框架上。沿豎井不同高程處埋設掛鉤。觀測時,從上而下依次用掛鉤鉤住垂線,則坐標儀上所測得的各觀測值即為各觀測點(掛鉤)相對於最低點的撓度值。

(2)倒垂線 

倒垂線的固定點在底層用頂部的裝置保持弦線鉛垂。建設工程質量檢測用錨旋將銦鋼絲的一端固定在深孔中,通過連杆與十字梁將弦線上端連接在浮筒上。浮筒浮在液槽中,靠浮力將弦線拉緊,使之處於鉛垂狀態。鋼絲安裝在套筒中,其內沿不同高程處設有框架和放置坐標儀用的觀測墩。為了方便進行高程測量,在弦線上配備標尺等校準設備。 

1.3高精度GPS形變測量 

基線射電幹涉測量、衛星激光測距、衛星定位係統GPS是常見的三種現代空間大地測量技術,尤其是GPS衛星定位測量技術的發展,它已經成為實時測量地球板塊相對運動的最新測量技術。 

相對於高端的GPS監測網,為得到準確的分析結果,69热在戶外作業的監測條件和GPS接受準備必須選擇好,尤其是設備(必須是雙頻GPS接收機)和基線解算,另外還有注意以下三點: 

(1) 變形分析基準的選擇。各期監測網成果應歸算到相同的ITRF(International Tervestrial Reference Frame)框架下,以消除各期成果之間由於基準的差異所產生的位置、尺度、方位和時間演變的係統性誤差。   

(2)平差計算。為了使點位坐標解算更準確,應用IGS綜台精密星曆代替預報星曆參與平差計算  。 

(3)兩期衛星監測網平差成果得到的點位坐標差不一定反映變形體的真實形變量,因此,測量的形變數據必須進行形變顯著性檢驗,從而獲得準確數據。       

2  特殊監測手段 

通過測定物理測量的方法從而獲得變形數據的手段稱為特殊監測手段,它在大壩、地鐵、橋梁、礦山等建築工程中得到廣泛的應用。 

特殊測量方法有著常規地麵測量方法所不具備的優勢:

(1)測量過程簡單;

(2)容易實現連續監測和自動化監測;

(3)能夠獲得建築物局部和變形體內部的變形信息。 

同樣特殊測量方法同樣存在許多缺點。最明顯的缺點是由於位移傳感器,它是一種接觸型傳感器,因為傳感器與測量點必須緊密接觸,因此對於難以接近的點無法測量,同樣對於監測物橫向的位移測量同樣存在困難。加速度傳感器,由於為獲得位移的數據時,必須對獲得數據進行兩次積分,精度不高,也無法實現對大型斜拉橋和懸索橋等柔性體係的頻率分析,且在大跨度橋梁上安裝加速度計將十分困難。 

磁環式沉降儀借助磁學原理,建設工程質量檢測通過觀測埋設在回填土或鑽孔內沉降環(磁環)的位置變化反映土體的變形量,沉降環外殼一般注塑成型,內安裝磁性材料。整個係統由探頭、覆膜鋼尺、導向管、基準環、沉降環等組成。在進行沉降觀測前.應穿過導向管埋設若幹隻沉降環。測量時,將帶有鋼尺的探頭從管口送入.當探頭到達沉降環中心時,探頭的磁阻傳感器信號達到峰值,經過鋼尺兩側的導線將信號傳至卷筒內的儀器放大顯示,讀出鋼管上鋼尺的刻度即為沉降點的位置,通過比較兩次讀數值,即獲得點位的沉降數值。 

3 結語 

監測數據對於建築工程起著至關重要的地位,因此選擇合適的監測手段和技術,有利於獲得精確的數據,從而減少誤差,從而有利於提供更加完善是維護方案。  

建設工程質量檢測

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