Desde principios de la década de 1990, los grandes puentes, como los puentes atirantados y los puentes colgantes, han proliferado en China. Las características estructurales de este tipo de puente son gran luz, columnas de torre altas y luz principal flexible. En la medición de la construcción de este tipo de puentes, se han realizado algunas investigaciones sobre la medición dinámica de la construcción y se ha adquirido cierta experiencia. Cómo controlar su estructura flexible y sus características dinámicas durante el proceso de finalización y apertura al tráfico es otra cuestión que preocupa mucho a la gente. Aunque algunos puentes han establecido un "sistema de salud del puente" para comprender los cambios en las cantidades físicas dentro de la estructura, sin duda juega un papel muy importante en la comprensión de los cambios en las fuerzas internas de la estructura del puente y el análisis de las causas de la deformación. Sin embargo, para lograr verdaderamente el propósito de monitorear la seguridad del puente y comprender los cambios en el puente, es necesario medir los cambios y tamaños de sus cantidades geométricas de manera oportuna. Por lo tanto, al establecer un "sistema de salud de puentes", también es necesario utilizar principios geodésicos y diversos instrumentos y métodos de medición de ingeniería especiales para estudiar y establecer un sistema de monitoreo para puentes de grandes luces.
2. Contenido de monitoreo de deformación
De acuerdo con las regulaciones y requisitos relevantes en las últimas "Especificaciones Técnicas de Mantenimiento de Carreteras" promulgadas por el país, combinado con las altas columnas de la torre, los grandes vanos y tramos principales de puentes de luces largas Debido a las características de las secciones de vigas flexibles, los contenidos principales del monitoreo y observación de la deformación en ingeniería de puentes incluyen:
1) Observación del asentamiento de los pilares del puente, alineación y deflexión del tablero del puente, desplazamiento horizontal de vigas principales y giro de columnas altas de torres;
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2) Para medir los elementos anteriores, es necesario establecer la red de referencia de desplazamiento horizontal correspondiente y la red de referencia de asentamiento para observación.
3. Disposición del sistema
1) Disposición de los puntos de observación lineal del asentamiento de pilas y del tablero del puente.
Los puntos de observación de asentamiento de pilas (plataforma) generalmente están dispuestos en el pilar correspondiente (plataforma) en la parte superior del puente; los puntos de observación de alineación y deflexión del tablero del puente están dispuestos en las vigas principales. Para el tramo atirantado de luces largas, el punto de observación lineal también corresponde a la posición del punto de anclaje del cable atirantado, el punto de observación del desplazamiento horizontal del tablero del puente y el punto de asentamiento del tablero del puente y el punto de observación lineal en un lado del mismo; los ejes del puente son * * *.
2) Disposición de los puntos de observación de la torre oscilante
Los puntos de observación de la torre oscilante están dispuestos en el lateral de la torre superior aproximadamente a 1,5 m por encima de la parte superior de la torre principal y de la parte superior de la viga superior en la pared, 2 puntos por pilar.
3) Disposición de los puntos de referencia de monitoreo de desplazamiento horizontal
La red de referencia de observación de desplazamiento horizontal debe combinarse con las condiciones topográficas y geológicas en ambos lados del puente, la distribución de otros edificios y se determina la disposición de los puntos de observación de desplazamiento horizontal y el método de observación, el método de observación de la red de referencia, etc. Generalmente, se dispone en dos capas. La red de base se dispone en un lugar estable en la orilla y se entierran los marcadores de pilotes perforados profundamente. En el tablero del puente, el punto de observación del desplazamiento horizontal del pilar del puente se utiliza como punto de trabajo para medir el desplazamiento horizontal del punto de observación del tablero del puente.
4) Diseño de la red de referencia de monitoreo de desplazamiento vertical
Para facilitar la observación y el uso, los puntos de referencia planos en la costa generalmente se incluyen en la red de referencia de desplazamiento vertical, y al mismo tiempo, en un lugar estable Se agrega un punto de nivel profundamente enterrado como punto de referencia horizontal y se utiliza como punto de referencia para el monitoreo del desplazamiento vertical del puente. Para unificar el sistema de elevación a ambos lados del río, se debe establecer una línea de nivel transversal entre los puntos de referencia a ambos lados del río.
Cuarto, precisión de los métodos y resultados
1) Red de referencia del plano de medición del sistema de posicionamiento GPS
Para cumplir con los requisitos técnicos de observación de deformaciones, la referencia borde de la red La precisión relativa de la longitud no debe ser inferior a 1/120000 y el error de longitud lateral debe ser inferior a 5 mm, ya que la mayoría de los puntos de referencia de trabajo están ubicados en la plataforma del puente, es difícil ver todo con el; puntos de referencia, por lo que el sistema de posicionamiento GPS se puede utilizar para la medición. Para no interrumpir el tráfico durante la observación y evitar la vibración de los instrumentos causada por el tráfico y la interferencia con la recepción de la señal del receptor GPS, el período de observación establecido en el punto base del tablero del puente debe organizarse para que funcione de noche para cumplir con la estática. Condiciones de trabajo tanto como sea posible para mejorar la precisión de la observación.
2) Establecer una red de referencia de elevación y observación de asentamientos para realizar mediciones de nivelación precisas.
La red de referencia de elevación y la observación de asentamiento del tablero del puente se implementan de acuerdo con los requisitos técnicos de segunda clase del "Reglamento Nacional de Nivelación de Primera y Segunda Clase". Los puntos de referencia de desplazamiento vertical, los puntos de asentamiento de la plataforma del puente y las líneas de nivel que cruzan el río forman múltiples bucles. La red de referencia de elevación se observa utilizando un nivel de precisión; para la medición del nivel a través del río en la red de referencia de elevación, se puede utilizar el método de medición de altura trigonométrica y se pueden utilizar dos estaciones totales de precisión para la observación al mismo tiempo.
3) Utilice el método de coordenadas de la estación total para observar el desplazamiento horizontal lateral.
Como todos sabemos, el desplazamiento horizontal de edificios lineales a menudo se observa utilizando el método de línea base, que esencialmente mide el valor de desviación perpendicular a la dirección de la línea base. Para aprovechar al máximo las ventajas de las estaciones totales modernas, la observación del desplazamiento horizontal del tablero del puente puede utilizar un método de coordenadas similar al método de línea de base para determinar directamente la abscisa del punto de observación. El puente del río Wuhan Yangtze utilizó este método para observar el desplazamiento horizontal lateral. Según el análisis estadístico de los resultados de 136 puntos de observación a través del puente, la precisión de la coordenada Y es de 0,48 mm, que es mucho mayor que el requisito de precisión (3 mm) en la tecnología de monitoreo de puentes, y el impacto de diferentes longitudes de línea de visión en la precisión de la coordenada Y no se considera.
4) Utilice una estación total inteligente (robot de medición) para medir el balanceo de la columna de la torre alta.
La estación total inteligente más avanzada TCA2003 se utiliza para observar la oscilación de la torre, con una precisión nominal de 0,5 pulgadas (1 mm 1× 10-6d). Puede encontrar automáticamente y apuntar con precisión al objetivo, medir automáticamente la distancia, el valor horizontal y la distancia cenital desde la estación de medición hasta el punto objetivo, calcular las coordenadas tridimensionales y registrarlas en el módulo incorporado o en la computadora. Dado que no se requieren apuntar, leer ni calcular manualmente, es útil eliminar la influencia de las diferencias humanas y reducir la probabilidad de errores de registro y cálculo, especialmente de noche, y no es necesario iluminar el letrero. El instrumento registra un punto objetivo durante no más de 7 segundos a la vez, y cada punto solo registra durante 30 segundos. La observación dentro de 10 puntos en un ciclo generalmente no excede los 5 minutos, y su velocidad de observación no tiene comparación con la inteligencia artificial.
En el puente del río Yangtze de Wuhan, este método se utilizó para medir el balanceo de la torre. Para evaluar la precisión de este método, se realizó un análisis estadístico utilizando observaciones durante la noche con menos tráfico. Imitando el método de análisis estadístico de observación del desplazamiento horizontal del tablero del puente, se realizaron análisis y cálculos estadísticos en el punto de observación con una longitud de línea de visión de 800 m con base en los datos de observación de 6 períodos nocturnos, y los resultados fueron mx=0.034 mm, my = 0,61 mm, lo que indica que el método es muy preciso y puede cumplir con los requisitos de precisión de la observación dinámica de las columnas de la torre.
Análisis de resultados de verbo (abreviatura de verbo)
El análisis de resultados de observación incluye principalmente: calcular las coordenadas, la elevación y los cambios del punto de referencia después de cada observación del asentamiento del tablero del puente y del pilar del puente; puntos y la elevación y cambio de puntos lineales; la coordenada y y el desplazamiento lateral del punto de observación del desplazamiento horizontal de la plataforma del puente. A partir de estas deformaciones se dibujan las curvas de deformación correspondientes.
6. Ejemplo de monitoreo de deformación del puente sobre el río Nanjing Yangtze
1) Descripción general del proyecto
El segundo puente sobre el río Nanjing Yangtze es un proyecto de construcción clave del Gobierno Nacional. Noveno Plan Quinquenal. Se encuentra a 11 km aguas abajo del puente del río Nanjing Yangtze, con una longitud total de 21,337 km. Consiste en los puentes ramales sur y norte, South Bank, Bagua Island y North Bank. Entre ellos, el Puente Nancha es un puente atirantado con vigas cajón de acero con una longitud total de 2.938 metros y un tramo principal de 628 metros. Cuando estaba en construcción, ocupaba el primer lugar en China y el tercer lugar en el mundo entre puentes similares. El puente Beicha es un puente de vigas cajón continuo pretensado de hormigón armado con una longitud de 2172 metros y una luz principal de 3×165 metros. También ocupa una posición de liderazgo en el país. Hay 4 intercambiadores, 4 superpuentes y 6 puentes a lo largo de toda la línea. El estándar de diseño del puente es una autopista de dos vías y seis carriles; la velocidad de diseño es de 100 km/h; la carga de diseño es superior a -20 para vapor y -120 para suspensión; la superficie de la carretera tiene 33,5 metros de ancho y el tablero del puente es de -120 para suspensión. 32 metros de ancho (excluyendo la zona de anclaje de cables). Se instalaron sistemas de monitoreo, comunicación, cobro de peaje, iluminación y pesaje dinámico y estático en toda la línea, así como iluminación paisajística para el puente principal de Nancha, el parque del puente de Nancha y el área de servicio de Baguazhou.
Con el fin de establecer la alineación del puente y el punto de referencia de posición para toda la estructura del Segundo Puente del Río Yangtze de Nanjing, monitorear el desplazamiento de secciones importantes y pilares del puente como el Puente Nancha, el Puente Beicha y el Línea principal de Baguazhou (cimientos de suelo blando), que servirá como base para el futuro. Es necesario monitorear la deformación del Segundo Puente del Río Nanjing Yangtze sin dejar datos originales para el mantenimiento y aceptación del puente.
2) Contenido y métodos de monitoreo
(1) Torre de cable y cimentación
La torre de cable monitorea principalmente el desplazamiento de la base de la torre (tridimensional) y el cambio horizontal de la cima de la torre (bidimensional). Para el puente Nancha, el punto de monitoreo del desplazamiento de la base de la torre está dispuesto en la columna de la torre con una altitud de aproximadamente 9 m, el punto de monitoreo del cambio horizontal en la parte superior de la torre está dispuesto en la columna de la torre y un punto de medición está dispuesto en la torre aguas arriba y aguas abajo. columnas y en los lados norte y sur de la columna de la torre, como se muestra en la figura Como se muestra en 13-1.
Un total de 17 puntos de monitoreo están dispuestos en la Torre Norte y la Torre Sur, incluidos 9 en la Torre Norte para el Puente Norte, los puntos de monitoreo de desplazamiento de cimientos están ubicados en los pilares No. 22, 23, 24 y 25 en el; Canal del río, con cada muelle aguas arriba y aguas abajo distribuya un punto, un total de 8 puntos, y los puntos también están ubicados en el plano de elevación de aproximadamente 9 m, como se muestra en la Figura 13-2.
El desplazamiento de la torre del cable y cimentación se observa cada tres meses. Esta medición utiliza la estación total suiza Leica TC2003 de alta precisión y utiliza el método de intersección frontal tridimensional para realizar observaciones de cuatro ángulos. El método de observación se muestra en la Figura 13-1 y la Figura 13-2. Las coordenadas tridimensionales de los puentes ramales sur y norte se obtuvieron mediante cálculos de ajuste basados en la red de control de primer nivel restaurada una vez finalizada. Para facilitar el análisis de la dirección de desplazamiento de la columna de la torre, se utiliza el sistema de coordenadas del eje del puente en el cálculo del ajuste.
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