工程重要結構物的變形監測要點研究

周 統 ，周 赟

（1.上海軌道交通設備發展有限公司，上海 200070；2.杭州蕭山交通工程質量安全監督站，浙江杭州 311200）

筆者參與了《重要結構物的GNSS 衛星高精度動靜態變形監測技術研究》。本文主要闡述工程重要結構物變形監測位置和試驗監測結果，為下一步研究GNSS 衛星高精度動靜態變形監測作準備。公路工程主要重要結構物如下：特大型橋梁、大型橋梁、特殊結構橋梁、有缺陷的橋梁；隧道、重大地下工程、軟土路基、高邊坡、滑坡體、礦產采空區、公路工程施工時影響周邊建（構）筑物等。

1 對結構物的變形狀況監測的意義

重要結構物的監測意義主要有兩個方面: ①動態掌握施工、運行過程的物理數據，掌握其穩定性，為安全施工和安全運行提供必要的信息，有效排除結構安全隱患，避免施工和使用過程中因結構安全造成安全事故；②為設計人員更深地了解變形的機理，改進設計方案、完善規范提供依據。

2 結構物變形監測位置簡述

根據《規范》和結構分析，變形監測點一般布置在結構物最不利截面或荷載組合最不利截面位置。

2.1 橋梁監測點布設

橋梁除下部布置在承臺及墩頂外，對梁式橋上部宜布置在跨中及1/4 處；拱橋布置在拱頂及1/4 處；斜拉索橋布置在跨中、1/4處及塔基和塔頂。

2.2 滑坡點監測點布設

對滑坡方向和范圍已知的，一般采用十字形的監測網，其中主滑方向的為縱向，垂直于主滑方向的為橫向；未知滑動范圍和方向的可采用放射形。

2.3 邊坡監測點布設

按邊坡上中下布設，高邊坡可加密。

2.4 基坑監測點布設

按10~20m 間距在基坑的頂部周邊布設，深基坑增加基坑中部或易變性的位置布設。對于周邊1~2 倍基坑深度的建筑物也需要布設監測點。

2.5 房屋建筑監測點布設

主要的墻角柱子基礎以及沉降縫頂底部以及裂縫兩側。

3 GNSS 衛星監測技術在結構變形監測上的應用簡述

常規檢測采用人工測量，難以高頻率實時監測，而GNSS 衛星變形監測具有高精度動態實時監測的優點，精度可達到毫米級，24h 動態檢測報警；同時衛星監測無須通視，不受地理環境影響，特別適用于高樓、施工或運行中的橋梁、大壩以及重要地質滑坡點的動態觀察。目前，已逐步應用在鐵路、橋梁、軌道交通、高樓以及地質滑坡點的動態監測中。GNSS 衛星監測技術如圖1所示。

圖1 GNSS 衛星監測技術

表3 市心互通全部施工完成后高鐵相關承臺的計算與實測最大位移比較

表4 市心互通施工完成后及運營中高鐵相關墩頂變形

4 重要結構物變形監測在蕭山機場高速市心互通工程上的應用簡述

4.1 監測內容及項目

本項目的監測內容，分為基坑監測和高鐵橋墩監測兩大部分。本文主要簡述高鐵橋墩監測。

市心互通基坑開挖、基坑支護以及底板澆筑兩種狀況對高鐵橋墩帶來較大影響，根據鐵路部門要求，需要實時監測市心互通臨近的高鐵橋墩位移數據。跨市心互通的高鐵相關橋墩情況如表1 所示。

表1 跨市心互通高鐵相關橋墩情況

4.2 監測點的布設

4.2.1 監測點布置和數量

監測數量及相應編號如表2 所示，需要監測的高鐵橋墩見圖2 所示，根據橋梁監測位置要求，對高鐵橋墩監測點進行布設。

表2 監測數量及相應編號

4.3 高鐵橋墩在市心互通工程施工及運營后的相關變形比較（見表 3、表4）

以上數據比較可以看出，計算變形與實際檢測數據基本吻合，均控制在鐵路部門要求的1mm 內，能較好保證高鐵安全運行，對工程施工和安全控制有較好指導作用。

5 小結

按結構常規最不利截面或設計荷載組合最不利截面，確定結構物變形監測位置，通過GNSS 衛星實時監測變形的試驗，監測精度超過了常規檢測，為下一步研究GNSS 衛星高精度動靜態變形監測積累了數據。

圖2 監測點布設