陳文

【摘 要】智能全站儀在現(xiàn)代測(cè)量工作中發(fā)揮著積極作用，能夠有效支持大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)的穩(wěn)步實(shí)施。文章從分析智能全站儀在大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)中的重要性入手介紹徠卡T60智能全站儀，并從靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)兩個(gè)方面，闡明了荷載試驗(yàn)中對(duì)智能全站儀的應(yīng)用情況，列舉某工程實(shí)例闡述智能全站儀的應(yīng)用效果，為大跨徑橋梁實(shí)施荷載試驗(yàn)工作提供了借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】智能全站儀;大跨徑橋梁;荷載試驗(yàn)

0 前言

現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展中，交通事業(yè)取得良好的發(fā)展成果，橋梁是公路建設(shè)中的重要組成部分，承擔(dān)著重要的交通連接紐帶的責(zé)任。當(dāng)前，車輛超載現(xiàn)象越來(lái)越多，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到公路橋梁的安全性。為保障橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，需要開(kāi)展荷載試驗(yàn)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)好橋梁結(jié)構(gòu)指定位置的變形、撓度及應(yīng)變分布情況。在靜載和動(dòng)載試驗(yàn)基礎(chǔ)上，可以獲取到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，科學(xué)合理地評(píng)定橋梁的結(jié)構(gòu)性能，準(zhǔn)確判斷橋梁承載等級(jí)，支持后續(xù)橋梁養(yǎng)護(hù)、維護(hù)和加固作業(yè)。將智能全站儀應(yīng)用在大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)工作中，能取得良好的應(yīng)用效果。

1 智能全站儀在大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)中的重要性

橋梁工程是現(xiàn)代交通事業(yè)發(fā)展中的重要內(nèi)容，能保障交通安全和暢通出行，為人們提供良好的出行條件?，F(xiàn)階段的道路交通工程建設(shè)已經(jīng)逐漸延伸到山區(qū)，面對(duì)惡劣的地質(zhì)地理環(huán)境，經(jīng)常采用大跨徑橋梁工程建設(shè)形式。大跨徑橋梁工程施工過(guò)程中涉及較多內(nèi)容，需要切實(shí)開(kāi)展荷載試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁工程項(xiàng)目中存在的缺陷，從而采用科學(xué)合理的措施加以處理。橋梁的撓度能夠直接反映橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況，橋梁荷載試驗(yàn)中，橋梁撓度是重要的控制指標(biāo)。需要注意的是，荷載試驗(yàn)需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，而測(cè)量橋梁撓度則需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，因此這會(huì)影響到工程項(xiàng)目的實(shí)際施工效果。要想切實(shí)保證大跨徑橋梁工程測(cè)量的精度，需要選擇科學(xué)合理的撓度測(cè)量方法，保證測(cè)量環(huán)節(jié)的快捷性和穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，經(jīng)常使用到的測(cè)量方法包括靜力水準(zhǔn)方法、儀表測(cè)量方法及精密水準(zhǔn)法。高精度、方便快捷的測(cè)試儀器，是保證大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)準(zhǔn)確性的重要前提，而智能全站儀則滿足這一條件。

以徠卡T60智能全站儀作為大跨徑橋梁工程荷載試驗(yàn)中的儀器設(shè)備，可以有效降低精度誤差，達(dá)到±0.1 mm。2015年，瑞士徠卡公司推出徠卡T60智能全站儀，這是機(jī)器人全站儀，具備超高精度、智能性特征，測(cè)角精度可以達(dá)到0.5 s。全站儀使用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式，以電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的壓電陶瓷金屬作為動(dòng)力基礎(chǔ)，使測(cè)量工作效率顯著提升且具有良好的環(huán)保性、節(jié)能性。并且，徠卡T60智能全站儀具備可供二次開(kāi)發(fā)的接口和高速LOCK鎖定跟蹤棱鏡功能、ATR自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別棱鏡功能。徠卡T60智能全站儀能夠針對(duì)大跨徑橋梁開(kāi)展靜載試驗(yàn)，也就是在不同荷載下跨度點(diǎn)撓度、位移變形量和支撐點(diǎn)沉降情況，能夠自動(dòng)鎖定移動(dòng)的目標(biāo)開(kāi)展實(shí)時(shí)跟蹤，獲取到橋梁動(dòng)載試驗(yàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，包含測(cè)量跨度點(diǎn)的振動(dòng)變形量、動(dòng)撓度及變形趨勢(shì)等。

2 大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)中對(duì)智能全站儀的應(yīng)用

智能全站儀對(duì)大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)工作的順利開(kāi)展具有積極意義，能夠有效監(jiān)測(cè)橋梁建設(shè)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)與信息。工作人員對(duì)智能全站儀監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能及時(shí)總結(jié)橋梁建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，能夠快速發(fā)現(xiàn)橋梁建設(shè)參數(shù)的不足，并及時(shí)改進(jìn)和優(yōu)化建設(shè)方案，提升大跨徑橋梁的總體建設(shè)水平。

2.1 靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)開(kāi)展中，需要做到以下幾個(gè)方面。

（1）從事先制定好的荷載試驗(yàn)方案出發(fā)，合理地分布棱鏡位置，使其合理布設(shè)在大跨徑橋梁的位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和跨徑點(diǎn)，包含等分跨徑截面、墩臺(tái)、塔頂及1/4跨徑、1/2跨徑和3/4跨徑等。

（2）為保證智能全站儀順利地完成靜載試驗(yàn)活動(dòng)，需要綜合考察大跨徑橋梁的各個(gè)方位，將智能全站儀架設(shè)到一個(gè)穩(wěn)定的地方，促使全站儀可以與各個(gè)棱鏡之間達(dá)到通視的效果。

（3）靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，需要準(zhǔn)備好工作電源、必要的照明設(shè)備、PC電腦、各小組間的聯(lián)絡(luò)設(shè)備等，使得智能全站儀和PC機(jī)相聯(lián)合，及時(shí)啟動(dòng)ZZBridge橋梁荷載試驗(yàn)軟件，這對(duì)于保證靜載試驗(yàn)效果具有積極意義，同時(shí)要準(zhǔn)確設(shè)置好設(shè)站定向、循環(huán)測(cè)量時(shí)間、報(bào)警限差、學(xué)習(xí)值測(cè)量及測(cè)量間隔等，并及時(shí)錄入相關(guān)工況信息，做好監(jiān)測(cè)之前的準(zhǔn)備工作。

（4）實(shí)際靜載試驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行中，需要點(diǎn)擊ZZBridge橋梁荷載試驗(yàn)軟件中的“開(kāi)始”按鈕，按照目標(biāo)棱鏡的順序，依次對(duì)準(zhǔn)全站儀ATR，確保棱鏡中心能夠精確規(guī)準(zhǔn)，需要對(duì)三維坐標(biāo)值進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。結(jié)合大跨徑橋梁現(xiàn)場(chǎng)的施工，不論是加載還是卸載之前，都需要通過(guò)自動(dòng)循環(huán)的方式采集初始數(shù)據(jù)值，而完成加載或者是卸載之后，同樣要收集相關(guān)數(shù)據(jù)，針對(duì)各個(gè)點(diǎn)的位移變化量和撓度變化量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。在整個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)，當(dāng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量個(gè)別檢測(cè)點(diǎn)或者測(cè)量超出限差，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示信號(hào)，然后通過(guò)顏色、短信、聲音或電子郵件的方式，提醒檢測(cè)人員注意，按照實(shí)際需求完成自動(dòng)補(bǔ)測(cè)活動(dòng)。

（5）經(jīng)過(guò)靜載試驗(yàn)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，要能夠與預(yù)判的變形值進(jìn)行對(duì)比，開(kāi)展全方位的數(shù)據(jù)分析活動(dòng)，得到準(zhǔn)確且全面的檢測(cè)評(píng)估和結(jié)論。

2.2 動(dòng)載試驗(yàn)

動(dòng)載試驗(yàn)是通過(guò)全站儀試驗(yàn)大跨徑橋梁荷載情況的重要環(huán)節(jié)，其中積極使用徠卡T60智能全站儀實(shí)施跟蹤測(cè)量工作能夠起到良好的效果。徠卡T60智能全站儀連續(xù)實(shí)施的測(cè)距間隔會(huì)保持在0.15 s之內(nèi)，而在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下，徑向最大速度能夠保持在5 m/s，對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量的相對(duì)精度來(lái)說(shuō)，能夠達(dá)到±2.5 mm的效果。

（1）開(kāi)展動(dòng)載實(shí)驗(yàn)之前，需要判斷大跨徑橋梁是否與徠卡T60智能全站儀的應(yīng)用條件相符，只有在確保全站儀適應(yīng)橋梁荷載設(shè)計(jì)條件的前提下，才能夠?qū)⒗迷搩x器完成動(dòng)載試驗(yàn)。

（2）動(dòng)載試驗(yàn)要注重準(zhǔn)備工作，這部分的準(zhǔn)備工作與靜載試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作相同。一臺(tái)全站儀只能夠針對(duì)一個(gè)棱鏡實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤，因此開(kāi)展動(dòng)載試驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中，要在全面分析檢測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇最具有代表性的位置點(diǎn)，這樣能夠測(cè)量到最大撓度、位移變化量數(shù)據(jù)，還可以分多次針對(duì)不同檢測(cè)點(diǎn)的棱鏡進(jìn)行測(cè)量。如果施工方擁有較好的監(jiān)測(cè)條件，可以配備多臺(tái)全站儀、棱鏡，達(dá)到同時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的目的。

（3）在動(dòng)載試驗(yàn)中，檢測(cè)點(diǎn)的變化軌跡、振動(dòng)趨勢(shì)、變化量及峰值都可以實(shí)時(shí)顯示，可以作為振動(dòng)曲線繪制的基礎(chǔ)。在完成測(cè)量工作后，可以從整體層面瀏覽關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果的圖形，還能夠結(jié)合需求采用局部縮小或者放大的方式進(jìn)行觀察，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的轉(zhuǎn)化，使其輸出成圖片、EXCEL、TXT、PDF等格式，便于數(shù)據(jù)結(jié)果的保留，支持進(jìn)一步分析處理工作。

3 大跨徑橋梁工程實(shí)例

某大橋?qū)儆陬A(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑較大，具體組合形式為126 m+240 m+126 m，為準(zhǔn)確測(cè)量出橋梁承載力，積極開(kāi)展荷載試驗(yàn)，通過(guò)徠卡T60智能全站儀完成主橋撓度測(cè)試。當(dāng)橋梁處在滿載狀態(tài)下，所得到的部分測(cè)量點(diǎn)的彈性撓度值見(jiàn)表1，給橋梁工程建設(shè)工作提供了良好的支持。

4 結(jié)語(yǔ)

大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)中對(duì)于智能全站儀的應(yīng)用，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量工作，精確度高，可以作為準(zhǔn)確判斷橋梁承載力的參考，支持后續(xù)施工建設(shè)活動(dòng)的順利實(shí)施。大跨徑橋梁荷載試驗(yàn)可以結(jié)合橋梁實(shí)際情況，選擇合適的全站儀和檢測(cè)點(diǎn)，推進(jìn)靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)的有效開(kāi)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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