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摘 要：文章主要结合已开通运营的某大桥的变形监测实践，介绍大跨度斜拉桥工程变形监测的内容、变形监测的方案和资料分析，以此提高测量的速度以及测量结果的精度。
关键词：大跨度斜拉桥；工程变形监测；研究
20世纪90年代初期以来，大型斜拉桥在我国迅速发展起来，它具有跨度大、塔柱高，斜拉段柔性的特点，因此为了真正达到桥梁安全监测的目的，我们不仅要建立“桥梁健康系统”，还要研究专用的工程测量仪器、大地测量原理，最主要的是要建立大跨度斜拉桥的监测系统，提高测量的精度，保证桥梁的安全，从而促进大跨度斜拉桥的发展。
一、大跨度桥梁变形观测的内容
根据住建部关于大跨度斜拉桥工程的相关规定，结合其自身大跨度、高塔柱的特征，大跨度斜拉桥工程的变形监测主要包括：桥面线形与挠度观测、高筑塔摆动观测、主梁横向水平位移观测以及桥梁墩台沉陷观测等项目。按照是否中断交通为标准进行划分，以上监测项目可以划分为两种，即动态监测和静态监测。
二、系统布置
（一）桥面线形、桥墩沉陷监测点布置
通常来说，桥墩沉陷监测点都会布置在墩台顶面的桥面上，而桥面线形的监测点则布置在主梁上。对于大跨度斜拉桥来说，由于其斜拉索的锚固着力点与桥面线形监测位置相对应，因此无论是线形监测、桥面水平位移监测，还是桥面侧线监测，其监测点都应该是一个。
（二）塔柱摆动监测点布置
通常情况下，监测人员会在距离横梁顶面1.5m的上塔侧壁上布置塔柱摆动观测点，要求每个柱布置两个塔柱摆动观测点，另外在塔上塔柱的顶部也可以布置塔柱摆动观测点。
（三）水平位移监测基准点布置
按照水平位移监测点观测方法以及基础网的观测方法，结合桥梁的地形地质条件，可以将水平位移监测基准点分为两极布置，即将其设置在岸上稳定的地方，还要通过将钻孔桩埋深，从而便于标志基础网的具体位置。与此同时，监测人员通过桥墩水平位移监测点，从而实现对桥面观测点水平位移情况的准确监测。
（四）垂直位移监测基准网布置
通常情况下，在实际的监测过程中，垂直位移基准网包括平面基准网点。之所以这样分配，主要是考虑到监测人员在实际的监测过程中关于稳定性的要求。除此之外，这样的监测方式对于监测人员来说也更方便。增加一些深埋水准点。深埋水准点的增加，能够使大桥的垂直位移监测结果更为准确。与此同时，为了使两岸的高程系统能够统一，还要在两岸的基准点之间布置过江水准线路。
三、变形观测方法和成果精度
（一）GPS定位系统测量平面基准网
基准网的边长误差应控制在±5mm的范围之内，而且其相对精度应大于等于1/12万，以满足变形观测的技术要求，由于考虑到工作点和基准点不能全部通视，因此确定采用GPS定位系统测量平面基准网，在观测过程中，应将桥面的工作基点观测时段安排在夜间作业，一方面为了不中断交通，另一方面避免车辆通行给仪器和GPS接收机带来一定的干扰，提高观测的精度。
（二）建立高程基准网和沉陷观测
高程基准网和沉陷观测是精密水准测量，能够减小误差，提高测量的精度，因此应按照国家相关的技术规范要求，严格实施高程基准网与桥面沉陷观测，将桥面沉陷点、过江水准线路以及垂直位移基准网点组成多个环线。在观测过程中，桥面沉陷观测采用的是Ni007自动安平水准仪，高程基准网采用的则是当前较为先进的LeicaNA数字式水准仪，同时配合传统的条纹水准尺。这样在实际的监测过程中，条纹水准尺的读数不仅能够减少人工读数的误差，而且能够在一定程度上提高水准测量的精度。除此之外，使用2台全站仪实施高程基准网过江水的测量工作，能够起到更好的效果。
（三）全站仪坐标法
直线型建筑的水平位移一般采用基准线法观测，主要目的是测定垂直于基准方向的偏离值，体现了基准线法原理，因此根据其原理，桥面水平位移的观测采用了坐标法用来测定观测点的横坐标，以发挥出现代全站仪的优点。工作人员统计了和分析了136个观测点，并对Y坐标的精度进行了计算，得出了Y坐标的精度为±0.48mm，高于桥梁检测技术中的精度要求。
（四）智能型全站仪
智能型全站仪是当代最先进的测量仪器，通常智能型全站仪用于测定高塔柱的摆动，在测量过程中，智能全站仪可以实现精确照准目标和自动寻找，计算出三维坐标，并将其自动记录在计算机内或者内置模块，同时也不需要人工照准、读数以及计算，而且在夜间工作时，也不需要进行照明，有效减小误差的影响，降低计算出错的几率，另外，智能型全站仪在观测和记录一个目标点时，最多不超过7秒，观测4回所使用的时间仅为30秒，观测9个点最多不超过5min，因此智能全站仪观测速度非常的快，是人工观测不可替代的。
四、成果整理分析
观测成果的整理分析主要包括以下内容：（1）桥面、桥墩沉陷观测点以及线形变化量和高程。（2）桥面水平位移观测点的横向位移以及Y坐标。（3）每期观测后计算基准点的高程、变化量以及坐标，根据上述的整理和分析内容，绘制了曲线，如下图所示：
图中所表示的是斜拉段上游形点变化曲线，从图中可以看出：变化最为明显的为跨中，下沉量为78mm，并随着两边延伸逐渐减少，在个别地方有上升趋势，主要是受到桥面温度影响。
五、结语
总之，为了保证大跨度斜拉桥工程的安全，就要充分了解这类桥梁的结构，建立了结构内部物理量变化的“桥梁健康系统”，使人能够了解桥梁结构内力的变化，分析出桥梁的变形原因，并合理正确采用工程变形监测的方法，尽量减小误差，提高观测的精度，从而促进大跨度斜拉桥梁工程的发展。
参考文献
[1] 杨小森.大跨度斜拉桥全寿命健康监测几个关键问题研究[D].北京工业大学，2011.
[2] 范哲，冯新，周晶.基于分布式应变监测的大跨度斜拉桥结构损伤探测[J].防灾减灾工程学报，2014（01）.
[3] 索向鲁.铁路货运北环线甬江特大桥合龙 为世界最大跨度的铁路混合梁斜拉桥工程[J]. 宁波通讯，2014（16）.
[4] 赵秀娟.世界最大跨度公铁两用斜拉桥工程开工建设[N].中华建筑报，2010-05-18（003）.
[5] 魏学勇，欧阳祖熙，周昊，李捷，韩文心.三峡工程万州库区高切坡地质灾害变形监测[J]. 地壳构造与地壳应力文集[C].2010.
关键词：大跨度斜拉桥；工程变形监测；研究
20世纪90年代初期以来，大型斜拉桥在我国迅速发展起来，它具有跨度大、塔柱高，斜拉段柔性的特点，因此为了真正达到桥梁安全监测的目的，我们不仅要建立“桥梁健康系统”，还要研究专用的工程测量仪器、大地测量原理，最主要的是要建立大跨度斜拉桥的监测系统，提高测量的精度，保证桥梁的安全，从而促进大跨度斜拉桥的发展。
一、大跨度桥梁变形观测的内容
根据住建部关于大跨度斜拉桥工程的相关规定，结合其自身大跨度、高塔柱的特征，大跨度斜拉桥工程的变形监测主要包括：桥面线形与挠度观测、高筑塔摆动观测、主梁横向水平位移观测以及桥梁墩台沉陷观测等项目。按照是否中断交通为标准进行划分，以上监测项目可以划分为两种，即动态监测和静态监测。
二、系统布置
（一）桥面线形、桥墩沉陷监测点布置
通常来说，桥墩沉陷监测点都会布置在墩台顶面的桥面上，而桥面线形的监测点则布置在主梁上。对于大跨度斜拉桥来说，由于其斜拉索的锚固着力点与桥面线形监测位置相对应，因此无论是线形监测、桥面水平位移监测，还是桥面侧线监测，其监测点都应该是一个。
（二）塔柱摆动监测点布置
通常情况下，监测人员会在距离横梁顶面1.5m的上塔侧壁上布置塔柱摆动观测点，要求每个柱布置两个塔柱摆动观测点，另外在塔上塔柱的顶部也可以布置塔柱摆动观测点。
（三）水平位移监测基准点布置
按照水平位移监测点观测方法以及基础网的观测方法，结合桥梁的地形地质条件，可以将水平位移监测基准点分为两极布置，即将其设置在岸上稳定的地方，还要通过将钻孔桩埋深，从而便于标志基础网的具体位置。与此同时，监测人员通过桥墩水平位移监测点，从而实现对桥面观测点水平位移情况的准确监测。
（四）垂直位移监测基准网布置
通常情况下，在实际的监测过程中，垂直位移基准网包括平面基准网点。之所以这样分配，主要是考虑到监测人员在实际的监测过程中关于稳定性的要求。除此之外，这样的监测方式对于监测人员来说也更方便。增加一些深埋水准点。深埋水准点的增加，能够使大桥的垂直位移监测结果更为准确。与此同时，为了使两岸的高程系统能够统一，还要在两岸的基准点之间布置过江水准线路。
三、变形观测方法和成果精度
（一）GPS定位系统测量平面基准网
基准网的边长误差应控制在±5mm的范围之内，而且其相对精度应大于等于1/12万，以满足变形观测的技术要求，由于考虑到工作点和基准点不能全部通视，因此确定采用GPS定位系统测量平面基准网，在观测过程中，应将桥面的工作基点观测时段安排在夜间作业，一方面为了不中断交通，另一方面避免车辆通行给仪器和GPS接收机带来一定的干扰，提高观测的精度。
（二）建立高程基准网和沉陷观测
高程基准网和沉陷观测是精密水准测量，能够减小误差，提高测量的精度，因此应按照国家相关的技术规范要求，严格实施高程基准网与桥面沉陷观测，将桥面沉陷点、过江水准线路以及垂直位移基准网点组成多个环线。在观测过程中，桥面沉陷观测采用的是Ni007自动安平水准仪，高程基准网采用的则是当前较为先进的LeicaNA数字式水准仪，同时配合传统的条纹水准尺。这样在实际的监测过程中，条纹水准尺的读数不仅能够减少人工读数的误差，而且能够在一定程度上提高水准测量的精度。除此之外，使用2台全站仪实施高程基准网过江水的测量工作，能够起到更好的效果。
（三）全站仪坐标法
直线型建筑的水平位移一般采用基准线法观测，主要目的是测定垂直于基准方向的偏离值，体现了基准线法原理，因此根据其原理，桥面水平位移的观测采用了坐标法用来测定观测点的横坐标，以发挥出现代全站仪的优点。工作人员统计了和分析了136个观测点，并对Y坐标的精度进行了计算，得出了Y坐标的精度为±0.48mm，高于桥梁检测技术中的精度要求。
（四）智能型全站仪
智能型全站仪是当代最先进的测量仪器，通常智能型全站仪用于测定高塔柱的摆动，在测量过程中，智能全站仪可以实现精确照准目标和自动寻找，计算出三维坐标，并将其自动记录在计算机内或者内置模块，同时也不需要人工照准、读数以及计算，而且在夜间工作时，也不需要进行照明，有效减小误差的影响，降低计算出错的几率，另外，智能型全站仪在观测和记录一个目标点时，最多不超过7秒，观测4回所使用的时间仅为30秒，观测9个点最多不超过5min，因此智能全站仪观测速度非常的快，是人工观测不可替代的。
四、成果整理分析
观测成果的整理分析主要包括以下内容：（1）桥面、桥墩沉陷观测点以及线形变化量和高程。（2）桥面水平位移观测点的横向位移以及Y坐标。（3）每期观测后计算基准点的高程、变化量以及坐标，根据上述的整理和分析内容，绘制了曲线，如下图所示：
图中所表示的是斜拉段上游形点变化曲线，从图中可以看出：变化最为明显的为跨中，下沉量为78mm，并随着两边延伸逐渐减少，在个别地方有上升趋势，主要是受到桥面温度影响。
五、结语
总之，为了保证大跨度斜拉桥工程的安全，就要充分了解这类桥梁的结构，建立了结构内部物理量变化的“桥梁健康系统”，使人能够了解桥梁结构内力的变化，分析出桥梁的变形原因，并合理正确采用工程变形监测的方法，尽量减小误差，提高观测的精度，从而促进大跨度斜拉桥梁工程的发展。
参考文献
[1] 杨小森.大跨度斜拉桥全寿命健康监测几个关键问题研究[D].北京工业大学，2011.
[2] 范哲，冯新，周晶.基于分布式应变监测的大跨度斜拉桥结构损伤探测[J].防灾减灾工程学报，2014（01）.
[3] 索向鲁.铁路货运北环线甬江特大桥合龙 为世界最大跨度的铁路混合梁斜拉桥工程[J]. 宁波通讯，2014（16）.
[4] 赵秀娟.世界最大跨度公铁两用斜拉桥工程开工建设[N].中华建筑报，2010-05-18（003）.
[5] 魏学勇，欧阳祖熙，周昊，李捷，韩文心.三峡工程万州库区高切坡地质灾害变形监测[J]. 地壳构造与地壳应力文集[C].2010.