【正文】 響，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第一章 緒論 2 張石高速公路某連拱隧道為雙向四車道雙連拱隧道，地質(zhì)條件差，地下水豐富，為此，在施工過程中對(duì)隧道變形進(jìn)行了全過程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)施工中去，指導(dǎo)施工，并針對(duì)隧道變形情況提出了相應(yīng)的工程措施，確保工程質(zhì)量和安全。因此，對(duì)大型構(gòu)筑物外部變形和內(nèi)部變形的研究已成為工程安全監(jiān)測(cè)和安全管理工作中極其重要的組成部分 [4]。 關(guān)鍵詞： 安全監(jiān)測(cè)，大型構(gòu)筑物，土壓力計(jì)，靜力水準(zhǔn)儀，全站儀 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 摘要 II Safety monitoring technology in a large engineering structures Abstract: Deformation monitoring is an important measure for huge building to ensure their quality and security, and as an important part in the construction and management system. The new structure, new technique, new material appeared continuously, it puts forward the higher request towards deformation monitoring and control of huge building, not only need to monitor its outer deformation but also need to monitor its inside deformation and stress state. In domestic, there are cases that apply GPS, total station and leveler on the deformation monitoring of huge building. Compare with abroad, the means of the deformation monitoring is backward, the level of automation is low. Therefore, study deeply to apply high accuracy and intelligent advance instruments, solve new technique problem in practice, and set up consummate deformation monitoring system is very important. This paper associates the practice of construction monitoring and control of Baiguishan reservoir sluice station of Pingdingshan, carrying on a research to the key technology problem of deformation monitoring of huge building by applying static water level, earth pressure。在國(guó)內(nèi)已有運(yùn)用 GPS技術(shù)、全站儀、水準(zhǔn)儀等儀器設(shè)備進(jìn)行大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)的案例。 本文結(jié)合平頂山白龜山水庫泄洪閘站監(jiān)測(cè)和控制實(shí)踐，對(duì)靜力水準(zhǔn)儀、土壓力計(jì)等運(yùn)用于大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。雖然人們可以精心設(shè)計(jì)、精心施工，確保工程質(zhì)量和提高工程的安全度，將失事概率減低到最小程度。 1954 年建成的壩高 的法國(guó)馬爾巴塞雙曲拱壩，蓄 水后，左壩肩部分產(chǎn)生了不均勻變形和滑動(dòng)，由于沒有必要的安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，故在管理人員沒有絲毫的覺察下，于 1959 年 12 月 2 口突然潰決，短短 45 分鐘，使下游 8km處的一兵營(yíng)500 名士兵幾乎全部喪生，距壩 l0km的一城鎮(zhèn)變成廢墟，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 6800 多萬美元。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外，在大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)方面的研究和應(yīng)用起步較早，眾多發(fā)達(dá)國(guó)家已將變形監(jiān)測(cè)和控制納入常規(guī)施工管理工作中，監(jiān)測(cè)方法已從人工測(cè)量轉(zhuǎn)向自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并已形成了較完善的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。近景攝影測(cè)量可在瞬間精確記錄下被攝物體的信息及點(diǎn)位關(guān)系；可用于規(guī)則、不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測(cè)；像片上的信息豐富、客觀而又可長(zhǎng)期保存，有利于進(jìn)行變形的對(duì)比分析；監(jiān)測(cè)工作簡(jiǎn)便、快速、安全。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用的元件趨向于穩(wěn)定性好、數(shù)字化的智能弦式數(shù)碼應(yīng)變計(jì)，溫度修 正效果明顯，特別適合長(zhǎng)期觀測(cè)。研究運(yùn)用先進(jìn)儀器設(shè)備進(jìn)行大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、高精度和智能化，解決實(shí)踐中出現(xiàn)的一些新的技術(shù)問題， 依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的監(jiān)測(cè)信息對(duì) 大型構(gòu)筑物 的安全性及時(shí)作出預(yù)報(bào)， 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。其任 務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。如：利用震前地表變形趨勢(shì)作地震預(yù)報(bào)，邊坡微小移動(dòng)可作為滑坡的報(bào)警信號(hào)，大壩和尾礦壩的變 形量可以判斷壩體是否安全穩(wěn)固。變形測(cè)量就是針對(duì)這些問題進(jìn)行研究與測(cè)量的一個(gè)學(xué)科分支，因此變形測(cè)量的內(nèi)容主要有：沉降測(cè)量、位移測(cè)量、 應(yīng)變測(cè)量、傾斜測(cè)量、裂縫測(cè)量和撓度測(cè)量等。 在區(qū)域性變形監(jiān)側(cè)方面， GPS 已成為主要的技術(shù)手段。由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使非地形解析攝影測(cè)量方法有了很大發(fā)展，因此在近景攝影變形測(cè)量中不但可用帶有框標(biāo)與定向設(shè)備的測(cè)量攝影機(jī)，而且可廣泛使用非量測(cè)用普通攝影機(jī)，這就為攝影測(cè)量方法在變形測(cè)量中的應(yīng)用開辟了更廣闊的前景，如數(shù)字化攝影測(cè)量和實(shí)時(shí)攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用。 GPS 技術(shù) GPS 作為一種全新的現(xiàn)代空間定位技術(shù)，已逐漸在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。與此同 時(shí)，在香港，為了增強(qiáng)和改進(jìn)青馬大橋的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)工作，采用 GPS 量度三座懸吊體系橋梁的橋身和橋塔瞬間位移，推算其相應(yīng)的截面中線位移及各相應(yīng)主要構(gòu)件的應(yīng)力狀況，直接改進(jìn)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一般檢測(cè)和評(píng)估工作： ① 報(bào)告大橋整體結(jié)構(gòu)的位移從而反映其工作環(huán)境和荷載的變化； ② 進(jìn)一步分析計(jì)算主要構(gòu)件的實(shí)際內(nèi)力分布，例如主懸索纜、縱向主梁等； ③ 驗(yàn) 證不尋常荷載記錄，例如臺(tái)風(fēng)、地震、超重交通荷載或被車船撞擊事故等； ④ 推算大橋主要構(gòu)件有否損壞或累積性的損壞； ⑤ 推算大橋的承載能力及論證設(shè)計(jì)施工假設(shè)和參數(shù)的有效性； ⑥ 為大橋營(yíng)運(yùn)和維修決策者提供大橋超載的警告信息。在實(shí)際的變形監(jiān)測(cè)中，根據(jù)變形監(jiān)測(cè)的目的、變形體的實(shí)際情 況不同，常常是大地測(cè)量方法、攝影測(cè)量方法、物理學(xué)傳感器方法和 GPS 技術(shù)等測(cè)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第二章 安全監(jiān)測(cè)技術(shù) 9 量技術(shù)共存與互補(bǔ)，利用它們各自優(yōu)勢(shì)，共同完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，全站儀的研發(fā)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，特別是在中央處理單元（ CPU）、內(nèi)置軟件和通迅上，并且出現(xiàn)了高精度智能型全站儀，即所謂的“測(cè)量機(jī)器人”，它能夠自動(dòng)跟蹤測(cè)量目標(biāo)，自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。 全站儀的基本操作與使用方法 ① 水平角測(cè)量 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第三章 安全監(jiān)測(cè)儀器 11 1）按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo) A。 3）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。 6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測(cè)量鍵，全站儀開始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 孔隙水壓力計(jì) 孔隙水壓力計(jì)是指用于測(cè)量構(gòu)筑物內(nèi) 部孔隙水壓力或滲透壓力的傳感器，按儀器類型可以分為差動(dòng)電阻式、振弦式、壓阻式及電阻應(yīng)變片等。主要用于大型建筑物如水電站廠、壩、高層建筑物、核電站、水利樞紐工程巖體等各測(cè)點(diǎn)不均勻沉降的測(cè)量。 安全 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置原則 工程 監(jiān)測(cè)工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，監(jiān)測(cè)工作的成敗與監(jiān)測(cè)方法的選取及測(cè)點(diǎn)的布設(shè)直接相關(guān)。 ④ 考慮分別在地表、土體內(nèi)部及鄰近受影響建筑物與設(shè)施內(nèi)布點(diǎn)以形成具有一定測(cè)點(diǎn)覆蓋率的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。 土層孔隙水壓力變化的測(cè)試 一般用振弦式孔隙壓力計(jì)、電測(cè)式測(cè)壓計(jì)和數(shù)字式鋼弦頻率接收儀進(jìn)行測(cè)試。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔可根據(jù)施工進(jìn)度確定。 泄洪閘站 水利樞紐在工程中采用安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)閘站工程進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)建筑物的沉降、 地基反力墻后地下水位等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過應(yīng)用軟件進(jìn)行資料整編分析，及時(shí)掌握和預(yù)測(cè)工程參數(shù)的變化，提高了工程安全監(jiān)測(cè)的科學(xué)性 [12]。 ③ 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 在泵站兩側(cè)邊墩的角點(diǎn)上布置了 4 臺(tái)靜力水準(zhǔn)儀，節(jié)制閘兩側(cè)邊墩各設(shè)置 1臺(tái)靜力水準(zhǔn)儀，泵站的檢修間旁設(shè)置 1 臺(tái)靜力水準(zhǔn)儀作為水準(zhǔn)工作基點(diǎn)。 土壓力計(jì)選用 YUB 型差動(dòng)電阻式土壓力計(jì)，滲壓計(jì)選用 SZ2 型差阻式滲壓計(jì)，靜力水準(zhǔn)儀選用 RJ 型電容式靜力水準(zhǔn)儀。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見圖 。數(shù)據(jù)采集具有多種測(cè)量方式，可以單檢、巡測(cè)、選測(cè)（應(yīng)答式）及定時(shí)測(cè)（自報(bào)式），測(cè)量的數(shù)據(jù)保存在 DAU 內(nèi)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過取定測(cè)值或保存選測(cè)值等功能，將 DAU 中的電測(cè)值計(jì)算成物理量并自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算入庫保存。具有數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、在線快速評(píng)估、越限報(bào)警等功能。用戶可以從在線或歷史數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)輸出到 Excel電子表格中。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè) 論文 結(jié)論 21 結(jié) 論 經(jīng)過兩個(gè)多月的忙碌，畢業(yè)論文終于完成了。閘站工程的安全監(jiān)測(cè)與大壩監(jiān)測(cè)相比，重要性較低，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較少。更重要的是，我們要在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，形成適合我國(guó)國(guó)情的安全理論與技術(shù)。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 致謝 23 參考文獻(xiàn) [1] Maeda K, Otsuka A, Takano H. 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