基于静力水准的变形监测在某网架结构中的应用

基于静力水准的变形监测在某网架结构中的应用
作者：杨与东；曹桓铭；






       工程结构物结构变形是建筑检测监测的重要指标之一，传统方式通常采用百分表千分表、经纬仪、水准仪、全站仪等方法进行。这些方法均为人工观测技术，每次检测读数离不开人，大量的重复操作增大了作业者的劳动强度。 同时，期间操作可能引起人为操作误差，影响检测结果的准确性。 随着社会发展，大型复杂结构体的应用日益增多。 加之，人们对结构安全意识的加强，传统单点单次的人工观测手段已不能满足需求，长期无人自动化监测成为趋势。

1、常见变形监测类方法

       工程上常见的变形监测方法主要有倾斜仪、位移传感器、电子水准仪、静力水准仪、测量机器人、 GPS 监测等。

2、静力水准监测原理殑閲嶈

       静力水准仪变形监测系统依据连通管原理的方法，用磁致伸缩位移传感器测量每个测点容器内液面的相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量共布置有 n 个静力水准测点，1#为相对基准点。 初始状态（0）时，各个测点可以测得各自的初始读数 h0i， 即当前各自液面高度下的数据。 同理任意一次测量 j 次时各自测点读数为 hji，i为测点序号。 那么，每一测点相对于自身的变形量为Δhj=hji-h0i

如求相对于 1# 测点的相对变形量，则Hi1=Δhj-Δh1=（hji-h0i）-（hj1-h01）=（hji-hj1）-（h0i-h01）

3、静力水准仪监测应用

       某商业综合体南北长约 538 m， 东西长约 423m，其屋面围护结构为网架结构。该围护结构是由多个相互独立的网架结构组合而成，因此针对围护结构的变形监测以下只对其中一个区域进行描述。

3.1测点布置方法

       该结构变形监测系统由静力水准传感器、采集仪、458 转换模块及工控机组成再通过网络上传云 端， 使得用户可以远程实时观察各个测点实时动态。 测点布置于第一层弦杆的球节点处，共布置 4个测点，以 4A-S-B-1 号测点相对基准点。

       现场采用 AIOT-JL068 高速静力水准仪，其特点为 ：量程大 （1 m）、精度 （0.1 mm）、采样频率高（100 Hz）、稳定性强（液体不外露）。 其广泛应用于大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、桥梁、地铁、地质沉降等垂直位移和倾斜的监测。

2.2试验数据处理分析

       根据第 2 节中的计算公式对数据进行处理，以下是 3 个测点相对于测点 1 的相对变形图。根据测点 2、3、4 相对变形曲线所示，其趋势具有一致性，也间接证明监测数据的准确性。 从数据时程曲线可以看出，各自测点幅值波动较大均在同一时刻，随后又有回复减小。

3、总结

       静力水准因其量程、自动化性能、采样频率等因素得到广泛运用，在本项目中成功运用也得到体现。 从数据时程曲线也可以看出，针对结构变形因还加入环境量的监测，如温度、风环境、振动等。

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