ARM CPU在桥梁挠度监测系统中的应用

ARM CPU在桥梁挠度监测系统中的应用

摘要：基于ARMARM CPU LPC2132的光电液位挠度传感器的硬件构成、原理及性能分析。以山西高速公路小沟特大桥的安全监测监测系统为实例，具体介绍本传感器的使用情况。关键词： ARM, 桥梁监测, 挠度,传感器

1 光电挠度监测系统简介桥梁是投资巨大、使用期漫长的大型民用基础设施，因此其使用的安全性非常重要。在其服役过程中，由于荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素对设施的长期影响，桥梁结构将不可避免地产生自然老化、损伤积累,甚至导致突发事故。近年来，不断发生的桥梁倒塌等事故对人们的生命财产安全造成了严重的损害。因此，对桥梁等大型民用基础设施的运行状况进行安全监测非常必要。由于桥梁尺寸大、约束点较多、结构变形复杂，因此，要对桥梁的健康状况进行全面评估，需要从不同的侧面（例如：振动、挠度、应变等方面）了解桥梁的状态。在表征桥梁健康状况的诸多参数中，挠度（载重时桥梁在垂直方向产生的位移）是一个必不可少的指标。目前，尽管已有用来测量桥梁挠度桥梁挠度的系统，但能完全实现远程、实时、自动在线监测的此类设备还不多见。本文介绍的光电液位挠度监测系统，具有成本低、自动性能好、精度高、非接触、能连续在线监测等优点，且已成功地在山西小沟高速公路特大桥上得到成功应用。光电液位挠度监测系统示意图，液体箱位于桥墩处，每一个液体箱通过若干液体管道可连接若干个挠度传感器。传感器的分布位置根据需要测量的部位而定。多个传感器通过RS-485总线串联起来连接到高速数据采集设备（以下简称高速数采）。一个高速数采可以连接多个这样的485总线网络[1]，当然也可拥有多个高速数采（如果需测的点数多）。多个高速数采可连接到一个以太网设备上，由以太网设备通过光纤等外部线路将数据传送到监控中心进行显示和分析。

挠度传感器是本监测系统的核心部分，其主要任务是对上位机发来的命令进行解释和执行，根据不同的命令执行不同的操作。传感器是由液体位移传导部分、光学液面位移识别部分、数据处理部分三部分构成。根据连通管的原理，即连通器里如果只装有一种液体，在液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。将液体箱置于桥墩处，当桥梁有挠度变化时桥墩处保持静态不动，而此时传感器内部的液体位移传导部分就会产生位移变化即挠度变形值，光学液面识别部分将测得的位移变化信号量传给数据处理部分，由数据处理部分对接收到的信号进行滤波、A/D转换等一系列操作，将最终得到的数字信号量通过RS-485总线送到以太网设备，然后由以太网设备将收到的数据帧转化为TCP/IP数据报，通过光纤等外部网络传送给监控中心。2 LPC2132在本系统中的应用LPC2132 CPU是Philips公司推出的基于ARM7TDMI-S核的精简指令系统的32位高速处理器。它的工作电压为3.3V，内核ARM7TDMI-S 的工作电压仅为2.5V，大大降低了芯片的功耗。LPC2132具有如下特点：(1)16K片内静态RAM和64KB片内Flash程序存储器提供了本系统中程序所需要的空间，128位宽度接口/加速器实现高达60MHz的操作频率。(2)片内Boot装载程序实现在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）。Flash编程时间：1ms可编程256字节，扇区擦除或正片擦除只需400ms。

(3)EmbeddedICE-RT和嵌入式跟踪接口可实时调试（利用片内RealMonitor软件）和高速跟踪执行代码。方便程序的调试。(4)1个8路10位A/D转换器包含16个模拟输入，每个通道的转换时间低于2.44μs。这样就可以将CCD（一种光电元件）产生的模拟信号直接送入CPU中，而不需要额外的模数转换电路并简化了软件编程。(5)2个32位定时器/计数器(带4路捕获和4路比较通道)满足了系统对CCD控制信号输入的需求，PWM单元（6路输出）可以直接产生CCD所需的脉冲信号。(6)多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口（400kbps）及SPI和SSP串行接口，满足了与外界实时通讯的需求。(7)

多达47个(可承受5V电压)的通用I/O口和9个边沿或电平触发的外部中断引脚，可用于RS-485命令接收报告、CCD状态、指示灯控制等。(8)通过片内PLL可实现最大为60MHz 的CPU操作频率，PLL稳定时间为100μs。(9)单电源供电，含上电复位(POR)和掉电检测(POR)电路，支持空闲和掉电2个低功耗模式，通过外部中断可将处理器从掉电模式中唤醒，根据需要设置不同的工作方式可降低系统功耗[2]。用LPC2132实现挠度传感器功能的硬件连接。

2.1 LPC2132与CCD的连接CCD(Charge Couple Device)由一系列相邻的MOS(金属氧化物半导体)存储单元构成。其工作原理是：光敏元在受到外界光照射时可以产生电荷，此电荷被存储在MOS存储单元中，而产生电荷的多少与光的强度和照射时间成正比。在一定时序的外加电压驱动下，CCD中存储的电荷可以一个接一个地顺序移出，这样，CCD的输出端就产生了与存储电荷成正比的输出电压。CCD主要用于图像的记录、存储等方面。本系统中CCD 属于光学液面位移识别部分，其主要作用是识别液体位移传导部分中的液体位移的变化量。因此在介绍LPC2132与CCD的连接之前，先介绍一下光学液面位移识别部分的工作原理和构成，的透明管通过液体管道与桥墩处的液体箱连接，它们共同构成液体位移传导部分。在实际应用中透明管总是与水平面保持垂直。当发生挠度变化时桥梁带动传感器一起做竖向位移运动，这样位于传感器内部的透明管就与其中的液体产生了相对运动，感觉上就好象是液体在透明管中上下运动。光学液面位移识别部分主要由透明管、光源、透镜及CCD组成。透明管中的液体为不透明状，由若干个LED组成的线光源发出的均匀光将透明管的背景照亮。由于光在不同介质中的折射率不同，使得通过透镜后玻璃管的成像在CCD的中间部分形成一条暗带，上下边缘部分的透射光相对较强，形成亮带，中间暗带的宽度为玻璃管内液柱在CCD 上的成像，通过像的大小来获取液面的高低，从而达到识别液位的目的。本系统中CCD 采用的是日本TOSHIBA公司生产的线阵CCD产品TCD1208AP。它具有2160个像元，像元尺寸及间距为14μm×14μm，灵敏度高，暗电流低，工作电压为单一的5V，为二相输出的线阵CCD器件，是早期TCD142D的改进型，价格低廉，灵敏度高，应用广泛。采用ARM 系列微处理机可极大地简化其驱动电路，增强其工作稳定性。TCD1208AP采用二相驱动脉冲工作，时序脉冲驱动电路提供四路工作脉冲：光积分脉冲SH，电荷转移脉冲F11、F12，输出复位脉冲RS 。具体实现时，用一路PWM做RS，对RS处理后通过74HC74进行两分频，产生F11、F12。通过定时器控制通用I/O口产生SH信号。驱动脉冲的电平采用74HC04加上拉电阻控制。由于线阵CCD的典型复位脉冲是1 MHz，对单片机的速度有一个最低要求，所以要实现这种驱动方法必须使用指令周期小于1μs的单片机。ARM单片机的时钟高达60MHz，完全能满足要求。从CCD得到的模拟信号可直接送入LPC2132内部的A/D转换器进行处理。2.2 LPC2132与SN65HVD3082的连接因为在系统中需要对几十个点进行挠度检测，且每套挠度传感器只是整个系统的一个基本单元。它既需要外部输入一些必要的信息，同时，也需要向外部输出自身的运行参数和状态。为了满足设备控制的要求，采用了网络控制技术，即将众多设备有机地连成一体，以保证整个系统安全可靠地运行。系统采用RS-485总线方式组成整个传感器网络，可以实现系统的多机通讯。由于485总线是异步半双工的通信总线，即在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询通信。总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其他的分机，本系统中的高速数据采集设备充当了主机的角色。系统中的RS-485驱动器采用TI公司的485驱动芯片SN65HVD3082。该芯片体积小，功耗极低，在1/8负载下可以同时驱动多达256个相同接口的设备，驱动速率可以达到200kbps。在应用工程系统的现场施工中，由于通信载体一般是双绞线，它的特性阻抗为120Ω左右，所以在线路设计时，RS-485网络传输线的始端和末端应各接1只120Ω的匹配电阻，以减少线路上传输信号的反射[3]。原因是导线和地

之间也存在分布电容，虽然很小，但在分析时也不能忽视。2.3 LPC2132与其他部分的连接与LPC2132连接的其他部分还有系统时钟电路、复位电路和JTAG接口电路等。这几部分比较简单。 LPC2100系列ARM7微控制器可使用外部晶振或外部时钟源，内部PLL电路可调整系统时钟，使系统运行速度更快（CPU最大操作时钟为60MHz）。倘若不使用片内PLL功能及ISP 下载功能，则外部晶振频率范围为1MHz～30MHz，外部时钟频率范围为1MHz～50MHz；若使用了片内PLL功能或ISP下载功能，则外部晶振频率范围为10MHz～25MHz，外部时钟频率范围为10MHz～25MHz。这套系统使用了外部11.0592MHz晶振，这样可以使串口的波特率更精确，同时也能够支持LPC2132微控制器芯片内部PLL功能及ISP功能。由于ARM芯片具有高速、低功耗、低工作电压等特点，致使其噪声容限低，因此对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性、电源监控可靠性等诸多方面提出了更高的要求。本系统的复位电路使用了CAT809T电源监控芯片，复位延时可达250ms，RESET产生的复位脉冲完全满足时序的需要。另外系统还预留了JTAG接口电路，以方便调试和下载程序。3 传感器软件部分设计系统软件开发工具采用ADS集成开发环境。此开发工具是ARM公司推出的ARM核处理器集成开发工具，英文全称为ARM Developer Suite，成熟版本为ADS1.2。ADS1.2支持ARM10之前的所有ARM系列处理器，支持软件调试及JTAG硬件仿真调试，支持汇编、C、C++源程序，具有编译效率高、系统库功能强等特点。程序流程。

4 系统性能分析及试验数据4.1 系统测挠精度传感系统的电路均为数字电路，所传递的均是数值，CCD传感器在空间上是数字化的，所以系统的精度由光学成像部分决定。目前系统的光学分辨率为0.098mm，优于0.1mm，足够测试桥梁挠度变形。4.2 传感系统频响特性静态响应特性。当液体管中的液面静止时，静止的液面会使传感器输出固定值，即传感器具有零频响应的特性。大量的实验和现场测试都证明了传感器确实具有零频直流响应，因此，利用传感器的这个特性可以监测桥梁的静态变形。动态响应特性。传感器动态特性试验方法为用振动台带动液体箱做垂直周期振动，水箱的位移通过50m管道传递给位置固定的液位传感器，在上位机的软件中读取传感器的输出数据，在不同频率下得到的数据如表1所示。

由表1可以求得系统的精度在9.5/101～9.5/110之间，分辨率在0.1mm以内，达到了桥梁挠度值的监测标准。5 应用实例光电式液位挠度传感器在山西新原高速小沟特大桥上已经成功地连续运行了将近一年，证明系统具有相当的稳定性、可靠性。图5为从监控中心中的上位机软件LabView[4]中截取的桥上过车时的桥梁挠度波形图。图中曲线弯曲度代表了车辆通过时桥梁的挠度，将这些数据实时保存下来就可以得到桥梁长期的挠度变化情况。对这些数据进行定期分析就可了解现阶段桥梁的健康状况。

本文的特点是：将连通管的原理应用在挠度传感器中，并利用了ARM CPU的高性能特点，使系统具有自动性能好、精度高、非接触、能连续在线监测等优点。桥梁的光电液位挠度监测系统是比较大的系统。本文只涉及其核心部分(而且是硬件部分，软件部分的工作量也比较大)。以ARM7TDMI-S为内核的LPC2132能够在ADS1.2的调试平台上用标准C语言或C++语言进行编程调试、软件仿真，大大缩短了软件的开发周期。

水准仪及水准测量

第二章 水准仪及水准测量 测定地面点高程的工作，称为高程测量(height measurement)。高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可以分为水准测量(leveling)、三角高程测量(trigonometric leveling)、GPS 高程测量(GPS leveling)和气压高程测量(air pressure leveling)。水准测量是目前精度较高的一种高程测量方法。 第一节 水准测量原理与方法 一、水准测量原理 利用水准仪(level)提供的水平视线(horizontal sight)，读取竖立于两个点上的水准尺(leveling staff)上的读数，来测定点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程。 在A 、B 两点上各立一根尺子（水准尺），在A 、B 之间安置一架可以得到水平袖线的仪器（水准仪），由水平视线在尺子上读数，分别为a 、b ，则两点的高差hAB=a-b 。这其中的关键是水准仪能够给出水平视线。 a ——后视读数； b ——前视读数 注意： 1．高差hAB 本身可正可负，当a 大于b 时hAB 为正，此时B 点高于A 点；当a 小于b 时hAB 为负，即B 点低于A 点。 2．高差hAB 的书写其下标的次序是固定的，不能随意变换，hAB 表示从A 到B 的高差；hBA 则表示从B 到A 的高差。 二、水准测量方法 转点：如果A 、B 两点相距较远或高差太大，可在A 、B 两点之间增设若干传递高程的临时水准点，称其为转折点（Turning Point ） 转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫） 测站：每安置一次仪器，称为一个测站 b a h h b a h b a h b a h AB n n n ∑-∑=∑=-=-=-= 2 22111

桥梁工程变形监测方案

桥梁工程变形监测方案 一、概述 大型桥梁，如斜拉桥、悬索桥自20世纪90年代初期以来在我国如雨后春笋般的发展。这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高,主跨段具有柔性特性。在这类桥梁的施工测量中,人们已针对动态施工测量作了一些研究并取得了一些经验。在竣工通车运营期间,如何针对它们的柔性结构与动态特性进行监测也是人们十分关心的另一问题。尽管目前有些桥梁已建立了了解结构内部物理量的变化的“桥梁健康系统”,它对于了解桥梁结构内力的变化、分析变形原因无疑有着十分重要的作用。然而,要真正达到桥梁安全监测之目的,了解桥梁的变化情况,还必须及时测定它们几何量的变化及大小。因此,在建立“桥梁健康系统”的同时,研究采用大地测量原理和各种专用的工程测量仪器和方法建立大跨度桥梁的监测系统也是十分必要的。 二、变形监测内容 根据我国最新颁发的“公路技术养护规范”中的有关规定和要求,以及大跨度桥梁塔柱高、跨度大和主跨梁段为柔性梁的特点,桥梁工程变形监观测的主要内容包括: 1) 桥梁墩台沉陷观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测； 2) 为了进行上述各项目的测量,还必须建立相应的水平位移基准网与沉陷基准网观测。 三、系统布置 1）桥墩沉陷与桥面线形观测点的布置 桥墩(台)沉陷观测点一般布置在与墩(台)顶面对应的桥面上；桥面线形与挠度观测点布置在主梁上。对于大跨度的斜拉段,线形观测点还与斜拉索锚固着力点位置对应；桥面水平位移观测点与桥轴线一侧的桥面沉陷和线形观测点共点。 2）塔柱摆动观测点布置 塔柱摆动观测点布置在主塔上塔柱的顶部、上横梁顶面以上约1.5ｍ的上塔柱侧壁上,每柱设2点。 3）水平位移监测基准点布置 水平位移观测基准网应结合桥梁两岸地形地质条件和其他建筑物分布、水平位移观测点的布置

桥梁工程变形监测方案

桥梁工程变形监测方案内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

桥梁工程变形监测方案 一、概述 大型桥梁，如斜拉桥、悬索桥自20世纪90年代初期以来在我国如雨后春笋般的发展。这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高,主跨段具有柔性特性。在这类桥梁的施工测量中,人们已针对动态施工测量作了一些研究并取得了一些经验。在竣工通车运营期间,如何针对它们的柔性结构与动态特性进行监测也是人们十分关心的另一问题。尽管目前有些桥梁已建立了了解结构内部物理量的变化的“桥梁健康系统”,它对于了解桥梁结构内力的变化、分析变形原因无疑有着十分重要的作用。然而,要真正达到桥梁安全监测之目的,了解桥梁的变化情况,还必须及时测定它们几何量的变化及大小。因此,在建立“桥梁健康系统”的同时,研究采用大地测量原理和各种专用的工程测量仪器和方法建立大跨度桥梁的监测系统也是十分必要的。 二、变形监测内容 根据我国最新颁发的“公路技术养护规范”中的有关规定和要求,以及大跨度桥梁塔柱高、跨度大和主跨梁段为柔性梁的特点,桥梁工程变形监观测的主要内容包括: 1) 桥梁墩台沉陷观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测； 2) 为了进行上述各项目的测量,还必须建立相应的水平位移基准网与沉陷基准网观测。 三、系统布置 1）桥墩沉陷与桥面线形观测点的布置

桥墩(台)沉陷观测点一般布置在与墩(台)顶面对应的桥面上；桥面线形与挠度观测点布置在主梁上。对于大跨度的斜拉段,线形观测点还与斜拉索锚固着力点位置对应；桥面水平位移观测点与桥轴线一侧的桥面沉陷和线形观测点共点。 2）塔柱摆动观测点布置 塔柱摆动观测点布置在主塔上塔柱的顶部、上横梁顶面以上约ｍ的上塔柱侧壁上,每柱设2点。 3）水平位移监测基准点布置 水平位移观测基准网应结合桥梁两岸地形地质条件和其他建筑物分布、水平位移观测点的布置与观测方法,以及基准网的观测方法等因素确定,一般分两级布设,基准网布设在岸上稳定的地方并埋设深埋钻孔桩标志；在桥面用桥墩水平位移观测点作为工作基点,用它们测定桥面观测点的水平位移。 4）垂直位移监测基准网布置 为了便于观测和使用方便,一般将岸上的平面基准网点纳入垂直位移基准网中,同时还应在较稳定的地方增加深埋水准点作为水准基点,它们是大桥垂直位移监测的基准；为统一两岸的高程系统,在两岸的基准点之间应布置了一条过江水准线路。 四、方法与成果精度 1）GPS定位系统测量平面基准网 为了满足变形观测的技术要求,考虑到基准网边长相差悬殊,对基准网边长相对精度应达到不低于1/120000和边长误差小于±5mm的双控精度指标；由于工作基点多位于大桥桥面,它们与基准点之间难以全部通视,可采用GPS定位系统施测。为了在观测期间不中断交通,且避开车辆通行引起仪器的抖动和干扰GPS接收机的信号接收,对设置在桥面工作基点的观测时段应安排在夜间作业,尽可能使其

测量学试题及答案水准测量完整版

测量学试题及答案水准 测量 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

第二章水准测量 一、名词解释 视准轴水准管轴 圆水准轴 水准管分划值?高差闭合差水准路线 二、填空题 1．高程测量按使用的仪器和测量方法的不同，一般分为、、、；2．水准测量是借助于水准仪提供的。 3．DS3型水准仪上的水准器分为和两种， 可使水准仪概略水平，可使水准仪的视准轴精确水平。 4．水准尺是用干燥优质木材或玻璃钢制成， 按其构造可分为、、三种。 5．水准点按其保存的时间长短分为和两种。 6．水准路线一般分为路线、路线、路线。 7．水准测量中的校核有校核、校核和校核三种。 8．测站校核的常用方法有和两种。

9．水准仪的轴线有、、、； 各轴线之间应满足的关系、、。 10．自动安平水准仪粗平后，借助于仪器内部的达到管水准器的精平状态。 11．精密光学水准仪和普通水准仪的主要区别是在精密光学水准仪上装有。 12．水准测量误差来源于、、三个方面。 13．水准仪是由、和 三部分组成。 三、单项选择题 （）1．有一水准路线如下图所示，其路线形式为 路线。 A闭合水准B附合水准 C支水准D水准网

（）2．双面水准尺同一位置红、黑面读数之差的理论值为 mm。 A0B100C4687或4787D不确定 （）3．用DS3型水准仪进行水准测量时的操作程序为：。 A粗平瞄准精平读数B粗平精平瞄准读数 C精平粗平瞄准读数D瞄准粗平精平读数 （）3．当A点到B点的高差值为正时，则A点的高程比B点的高程。A高B低C相等D不确定 （）4．水准仪的视准轴与水准管轴的正确关系为 A垂直B平行C相交D任意 （）5．水准管的曲率半径越大，其分划值，水准管的灵敏度。

桥梁挠度检测仪

桥梁挠度检测仪 1.BJQN-4A型桥梁挠度检测仪 产品用途： BJQN-4A型桥梁振幅检测仪用于检测各类桥梁的振动幅度，动、静态挠曲位移数值，桥梁基座位移，墩台位移，大型建筑物形变位移等。 工作原理及使用方法： 将探测器安装在探测器支架上，并接触放置在桥梁被测点上，同理根据要测量的点，顺序安装好其他探测器。将探测器通过传输线缆连接至终端控制器，当桥梁加载后桥梁发生变形时，探测器上放置了一个相应的位移变形传感器会测量出相应的变形位移，并传输至终端控制器。由终端控制器通过软件处理显示相应桥梁震动幅度的最大挠度、最小挠度等。 主要技术参数： 检测测量范围：0-50mm ； 检测精度：±0.05mm ； 分辨率：±0.01mm ； 接口形式：RS485接口（可配备无线传输接口）； 传输距离：200m ； 可扩展测量点：8个点； 软件可显示最大挠度、最小挠度、振动幅度、时程曲线、静态位仪表等。

仪器原理 BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪主要用于各种桥梁的挠度测量，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量。同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。由于桥梁在载荷通过时可能为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到线阵ＣＣＤ⊥和ＣＣＤ∥上。ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。使用者可通过频谱分析给出桥梁的挠度值、强迫振动频率、固有频率，通过计算分析给出桥梁试验的冲击系数、横向转角等参数，通过对软件进一步开发还可对桥梁进行动态应力分析以及相关分析。 主要构成 测试主机：包括望远成象系统，分束系统，成象系统，ＣＣＤ器件及驱动电路。 控制器： 靶标部分：包括靶标、靶标电源、靶标支架等。 标定器：仪器在现场被测量点进行测量标定的专用标定装置； 其他配件 技术指标 测量方式:光电图像法 测量参量:可同时进行两维测量，即水平和垂直两个方向 测量范围：垂直不小于0～0.80m;水平不小于0～0.3m（最大测量距离处） 测量距离: 5m～500m 频率响应: 0～50Hz 可分辨率: 测量范围的1‰ 不确定度:测量范围的1% 测量精度:±0.02mm（10m距离测量） 标尺精度:0.01mm（可自动置零） 记录时间: ＞1分钟 采样频率:200Hz（最高500Hz） 工作温度: －20℃～50℃，相对湿度: ≤80％ 抗震性能: 在三级公路运输试验16小时后，正常工作 电池功能: 大容量锂电池供电,充足电池，可连续工作12小时以上 记录方式:采用掌上电脑进行测量控制及数据记录处理（亦可采用笔记本电脑） 软件功能：可求挠度最大值，最小值，冲击系数，区间频率及功率谱等数据。

水准仪测量高程的方法和步骤

水准仪测量高程的方法和步骤 内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。 重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。 难点：水准仪的检验与校正。 §2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念 测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为： （1）水准测量(leveling) （2）三角高程测量(trigonometric leveling) （3）气压高程测量(air pressure leveling) （4）GPS 测量(GPS leveling) §2.2 水准测量原理 一、基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

a ——后视读数A ——后视点 b ——前视读数B ——前视点 1、A、B两点间高差： 2、测得两点间高差后，若已知A 点高程，则可得B点的高程：。 3、视线高程： 4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。 二、连续水准测量

如图所示，在实际水准测量中，A 、B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A 、B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A 、B 两点间的高差值，有： h 1 = a 1 －b 1 h 2 = a 2 －b 2 …… 则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b 结论：A 、B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。 § 2.3 水准仪和水准尺 一、水准仪(level) 如图所示，由望远镜、水准器和基座三部分组成。

挠度检测报告.doc

精品资料 XXXX—2015—结构 I XXX—02 中国 XXXXXX研究院有限公司临街商场3.500m标高G×1～2轴线框架梁挠度检测报告 审定： X 审核： X 项目负责： X 报告编写： X 检测人员： X

XXXXXXXXXX研究院 201X年X月 目录 1 1 1 1 2 2 2 2

中国 XXXXXX研究院有限公司临街商场 3.500m标高 G × 1 ～2 轴线框架梁挠度检测报告 一、工程概况 中国 XXXXXX研究院有限公司临街商场位于XXX 城关区 XXX 路 459 号 XX家园院内。由XXXXXX工程勘察设计研究院实施岩土勘察，由XXXXXXX 研究院有限公司设计，XXXXX集团股份有限公司施工，XXXXXXX建设项目管理有限公司监理。 该商场为全现浇框架结构，地上二层，无地下室，基础采用独立基础。 该临街商场抗震设防烈度为8 度，抗震设防分类为乙类，结构设计使用年限 为50 年。 二、检测目的 受 XXXXXXXX委托，对中国XXXXXX研究院有限公司临街商场3.500m 标高 G×1～2 轴线框架梁挠度进行检测。为此，我院于201X 年 X 月 X 日派工程技术人员到现场进行检测。现将检测内容及结果分述如下： 三、检测依据的国家规范及行业标准 1 、《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344 —2004 ）； 2 、《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T50784 —201 3 ）； 3 、《混凝土结构设计规范》（GB50010 —2010 ）； 4 、《建筑变形测量规范》（JGJ8 — 2007 ）。四、检测仪器 挠度变形观测：采用北京测绘仪器厂生产的 DS3 水准仪。 以上仪器均在国家规定的有效检定校准周期内，并处于正常状态，仪器

BJQNB桥梁挠度检测仪说明书

B J Q N B桥梁挠度检测 仪说明书 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

BJQN-5B挠度仪说明书 1.使用前检查仪器状态是否良好，设备是否齐全。 主要指检查主机是否损坏、传输的数据线、充电器、标靶是否齐备、是否损坏，确保使用前主机、标靶的电量充足。（必要时应带上自备电源转换器，在无正常电源的情况下利用汽车及其它可利用的电源为主机、标靶临时充电。） 2.仪器的连接 1）仪器的充电 A．主机充电将充电器电源线连接到主机（八针插孔），再连接电源，若主机处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 B．标靶充电将充电器电源线连接到标靶，再连接电源，若标靶处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 值得注意的是，由于接口接触不良或仪器反应滞缓，充电时有时会出现充电器绿灯常亮而仪器电量未满的状况，此时宜重新操作，检查接口接触是否良好。 C．可利用一端为八针孔，另一端为USB接口的电源线通过自备电源转换器或其它有USB接口的电源为主机充电。（未测试） 2）主机与电脑的连接 用一端为5针孔，另一端为USB接口的数据线将主机与电脑连接即可。

3.仪器整平 1）松开水平制动手轮，转动主机照准部，使长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。调整两个脚螺旋时，旋转方向相反。 2）将照准部转动90°，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。 3）重复1和2，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。 4）在1的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。 注意:观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。 4.仪器的开启 1）主机的开启、关闭 按下主机一侧左下方红色的按钮，电量充足的情况下红色按钮上方的绿灯此时常亮，再按下主机上的操作区的绿色电源按钮，此时主机上的屏幕开启。显示垂直、水平为字母b或数据。当仪器水平 时，屏幕上的字母b消失，垂直、水平为角度数据。 关闭时，先按下操作区绿色按钮关闭屏幕，再按下红色按钮关闭主机。 若按下红色按钮后主机绿灯未亮，可能为主机已经没电；若主机绿灯常亮而按下操作区绿色电源按钮后主机上屏幕未开启，可能为主机电量不足。 2）标靶的开启 按下标靶左侧下方红色按钮的上端“—”，标靶开启。红色按钮上方开关分四档，一档为不亮，二档为第2 灯亮，三档为1、2 灯

桥梁挠度检测仪 BJQN-5A

BJQN-5A桥梁挠度检测仪 BJQN-5A桥梁挠度检测仪 一、产品简介 该产品用于各种桥梁静态、动态挠曲度的测量，或大型结构建筑物的变形及震动位移的检测。系统采用电池供电。测量精度高、使用方便、操作简单可靠。菜单式操作，软件功能强大。 二、技术指标

★检测方式：光电图像法； ★检测距离：10～300米（电池靶）300～500米（交流靶）； ★辨率：测量范围的1‰； ★测量精度：±0.02mm（30米距离动态测量）； ★测量点数：动挠度检测一个点两个方向（两维）； 静挠度检测不少于20个点（两维）； ★测量方式：动态单点，静态多点自动跟踪； ★标定靶标：采用高亮度强光LED（可充电、可实现自标定）； ★采样频率：300赫兹； ★角度精度：2秒； ★角度测量范围：0°～360°（全范围）； ★工作温度：-20℃～50℃； ★相对湿度：≤80％； ★抗震性能：在三级公路运输试验16小时后，正常工作； ★电池功能：大容量里电池供电，充足电，可连续工作12小时以上； ★软件功能：可求挠度最大值、最小值、冲击系数、区间频率及功率谱等数据 三、产品特点 ★采用进口高速面阵CCD，图像数据传输速率可达400M字节/秒，可同时实现两维测量； ★采用瑞士进口微电机实现设备自动旋转跟踪，确保角度控制精度； ★动态采用高速测量方式，能有效的对结构实现动态测量； ★静态测量采用多点自动跟踪方式，静态跟踪测量点可达到20个点之多； ★仪器标定采用自动标定方式，使得检测变得准确高效，提高了测量精度； ★动态和静态测量均采用两维测量方式，测量数据实时显示并自动保存； ★采用无线遥控靶标、靶标安装有大容量可充电电池； ★设备一体化设计，配有整合大容量锂电池，可持续供电，保证设备稳定测量

变形监测总结(20200528080747)

第一章 变形的概念：指变形体（根据变形监测区域大小，可将变形监测对象分为三大类：全球性的、区域性的、工程与局部性的，本文统称其为变形体）在各种致变因素 的作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。 变形观测的概念：指为了解变形量大小，通过定期测量观测点相对于基准点的变 化量，从历次观测结果比较了解变形随时间与空间的发展情况。这个过程即是变形观测。 产生变形原因：1.自然原因：地震、板块运动、日照、风震 2.人为的原因：（1）地下水的过量抽采（2）地下矿物的开采（3）建筑物的荷载（4）其它因素 变形的危害与控制：变形的危害：1）地面建（构）筑物裂缝、倒塌；2）交通、通讯设施损害管线损害；3）港口设施失效4）桥墩下沉，净空减小，水上交通 受阻5）滨海城市海水侵蚀 6）诱发地震 控制：（1）控制地下水开采；（2）进行地下水回灌，保持地下水位；（3）加固建筑物进行等。 变形观测的目的：确保工程安全运营进行变形分析，建立预报变形的理论和方法 变形观测的主要内容：沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、挠度监 测、滑坡监测等 变形观测的意义：实用上：检查各种工程建筑物及其基础的稳定性，及时掌握变形情况，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施 科研上：更好地理解变形机理，验证有关工程设计的理论和地 壳运动假说，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型 变形观测的主要技术方法： 1.常规测量方法 2.GPS的应用3.摄影测量方法 4.特殊测量手段法 5.综合各种技术方法。 变形观测的特点：1.精度要求高 2.重复观测3.数据处理要求高 4.多学科的配合5.责任重大 变形的分类：一般情况，变形可分为静态变形和动态变形两大类。 静态变形主要指变形体随时间的变化而发生的变形，这种变形一般速度较慢，需要较长的时间才能被发觉。 动态变形主要指变形体在外界荷载的作用下发生的变形，这种变形的大小和速度与荷载密切相关，在通常情况下，荷载的作用将使变形即刻发生。 根据变形体的变形特征，变形可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。 变形体自身形变包括：伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形； 刚体位移包含整体平移、整体转动、整体升降和整体倾斜四种变形。 变形观测的精度与观测周期：制定变形监测精度取决于监测目的、允许变形的大小、仪器和方法所能达到的精度。 一般而言，实用目的观测中误差应小于允许变形值的1/10～1/20，科研目的观测中误差应小于允许变形值的1/20～1/100 变形观测的周期：观测周期的概念：相邻两次变形观测的间隔时间 观测周期的确定 基本原则：根据建（构）筑物的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件 及施工过程等因素综合考虑。 变形观测周期的确定应以能系统反映所测建筑变形的变化过程、且不遗漏其变化时刻为原则，并综合考虑单位时间内变形量的大小、变形特征、观测精度要求及

水准仪及其使用方法

水准仪及其使用方法 高程测量是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器4．微调手轮5．水平制动手轮6．管水准器7.水平微调手轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间,摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就是平水。将望远镜对准未知点（１)上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺

的读数（后视），把望远镜旋转到未知点(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视)，记到记录本上。 计算公式:两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为ａ’、b ’。计算如果a－b≠ａ’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。 四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 粗平?粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准?瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 ４. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气

桥梁挠度测量方法及比较分析

桥梁挠度测量方法及比较分析 摘要：文章简首先阐述了传统的人工测梁挠度的测量方法，然后给出了几种桥梁挠度自动检测方法，最后预测了挠度测量的发展方向。 关键词：桥梁挠度测量人工测量自动检测预测方向 桥梁的挠度变形是桥梁健康状况评价的重要参数，在桥梁检测、危桥改造以及新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的静、动态挠度值。随着桥梁健康监测技术的进步，人们研究了许多用于位移及挠度测量的方法。目前，国内外测量桥梁挠度的方法有许多种，下面对常见的几种测量方法的原理、特点及适用范围做以简要介绍。 1、传统的人工测量方法 1.1百分表测量法 百分表测量法是较传统的挠度测量方法。百分表的工作原理，就是利用齿轮转动机构所检测位置的位移值放大，并将检测的直线往返运动转换成指针的回转转动，以指示其位移数值。 特点：1）优点是设备简单，可以进行多点测量，直接得到各测点的挠度值测量结果稳定可靠；2）缺点比较繁琐，耗时较长，工作效率较低，现场应用有很大局限性；3）适用于桥下可搭设支架的桥梁工程。 1.2 精密水准仪测量法 水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点

上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。特点：1）具有速度快、计算方便、精度高和能够及时比较观测结果的特点；2）主要适用于测点附近能够提供测站条件、范围不大的桥梁挠度变化、观测点数不多的精密水准测量。 1.3 全站仪测量法 全站仪挠度测量基本原理是三角高程测量。三角高程测量通过测量两点间的水平距离和竖直角求定两点间高差的方法。 特点：1）这种测量方法简单，不受地形条件限制，是测量桥梁挠度的一个基本方法。2）在桥梁加、卸载过程中，由于全站仪和棱镜固定不动，这就完全消除了仪器高和棱镜高的量测所带来的误差。3）采用高精度全站仪可以更加有效地提高桥梁荷载试验挠度测量精度。 2、桥梁挠度自动检测技术 2.1 连通管测量法 利用连通管原理，根据安装在桥梁各处连通管内液面高度的变化获得桥梁挠度的变化。当桥梁梁体发生变形时，固定在梁体上的水管也将随之移动，此时，各竖直水管内的液面将与基准点处的液面保持在同一水平面，但各测点处的竖直水管液面却发生了大小不等的相对移动，测得的相对位移量即是该被测点的挠度值。 特点：连通管法测量桥梁挠度的优点是可靠、易行，当挠度的绝对值大于20mm时，它1mm最小读数至少可有5%的相对精度。

实验一 水准仪认识及普通水准测量

实验一水准仪认识及普通水准测量（G1214202） 学时：4学时实验性质：验证性实验 一、实验目的 认识水准仪的构造，掌握水准测量方法，熟悉水准测量的外业和内业数据处理程序。 二、实验仪器设备 S3水准仪一台，三脚架一个，水准尺一对，尺垫二个，记录纸若干。 三、实验内容 1、认识水准仪的结构，各螺旋的作用。 2、练习水准仪的操作，练习测两点高差。 3、测量一条闭合水准路线。 四、实验步骤 1、认识水准仪的结构和各螺旋的作用 以班级为单位，在一空旷地方听实验指导老师讲解水准仪的构造和各螺旋的功能，认真观看指导老师的操作示范。 2、练习测两点间高差 以小组为单位，认识水准仪，并在一测站上练习测两点间高差。 1）安置仪器：先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2）认识仪器：认真听取指导老师讲解并记住仪器各部件的位置、名称及作用，掌握其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记，练习并掌握水准尺的读数方法。 3）粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或反向）转动，使圆水准气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气泡移到圆水准器居中位置。若一次不能居中，可反复进行。 4）水准仪的操作 a）瞄准：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用缺口和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动目镜螺旋使十字丝清晰、再转动物镜调焦螺旋，使目标（即标尺）清晰，检查并清除视差。

b）精平：转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（呈圆弧状），即符合气泡严格居中。 c）读数：从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，只读出米、分米和厘米三位数字，第四位是估读毫米的数值。 5）观测练习：在仪器两侧距离大致相等处各立一根水准尺，分别对它们进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。不动水准尺，改变仪器高，同法观测。或将水准尺翻成红面，再次观测，并求出第二个高差，比较前后两次高差，看是否超限，超过限差要求应返工重测。 3、测一条闭合水准路线 1）选择一已知高程点为起始点（也可选一地面上牢固的点位，给其一个假定高程做为起始点），并选定一条长度合适的闭合路线，指定一个前进方向。 2）在起始点上和前方适当远处各立一水准尺，在两水准尺之间大约中点处架设水准仪并整平。然后即可用红黑面法或两次仪器高法测量两个高差。将这两个高差进行比较，若其较差不超过±6mm的限差时，方可开始下一站的观测，此时，前视水准尺不动，后视水准尺移到前方适当远处立尺，仪器又安置在两尺之间的适当位置，即可开始第二站观测。此后如此往复；直到终点。 3）将各站所测两次高差取平均值，然后求出水准路线的高差闭合差，若不超出±12n（mm）的限差要求（n——测站数），则将闭合差平均分配于各测站，除不尽之尾数，给高差较大的测站多分一个毫米，最后推算出各点之高程。 五、注意事项 1、每次读数前一定要集中符合水准气泡居中；并应注意消除视差。 2、扶尺员应思想集中，水准尺要立直，尽量使其处于铅垂位置。 3、两次高差的限差要求为±6mm。 4、各站高差需当时求出，在测站检核合乎限差（±6mm）的要求后，方可移动后视尺垫和仪器。 5、仪器搬站时，前视尺垫需保持不动。 六、实验报告 实验报告中应包括：实验名称、目的要求、实验步骤、实验原始记录及数据处理结果。 七、记录格式及范例（见下页）

桥梁挠度检测仪简介

一、仪器原理 BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪，是继4型之后设计出的新型桥检仪器，采用图象法测量，大大提高了量程，能够满足各种桥梁，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量，同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。BJQN-4B型检测仪在4型的基础上，增加了桥梁横向位移的测试，软件更换WIN平台，使测量者更加方便全面地了解桥梁的动态指标。 图象法的基本原理是：在桥梁的测试点上安装一个测试靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学系统把标志点成象在ＣＣＤ的接收面上，当桥梁在通载作用下产生振动时，测试靶也跟着发生振动，通过测出靶上标志点在ＣＣＤ接收面上图象位置的变化值，就可以得到桥梁振动的位移值，其最小可测动态范围由ＣＣＤ器件象元的分辨率决定，最大测量范围由镜头的视场角，光学系统放大率和ＣＣＤ有效象元阵列长度决定。 测试系统组成方框图如下所示: 测→→→物镜光学电源→→成象→→→分束 靶→→→系统系统 ↓显示←便携机传输←单←CCD⊥ 打印←←←片 绘图← 4 8 6 采集←机←CCD∥ 由于桥梁在载荷通过时可能为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到线阵ＣＣＤ⊥和ＣＣＤ∥上。系统的Ｋ值（Ky、Kx），即ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。ＣＣＤ为电荷耦和固体成象器件，它是用大规模硅集成电路工艺制成的模拟集成电路芯片，具有光电转换，电荷储存、传输和读出功能，在驱动电路的作用下，通过光电转换、电荷存储、传输、输出后，对初始信

号进行预处理，获得幅度正比于各象素所接收图象光强的电压信号，用作测量的图象信号经过量化编码后，传输到单片机进行运算处理，通过接口把数据传输给笔记本微机。该微机首先把从每一个测点上传输来的纵向和横向位移信号储存起来，在一个试验过程结束后，通过专用软件进行数据处理计算，给出被测桥梁在载荷作用下产生的纵向和横向位移及其对时间的响应曲线，结果可由屏幕显示、打印机输出。在这一基础上，使用者可进一步，通过频谱分析给出桥梁的强迫振动频率和固有频率，通过计算分析给出桥梁试验的冲击系数、横向转角等参数，通过对软件进一步开发还可对桥梁进行动态应力分析以及相关分析。 该仪器由以下几个部分组成: 1、测试头部分：包括望远成象系统，分束系统，成象系统，ＣＣＤ器件及驱动电路。以及安平三角基座、垂直和水平微调、高精度两维机械轴系等部件。 2、控制器部分: 包括微处理机接口电路，单片机，面板控制键。电源部件：包括控制器直流供电电源及充电电源。 3、靶标部分：包括靶标、靶标电源、靶标支架等。 4、标定器：仪器在现场被测量点进行测量标定的专用标定装置；根据距离的远近，亦即测量范围的大小选择标定数值的大小，专用标定器装有特定的计量百分表，每次标定后的位移数值由百分表上读出。 5、聚焦镜头：每台仪器均配有专门设计的靶标聚光镜头，以便在测量距离远时将其加在靶标的前面，会聚靶标的光束使其达到最好的测量效果。 6、三角架。 7、电缆等附件。 8、选购件：微机、靶标串口电源等。 二、技术指标 1、可同时进行两维测量，测量范围：垂直不小于0～0.80m水平不小于0～0.3m（最大测量距离处）

变形监测资料

名称解释 1.变形监测：变形监测是对被监测的对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。 2.瞬间变形：是指在短时间荷载作用下发生的瞬间变形。 3.液体静力水准测量：也称连通管测量，是利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法。 4.长周期变形：指在比较长的时间段内发生的循环变形过程。 5.变形监测点：是直接埋设在变形体上的能反映建筑物变形特征的测量点，又称观测点，一般埋在建筑物内部，并根据测定他们的变化来判断这些建筑物的沉陷与位移。 6.视准线法：利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线，通过该基准线的铅垂面作为基准面，并以此铅垂面为标准，测定其他观测点相对于该铅垂面的水平位移量的一种方法。 7.引张线：在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。 8.挠度：建筑物在应力作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移成为挠度。 9.深层水平位移：基坑围护桩墙和土体在不同深度上的水平位移。 10.土体分层沉降：指地表以下不同深度土层内点的沉降或隆起。 11.基坑回弹：基坑开挖后，由于卸除地基自重，引起基坑底面及坑外一定范围内土体相对于开挖前的回弹变形。 12.激光垂准法：利用激光垂准仪，测定建筑物底部和顶部距离垂准激光束的距离差，从而计算建筑物某轴线（某一面）的倾斜度。 13.正垂线：将钢丝上端悬挂于建筑物顶部，通过竖井至建筑物的底部，在下端悬挂重锤，并放置在油桶之中便于垂线的稳定，以此来测定建筑物顶部至底部的相对位移。 14.倒垂线：将钢丝的一端与锚块固定，而另一端与浮托设备相连，在浮力作用下，钢丝被张紧，只要锚块稳定不动，钢丝将始终位于同一铅垂线位置上，从而为变形监测提供一条稳定的基准线。 15.土体回弹测量：测量地铁盾构隧道掘进后相对于地铁盾构隧道掘进前的隧道底部和两侧土体的回弹量。 16.桥面挠度：是指桥面沿轴线的垂直位移。 简答 1.变形监测的主要目的有哪些? （1）分析和评价建筑物的安全状态（2）验证设计参数（3）反馈设计施工质量（4）研究正常的变形规律和预报变形的方法 2.变形监测的主要内容有哪些? （1）现场巡视（2）位移监测（3）渗流监测（4）应力监测（5）环境量监测（6）周边监测 3.变形监测点分哪几类?各有什么要求? 1）基准点：基准点埋设在稳固的基岩上或变形区域以外,尽可能长期保存，稳定不动，每个工程一般应建立3个基准点,以便相互校核,确保坐标系统的一致。当确认基准点稳定可靠时,也可少于3个。 2）工作点：工作点又称工作基点，它是基准点与变形观测点之间起联系作用的点。工作点埋设在被研究对象附近,要求在观测期间保持点位稳定,其点位由基准点定期检测。 3）变形观测点：变形观测点是直接埋设在变形体上的能反映建统物变形特征的测量点,又称观测点。一般埋设在建筑物内部,并根据测定它们的变化来判断这些建筑物的沉陷与位移。

水准仪及其测量方法

水准测量 1.1 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和(2.1.2)可求出B 点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+? ∑∑∑ (2.1.4) 或

11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+ ?高程：高程：点高程： (2.1.5) 1.2 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。 1.2 实验目的 (1) 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用； (2) 了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用； (3) 掌握水准仪测量高差的基本步骤； (4) 掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。 1.3 实验仪器 (1) 实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。 (2) 自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。 1.4 实验内容 熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。 1.5 实验步骤

挠度仪说明书

一、仪器原理 BJQN-4A型，及BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪，是继4型之后设计出的新型桥检仪器，采用图象法测量，大大提高了量程，能够满足各种桥梁，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量，同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。BJQN-4B型检测仪在-4型的基础上，增加了桥梁横向位移的测试，使测量者更加全面地了解桥梁的动态指标。4B型新增加自动嚗光，使得静态检测不再受电压波动的影响。 图象法的基本原理是：在桥梁的测试点上安装一个测试靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学系统把标志点成象在ＣＣＤ的接收面上，当桥梁在通载作用下产生振动时，测试靶也跟着发生振动，通过测出靶上标志点在ＣＣＤ接收面上图象位置的变化值，就可以得到桥梁振动的位移值，其最小可测量的分辨率由ＣＣＤ器件象元的宽度大小决定，最大测量范围由镜头的视场角，光学系统放大率和ＣＣＤ有效象元阵列长度决定。 测试系统组成方框图如下所示: 测→→→物镜光学电源→→成象→→→分束 靶→→→系统系统 ↓显示←便携机传输←单←CCD⊥ 打印←←←片 绘图←微机采集←机←CCD∥ 由于桥梁在载荷通过时为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到竖直线阵ＣＣＤ和水平线阵ＣＣＤ上。系统的Ｋ值（Ky、Kx），即ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。ＣＣＤ为电荷耦和固体成象器件，它是用大规模硅集成电路工艺制成的模拟集成电路芯片，具有光电转换，电荷储存、传输和读出功能，在驱动电路的作用下，通过光电转换、电荷存储、传输、输出后，对初始信号进行预处理，获得幅度正

变形监测试题库

一、名词解释 1.变形：变形是指变形体在各种载荷的作用下，其形状大小及位置在时空域中的变化 2 变形监测：从基准点出发，定期地测量观测点相对于基准点的变化量，从历次观测结果比 较中了解变形随时间发展的情况。 3 测量机器人：是一种能代替人进行自动搜索跟踪辨识和精确照准目标并获取角度距离三维 坐标以及影响等信息的智能型电子全站仪。 4 基坑回弹观测：深埋大型基础在基坑开挖后，由于基坑上面的荷重卸除，基坑底面隆起， 测定基坑开挖后的回弹量。 5 连续变形：当地表移动过程在时间和空间上具有连续渐变的性质，且不出现台阶状大裂缝， 漏斗塌陷坑等突变现象 6 边界角：在主断面上，地表盆地边界点和采区边界的连线与水平线在煤柱一侧所夹的锐角 7 下沉系数：反映充分采动条件下地表最大下沉值与采厚关系的一个量度 8 测点观测：观测点相对工作基点的变形观测 9 变形网：由基点和工作基点组成的网 10 垂直位移：变形体在垂直方向上的变形（沉降沉陷） 11 观测点：在变形体上具有代表性的点。 12 变形分析：对野外观测所得到的数据进行科学的整理分析，找出真正变形信息和规律的 过程。 13 水平位移：变形体在水平面上的位移，是不同时间内平面方向与距离方向，建筑物的 水平位移是指建筑物的整体平面移动。产生水平位移的原因主要是建筑物及其基础受到水平应力的影响而产生的地基的水平移动 14.基点观测：工作基点相对于基点的变形观测。3．基准点：通常埋设在稳固的基岩上或 变形区域以外 15．挠度：建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直 方向的线位移称为挠度。 16．变形观测周期：变形监测的时间间隔称为观测周期，即在一定的时间内完成一个 周期的测量工作 17、液体静力水准：利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法 18、奇异值：与前面变形规律不同，但不一定是错误的观测值，所以接受 19、回归分析：从数理统计的理论出发，对建筑物的变形量与各种作用因素的关系，在进行 了大量的实验和观测后，仍然有可能寻找出它们之间的一定的规律性，这种处理变形监测资料的方法即叫回归分析 三、简答题 1、简述灾害的表现形式有哪些？ 全球性的地极移动、地壳的板块运动及区域性的地震、城市地表下沉、矿区采空区的地表沉陷、山体、河岸及矿坑边帮的滑坡、建筑物基础下沉、倾斜、建筑物墙体的裂缝及构件挠曲等都是变形的表现形式。 2、简述变形监测技术的未来方向包括哪几个方面？