智能全站仪在大跨径桥梁荷载试验中的实践

陈文

【摘 要】智能全站儀在现代测量工作中发挥着积极作用，能够有效支持大跨径桥梁荷载试验的稳步实施。文章从分析智能全站仪在大跨径桥梁荷载试验中的重要性入手介绍徕卡T60智能全站仪，并从静载试验和动载试验两个方面，阐明了荷载试验中对智能全站仪的应用情况，列举某工程实例阐述智能全站仪的应用效果，为大跨径桥梁实施荷载试验工作提供了借鉴和参考。

【关键词】智能全站仪;大跨径桥梁;荷载试验

0 前言

现代市场经济持续发展中，交通事业取得良好的发展成果，桥梁是公路建设中的重要组成部分，承担着重要的交通连接纽带的责任。当前，车辆超载现象越来越多，已经严重威胁到公路桥梁的安全性。为保障桥梁工程建设质量，需要开展荷载试验，重点监测好桥梁结构指定位置的变形、挠度及应变分布情况。在静载和动载试验基础上，可以获取到准确的测量数据，科学合理地评定桥梁的结构性能，准确判断桥梁承载等级，支持后续桥梁养护、维护和加固作业。将智能全站仪应用在大跨径桥梁荷载试验工作中，能取得良好的应用效果。

1 智能全站仪在大跨径桥梁荷载试验中的重要性

桥梁工程是现代交通事业发展中的重要内容，能保障交通安全和畅通出行，为人们提供良好的出行条件。现阶段的道路交通工程建设已经逐渐延伸到山区，面对恶劣的地质地理环境，经常采用大跨径桥梁工程建设形式。大跨径桥梁工程施工过程中涉及较多内容，需要切实开展荷载试验，及时发现桥梁工程项目中存在的缺陷，从而采用科学合理的措施加以处理。桥梁的挠度能够直接反映桥梁结构的受力情况，桥梁荷载试验中，桥梁挠度是重要的控制指标。需要注意的是，荷载试验需要在规定时间内完成，而测量桥梁挠度则需要耗费大量的时间和精力，因此这会影响到工程项目的实际施工效果。要想切实保证大跨径桥梁工程测量的精度，需要选择科学合理的挠度测量方法，保证测量环节的快捷性和稳定性。现阶段，经常使用到的测量方法包括静力水准方法、仪表测量方法及精密水准法。高精度、方便快捷的测试仪器，是保证大跨径桥梁荷载试验准确性的重要前提，而智能全站仪则满足这一条件。

以徕卡T60智能全站仪作为大跨径桥梁工程荷载试验中的仪器设备，可以有效降低精度误差，达到±0.1 mm。2015年，瑞士徕卡公司推出徕卡T60智能全站仪，这是机器人全站仪，具备超高精度、智能性特征，测角精度可以达到0.5 s。全站仪使用马达驱动方式，以电能和机械能相互转换的压电陶瓷金属作为动力基础，使测量工作效率显著提升且具有良好的环保性、节能性。并且，徕卡T60智能全站仪具备可供二次开发的接口和高速LOCK锁定跟踪棱镜功能、ATR自动目标识别棱镜功能。徕卡T60智能全站仪能够针对大跨径桥梁开展静载试验，也就是在不同荷载下跨度点挠度、位移变形量和支撑点沉降情况，能够自动锁定移动的目标开展实时跟踪，获取到桥梁动载试验中的相关数据信息，包含测量跨度点的振动变形量、动挠度及变形趋势等。

2 大跨径桥梁荷载试验中对智能全站仪的应用

智能全站仪对大跨径桥梁荷载试验工作的顺利开展具有积极意义，能够有效监测桥梁建设过程中的相关数据与信息。工作人员对智能全站仪监测获得的数据进行分析，能及时总结桥梁建设的相关内容，能够快速发现桥梁建设参数的不足，并及时改进和优化建设方案，提升大跨径桥梁的总体建设水平。

2.1 静载试验

静载试验开展中，需要做到以下几个方面。

（1）从事先制定好的荷载试验方案出发，合理地分布棱镜位置，使其合理布设在大跨径桥梁的位移监测点和跨径点，包含等分跨径截面、墩台、塔顶及1/4跨径、1/2跨径和3/4跨径等。

（2）为保证智能全站仪顺利地完成静载试验活动，需要综合考察大跨径桥梁的各个方位，将智能全站仪架设到一个稳定的地方，促使全站仪可以与各个棱镜之间达到通视的效果。

（3）静载试验现场作业中，需要准备好工作电源、必要的照明设备、PC电脑、各小组间的联络设备等，使得智能全站仪和PC机相联合，及时启动ZZBridge桥梁荷载试验软件，这对于保证静载试验效果具有积极意义，同时要准确设置好设站定向、循环测量时间、报警限差、学习值测量及测量间隔等，并及时录入相关工况信息，做好监测之前的准备工作。

（4）实际静载试验活动进行中，需要点击ZZBridge桥梁荷载试验软件中的“开始”按钮，按照目标棱镜的顺序，依次对准全站仪ATR，确保棱镜中心能够精确规准，需要对三维坐标值进行准确测量。结合大跨径桥梁现场的施工，不论是加载还是卸载之前，都需要通过自动循环的方式采集初始数据值，而完成加载或者是卸载之后，同样要收集相关数据，针对各个点的位移变化量和挠度变化量进行准确计算。在整个测量环节，当无法准确测量个别检测点或者测量超出限差，系统会发出报警提示信号，然后通过颜色、短信、声音或电子邮件的方式，提醒检测人员注意，按照实际需求完成自动补测活动。

（5）经过静载试验得到的相关数据，要能够与预判的变形值进行对比，开展全方位的数据分析活动，得到准确且全面的检测评估和结论。

2.2 动载试验

动载试验是通过全站仪试验大跨径桥梁荷载情况的重要环节，其中积极使用徕卡T60智能全站仪实施跟踪测量工作能够起到良好的效果。徕卡T60智能全站仪连续实施的测距间隔会保持在0.15 s之内，而在转动状态下，径向最大速度能够保持在5 m/s，对于动态测量的相对精度来说，能够达到±2.5 mm的效果。

（1）开展动载实验之前，需要判断大跨径桥梁是否与徕卡T60智能全站仪的应用条件相符，只有在确保全站仪适应桥梁荷载设计条件的前提下，才能够将利用该仪器完成动载试验。

（2）动载试验要注重准备工作，这部分的准备工作与静载试验的准备工作相同。一台全站仪只能够针对一个棱镜实现实时跟踪，因此开展动载试验活动的过程中，要在全面分析检测点的基础上，选择最具有代表性的位置点，这样能够测量到最大挠度、位移变化量数据，还可以分多次针对不同检测点的棱镜进行测量。如果施工方拥有较好的监测条件，可以配备多台全站仪、棱镜，达到同时监测各个检测点的目的。

（3）在动载试验中，检测点的变化轨迹、振动趋势、变化量及峰值都可以实时显示，可以作为振动曲线绘制的基础。在完成测量工作后，可以从整体层面浏览关于试验结果的图形，还能够结合需求采用局部缩小或者放大的方式进行观察，同时可以实现数据结果的转化，使其输出成图片、EXCEL、TXT、PDF等格式，便于数据结果的保留，支持进一步分析处理工作。

3 大跨径桥梁工程实例

某大桥属于预应力连续刚构桥，跨径较大，具体组合形式为126 m+240 m+126 m，为准确测量出桥梁承载力，积极开展荷载试验，通过徕卡T60智能全站仪完成主桥挠度测试。当桥梁处在满载状态下，所得到的部分测量点的弹性挠度值见表1，给桥梁工程建设工作提供了良好的支持。

4 结语

大跨径桥梁荷载试验中对于智能全站仪的应用，能够在短时间内完成测量工作，精确度高，可以作为准确判断桥梁承载力的参考，支持后续施工建设活动的顺利实施。大跨径桥梁荷载试验可以结合桥梁实际情况，选择合适的全站仪和检测点，推进静载试验和动载试验的有效开展。

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