理论教育 青马大桥的形变监测技术介绍

青马大桥的形变监测技术介绍

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:FAS数据采集快速,能够实时地确定桥体的形变方向及大小。在青马大桥的FAS数据处理中,相位通过平均处理以降低噪声。测量中共42景雷达影像因受到过往列车和大轮船通行引起遮挡而造成破坏。假设桥面和雷达之间的距离52.378m为常数,青马大桥的监测结果可以由视线向转换为竖直方向,如图12-9~所示,同时与图12-9~对应的桥体四个监测点的时序位移图可参见图12-10。为了定量评估铁路载荷引起的桥体位移结果,本监测采用GPS观测的统计结果作为参考。

青马大桥的形变监测技术介绍

本次监测采用FAS模式采集数据,从06:16:10到09:05:15间歇性地获取了104个雷达图像,每60s采样一景雷达影像,方位向采样频率约为100 Hz,方位向采样间隔为0.01 s。FAS数据采集快速,能够实时地确定桥体的形变方向及大小。在青马大桥的FAS数据处理中,相位通过平均处理以降低噪声。测量中共42景雷达影像因受到过往列车和大轮船通行引起遮挡而造成破坏。图12-8比较了使用两个不同参考基准产生的6个干涉图,可以清晰地看到因驶过的列车而造成的干涉条纹。

图12-8 通过使用两个不同的参考范围轮廓产生的TMB的干涉图

(a)、(c)和(e)是用第一范围轮廓作为参考产生的干涉图;(b)、(d)和(f)是用平均范围轮廓作为参考产生的干涉图(www.daowen.com)

相位解缠后,就能够利用上下两天线使用组合干涉图法获取形变结果。监测结果如图12-9(a)~(f)所示,其中(a)表示桥体无列车驶过;(b)~(c)为桥体上有一列火车正在驶过;(d)~(f)为两列火车相向行驶过桥体。位移从近雷达端到远端变化,这意味着一些列车正在移动。当只有一列火车通过桥梁时,最大LOS位移向雷达端移动约90mm,当两列火车相遇时,最大LOS位移值达到150mm。对于由列车驶过而引起的变形,实际的平面位移dlon和dlat是很小的。在大多数情况下,桥体的形变为视线向的位移dLOS,平面位移仅会发生在某些特定情况下,如列车不均匀运动、轮轨接触面不平顺、曲线运动路径上的离心载荷等,而以上情况通常是极少发生的,因此本测量忽略了纵向dlon和横向dlat位移分量。假设桥面和雷达之间的距离52.378m为常数,青马大桥的监测结果可以由视线向转换为竖直方向,如图12-9(g)~(l)所示,同时与图12-9(a)~(f)对应的桥体四个监测点的时序位移图可参见图12-10。由图12-11可见该大桥在某些时刻下的瞬时垂直位移,能够清晰分辨出桥体的三种状态分别为:无火车、一列火车驶过和两列火车驶过。为了定量评估铁路载荷引起的桥体位移结果,本监测采用GPS观测的统计结果作为参考。如图12-11所示,在桥上只有一列火车和两列火车在桥上相遇的两种情况下,GPRI观测的最大向下垂直位移与同期GPS的观测结果一致。

图12-9 TMB的位移图

(a)~(f)为LOS位移;(g)~(l)为垂直位移

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