摄影测量技术在土木工程变形监测中的应用研究

发表时间:2020/8/31   来源:《教育学文摘》2020年35卷4月10期   作者:樊秉鑫
[导读] 在土木工程实施的过程中,变形监测是尤为重要的

         摘 要:在土木工程实施的过程中,变形监测是尤为重要的,随着技术的进步摄影测量技术的加入给土木工程变形监测带来了极大的帮助。本文将根据摄影测量技术简单地介绍其技术原理和技术特点,并以实践测验为例,根据摄影测量和人工测量的现象结果做数据统计,分析摄影测量技术在土木工程变形检测中应用的优势,希望通过我接下来的分析给读者一个好的借鉴,对将来摄影测量技术在土木工程变形监测的应用带来帮助。
         关键词:摄影测量技术;土木工程变形监测;应用策略
引言
         如今在工程规模不断扩大的情况下,施工过程的复杂度随之增大,为了满足对监测的要求,建设过程对把控的要求越来越高。监控作业在保证监测的时效性的同时,不能对已存在的结构造成破坏,仅依赖常规监测手段难以满足这一要求。摄影测量技术是一种新型测量技术,实用摄影测量技术不仅不会对被测目标造成损害,同时还具有很高的信息量,可作用于动态和静态目标,还能重复使用,无需人工进入危险作业环境,进一步保证员工安全问题。
1摄影测量技术特点
         近距离摄影测量技术采用了当下最先进的技术打造,可以有效地帮助检测提升准确度,其精度通常可以精确到毫米级,特殊光线扫描甚至能达到微米级。摄影测量的技术特点对工程变形测量具有全面性的帮助,它的主要特点分为以下六点:1.1摄影测量技术具有瞬时性和准确性,它能快速准确地获取测量物体的信息,能获得瞬时点之间的相互关系,并能根据实际测量情况进行灵活调整。1.2摄影测量技术具有真实显像性,它可以显示相片最真实的信息,能客观地显示被测物体是实际信息,还能测量包括不规则物体在内的物体外形。1.3摄影测量技术中增加了同步装置,它能对动态物体目标进行实时测量。1.4摄影测量技术不仅可以测量可接触物体,同时还能测量部分不可接触物体,例如电弧、燃烧等。1.5摄影测量技术虽然在布控和设置方面需要高精度,但是此特点可以减少工作人员户外作业量,帮助员工在室内完成工作,提升工作环境。1.6摄影测量技术具有信息持久性,因为所拍摄的相片信息可以长期保存,有助于后期的对比分析工作。
2摄影测量技术原理
         图象处理技术主要是借助多角度图象,建立隧道中被测物体的模型参数和尺寸坐标。比如在土木工程中隧道测量方面,可以借助数字图像技术,对隧道断面进行多角度摄影,然后快速地建立三维点、线、面的模型,从而获取最终的测量数据结果。摄影技术的基本原理是从两个或更多角度对同一物体进行摄影,以此来建立物体与拍摄点的位置和关系。对于单点三角变换,可用利用技术来对已知坐标求出未知坐标,或用两个摄像机分别求出摄像机的位置;对于多点三角变换,可用不同点位置坐标分别求出物体的三维模型,计算物体的实际大小。
3摄影测量技术的工程应用
3.1工程概况和目的
         在某公路工程施工设计中采用了摄影测量技术,实现了不同国际荷载作用下梁体裂缝的发展状态。由于预制梁破坏试验与普通荷载试验存在一定的差异,同时试验的危险性较大,试验时间较长。

因此对观测采用多种探测方法相结合,在梁体表面喷涂涂料作为标记,采用人工测量方法、专业的裂缝测试仪测量法和摄影测量技术对裂缝的出现情况进行观测,观察其变化并进行分析。
         在预制梁的最大承载能力范围内,通过监测梁体破坏过程中裂缝的发展变化趋势,分析裂缝的发展变化趋势,可为研究预制梁的破坏机理提供重要的数据支持,同时对混凝土的抗压强度进行验证。通过对摄影测量结果和人工测量结果进行回归对比分析,得出摄影测量技术在梁体监测中比人工测量更具优越性,从而使土木工程大型建筑变形监测技术得以完善。
3.2实验过程
         试验开始前调试设备,保证正常使用;试验前,要对仪器进行预载,了解仪器和试验测试员的水平,进行检查。在加载前先读取应变计及百分表的读数,借助工具检测是否有梁体裂缝,使用摄影测量技术拍摄梁体,记录被监测物的初始数据。然后分两阶段进行加载试验,分别是梁体开裂前、后的加载试验。然后是结合加载方案对裂缝情况进行观测,加载量达到400?kN,可选择四个区,每个区选5条裂缝进行监测,当加载量达到993?kN时,梁体断裂。
         裂缝观测的第一阶段,只有较细小的裂隙,在梁体侧面适当涂一些涂料可便于观测,并借助工具观测裂缝的发展,同时获取影像资料,记录中最大裂缝宽度为0.6?mm;第二阶段,带裂缝的工作阶段,梁体上施加的荷载超过400?kN时,测试荷载增加,梁体会出现裂缝,通过观察,其中最大裂缝宽度为0.6?mm,裂缝宽度仍比较小,借助裂缝观测仪就可以观测,同时记录资料;如仍采用人工观测方式,裂缝宽度将会增大1?mm,同时记录两种测量的变化情况;第三阶段,破坏阶段,只要加载790?kN以上,裂缝宽度仍大于3?mm,扰度将会增大;有较高的危险性,人工检测会威胁员工生命安全,只能采取摄影测量技术。
3.3结论分析
         通过对现场手工测量和采用摄影测量技术测量结果的对比分析,可以发现,摄影测量技术具有测量简便、测量速度快、精度高等优点,能更好地满足实际的测量需要,当裂缝宽度较小时,其数据变化与人工测量有较大的区别,摄影测量精度比人工测量高,随着裂缝宽度的增加,其应用效果逐渐凸显,特别是在一些比较危险的梁体破坏区域,不能靠人工来接近,因此,摄影测量技术具有很好的应用优势。
结语
         当前,摄影测量技术越来越进步,且应用十分广泛,和传统测量手法相比较,摄影测量技术首先能够测量出建筑物的相对变形量,同时能够生成建筑物的三维模型,这比传统测量方法能够更准确、更全面地测量建筑物的相对变形量,同时也能够采用纹理映射作为反映建筑物变形趋势的一种手段。摄影测量技术具有很高的测量精度,如果有特殊测量精度要求,还可采用近距离精细摄影测量的方法来提高和改善测量精度。
参考文献
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