摘要:建筑物傾斜觀測(cè)的方法一般有：經(jīng)緯儀投影法，觀測(cè)水平角法，前方交會(huì)法三種，但是有的建筑物不知道高度，未埋預(yù)埋件，觀測(cè)條件極差的情況下，常規(guī)的觀測(cè)方法變得很困難，因此，探求一種新的觀測(cè)方法是很必要的。
　　文章介紹在雞石高速公路特大橋變形觀測(cè)中，運(yùn)用全站儀觀測(cè)柱的傾斜的詳細(xì)步驟和實(shí)現(xiàn)方法。
　　關(guān)鍵詞:全站儀;傾斜觀測(cè);方法
　　
　　
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種復(fù)雜而大型的建筑物日益增多。在建筑物的建造過(guò)程中,由于建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)構(gòu)造不均勻、土壤的物理性質(zhì)不同、大氣溫度變化、地基的塑性變形、地下水位季節(jié)性和周期性的變化、建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)及動(dòng)荷載的作用,建筑物將發(fā)生沉降、位移、撓曲、傾斜及裂縫等現(xiàn)象,為了不影響建筑物的正常使用,保證工程質(zhì)量和安全生產(chǎn),同時(shí)也為今后合理地設(shè)計(jì)積累資料,必須在建筑物建設(shè)之前、施工過(guò)程中,以及交付使用期間,對(duì)建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)。實(shí)踐證明,變形觀測(cè)已經(jīng)日益成為工程建設(shè)中的一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容。
　　所謂變形觀測(cè)就是測(cè)定建筑物及其地基在其自身的荷載或外力作用下,一定時(shí)間段內(nèi)所產(chǎn)生的變形量(包括水平位移、沉降、傾斜、擾度、裂縫等)及其數(shù)據(jù)的分析和處理工作。建筑物的變形觀測(cè)主要包括沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)以及裂縫觀測(cè)。這里主要介紹雞街—石屏高速公路(K87+984黑箐灣大橋)段的傾斜觀測(cè)。
　　《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定建筑物構(gòu)筑物主體的傾斜觀測(cè)應(yīng)測(cè)定頂部及相應(yīng)底部觀測(cè)點(diǎn)的偏移值,然后推算主體傾斜值。因?yàn)榻ㄖ�物在施工和運(yùn)行過(guò)程中的變形通常是緩慢的,所以在某一時(shí)間間隔內(nèi)的偏移值相當(dāng)微小。為了保證觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性必須對(duì)其進(jìn)行精確觀測(cè)和精確計(jì)算。而傳統(tǒng)的觀測(cè)方法如經(jīng)緯儀、測(cè)小角法經(jīng)緯儀投點(diǎn)法,由于受儀器精度和觀測(cè)條件的限制,觀精度較低,文章闡述了基于全站儀的建筑物傾斜度觀測(cè)的基本原理和基本方法對(duì)其精度進(jìn)行了分析,并通過(guò)實(shí)例證明測(cè)量方法的可靠性。
　　1傾斜觀測(cè)基本原理
　　觀測(cè)建筑物主體的傾斜變形,應(yīng)測(cè)定建筑物頂部觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于底部觀測(cè)點(diǎn)的偏移值,再根據(jù)建筑物的高度,計(jì)算建筑物主體的傾斜度。如圖1所示,建筑物的傾斜觀測(cè)必須在兩個(gè)垂直的方向上進(jìn)行。
　　
　　圖1建筑物傾斜觀測(cè)
　　如圖1所示,在某一點(diǎn)S安置全站儀,照準(zhǔn)柱頂某一標(biāo)志點(diǎn)M,并向下投影得點(diǎn)N,然后在該點(diǎn)處做一個(gè)標(biāo)志。過(guò)一段時(shí)期,再用全站儀照準(zhǔn)同一點(diǎn)M。由于建筑物已經(jīng)發(fā)生傾斜變形,M點(diǎn)已經(jīng)不處于原來(lái)的位置,向下投點(diǎn)得到N′點(diǎn)。N與N′之間的距離ΔB即為建筑物在與視線垂直方向上的偏移量。再將全站儀移到另一個(gè)垂直的方向上,用同樣的方法可以得到與視線垂直方向上的偏移量ΔA。利用矢量疊加的方法可以求得建筑物的總傾斜量Δ,即為
　　Δ=（1）
　　則建筑物的傾斜度可以用下式進(jìn)行計(jì)算:
　　（2）
　　式中:H為建筑物高度;α為傾斜角。
　　以上是在一個(gè)工作基點(diǎn)測(cè)量得到了建筑的傾斜度,如果我們?cè)僭O(shè)置一個(gè)工作基點(diǎn),采用以上相同的方法再測(cè)量一次,從理論上講在兩站分別測(cè)量的兩組傾斜度應(yīng)該是相同的值。
　　2工程實(shí)例
　　2.1雞街—石屏高速公路黑箐灣(K87+984)特大橋?yàn)槔?br /> 　　K87+984（黑箐灣）橋柱上下中心坐標(biāo)觀測(cè)值統(tǒng)計(jì)表
　　橋柱名 照準(zhǔn)位置 Y平均差值 X平均差值 H平均差值 備注
　　X2 上 554054.794 2617060.380 1421.806 
　　 下 554054.794 2617060.379 1415.085 
　　S11 上 554053.976 2617075.584 1421990 
　　 下 554053.971 2617075.586 1415.764 
　　X3 上 554083.263 2617060.864 1421.823 
　　 下 554083.262 2617060.863 1413504 
　　S10 上 554083.534 2617076.096 1420.523 
　　 下 554083.519 2617076.098 1414.322 
　　X10 上 554221.951 2617032.849 1420.926 
　　 下 554221.946 2617032.849 1412.366 
　　S:表示公路上行線，X表示公路下行線
　　K87+984（黑箐灣）橋柱上傾斜計(jì)算值統(tǒng)計(jì)表
　　
　　橋柱名 縱向偏移量 橫向偏移量 橋柱高 傾斜向量 傾斜方向 傾斜量
　　X2 0.001 0 6.721 0.0010 0 0.00015
　　S11 -0.002 0.005 6.226 0.0054 111.4805 0.00086
　　X3 0.001 0.001 8.319 0.0014 45.0000 0.00017
　　S10 -0.002 0.015 6.201 0.0151 172.2419 0.00244
　　X10 0 0.005 8.560 0.0050 90.0000 0.00058
　　S:表示公路上行線，X表示公路下行線。傾斜方向?yàn)槎取⒎帧⒚耄��?11.480為：111°48′05″。
　　從雞街—石屏高速公路(K87+984黑箐灣大橋)段的觀測(cè)計(jì)算，我們可以知道，縱橫向偏移量為：0—15毫米，傾斜向量為：1—15.1毫米，傾斜量為：1.5—2.44毫米，這5棵橋柱，根據(jù)規(guī)范要求得到，在觀測(cè)段間是安全的。
　　2.2圓形橋柱觀測(cè)
　　LeicaFlexlineTS02全站儀,使用圓柱偏置程序，免棱鏡觀測(cè)橋柱。
　　
　　在工作點(diǎn)A上置全站儀如上圖，儀器指示窗如下：
　　圓柱偏心
　　左切方向20.000g
　　右切方向120.0000g
　　⊿－－－－－－
　　⊿Hz50.0000g
　　左切 右切  測(cè)存 ↓
　　轉(zhuǎn)動(dòng)儀器使⊿Hz為零時(shí)，測(cè)存測(cè)量成果，用這樣的方法就得到橋柱C、D點(diǎn)的中心坐標(biāo)X、Y和高程H。
　　2.3計(jì)算橋柱上下部的傾斜量
　　縱向位移量:△x=XD－XC
　　橫向位移量:△y=YD－YC
　　合位移量:K=
　　合位移方向:a=arctag(△x/△y)
　　傾斜量:I=taga=K/h
　　式中:h為橋柱的高度(HD–HC).
　　3免棱鏡全站儀在傾斜觀測(cè)中的運(yùn)用
　　3.1免棱鏡的觀測(cè)精度：（LeicaFlexlincTS02）徠卡TS02全站儀免棱鏡的測(cè)程1.5m－1200m.表一
　　標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量 標(biāo)準(zhǔn)偏差
　　0m－500m 2mm+2ppm
　　＞500m 4mm+2PPM
　　實(shí)際檢測(cè)表二
　　標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量 標(biāo)準(zhǔn)差
　　0m－100m ±0.3mm－±0.4mm
　　0m－250m ±0.6mm－±0.9mm
　　從上面表一、表二中分析，精度已能達(dá)到規(guī)范要求。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,測(cè)繪儀器也在發(fā)生著翻天覆地的變化,免棱鏡全站儀越來(lái)越受到測(cè)繪人員的青睞,其測(cè)量原理和文章中介紹的相同。免棱鏡全站儀避免了司鏡人員怕高的危險(xiǎn)和被測(cè)點(diǎn)用棱鏡對(duì)中誤差的影響,這種測(cè)量技術(shù)經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐論證是完全可以運(yùn)用到實(shí)踐中的一種較好的測(cè)量技術(shù),瑞士徠卡(LEICA)公司生產(chǎn)的TCA2003全站儀,采用CCD技術(shù)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了棱鏡目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別與照準(zhǔn),且目標(biāo)無(wú)需燈光照明,改變了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器需人工找準(zhǔn)的缺陷,實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的全自動(dòng)化、智能化。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　隨著建筑物的不斷增高、增大,其穩(wěn)定性和可靠性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。其中建筑物的傾斜度是衡量施工技術(shù)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。
　　變形觀測(cè)在工業(yè)或民用建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)階段是非常重要的,只有及時(shí)地進(jìn)行觀測(cè),才能夠掌握和預(yù)測(cè)其變化規(guī)律,從而分析、研究和采取相應(yīng)的安全措施,將危害降到最低。文章以雞街—石屏高速公路TS02系列全站儀為例,詳細(xì)闡述了其觀測(cè)過(guò)程。實(shí)踐表明運(yùn)用這種新的觀測(cè)方法可簡(jiǎn)化外業(yè)工作,提高工作效率。
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