摘要:建筑物傾斜觀測的方法一般有：經(jīng)緯儀投影法，觀測水平角法，前方交會法三種，但是有的建筑物不知道高度，未埋預(yù)埋件，觀測條件極差的情況下，常規(guī)的觀測方法變得很困難，因此，探求一種新的觀測方法是很必要的。
　　文章介紹在雞石高速公路特大橋變形觀測中，運(yùn)用全站儀觀測柱的傾斜的詳細(xì)步驟和實現(xiàn)方法。
　　關(guān)鍵詞:全站儀;傾斜觀測;方法
　　
　　
　　隨著我國經(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),同時也為今后合理地設(shè)計積累資料,必須在建筑物建設(shè)之前、施工過程中,以及交付使用期間,對建筑物進(jìn)行變形觀測。實踐證明,變形觀測已經(jīng)日益成為工程建設(shè)中的一項十分重要的工作內(nèi)容。
　　所謂變形觀測就是測定建筑物及其地基在其自身的荷載或外力作用下,一定時間段內(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。建筑物的變形觀測主要包括沉降觀測、傾斜觀測以及裂縫觀測。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。
　　《工程測量規(guī)范》規(guī)定建筑物構(gòu)筑物主體的傾斜觀測應(yīng)測定頂部及相應(yīng)底部觀測點(diǎn)的偏移值,然后推算主體傾斜值。因為建筑物在施工和運(yùn)行過程中的變形通常是緩慢的,所以在某一時間間隔內(nèi)的偏移值相當(dāng)微小。為了保證觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性必須對其進(jìn)行精確觀測和精確計算。而傳統(tǒng)的觀測方法如經(jīng)緯儀、測小角法經(jīng)緯儀投點(diǎn)法,由于受儀器精度和觀測條件的限制,觀精度較低,文章闡述了基于全站儀的建筑物傾斜度觀測的基本原理和基本方法對其精度進(jìn)行了分析,并通過實例證明測量方法的可靠性。
　　1傾斜觀測基本原理
　　觀測建筑物主體的傾斜變形,應(yīng)測定建筑物頂部觀測點(diǎn)相對于底部觀測點(diǎn)的偏移值,再根據(jù)建筑物的高度,計算建筑物主體的傾斜度。如圖1所示,建筑物的傾斜觀測必須在兩個垂直的方向上進(jìn)行。
　　
　　圖1建筑物傾斜觀測
　　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)處做一個標(biāo)志。過一段時期,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)行計算:
　　（2）
　　式中:H為建筑物高度;α為傾斜角。
　　以上是在一個工作基點(diǎn)測量得到了建筑的傾斜度,如果我們再設(shè)置一個工作基點(diǎn),采用以上相同的方法再測量一次,從理論上講在兩站分別測量的兩組傾斜度應(yīng)該是相同的值。
　　2工程實例
　　2.1雞街—石屏高速公路黑箐灣(K87+984)特大橋為例
　　K87+984（黑箐灣）橋柱上下中心坐標(biāo)觀測值統(tǒng)計表
　　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）橋柱上傾斜計算值統(tǒng)計表
　　
　　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。傾斜方向為度、分、秒，如111.480為：111°48′05″。
　　從雞街—石屏高速公路(K87+984黑箐灣大橋)段的觀測計算，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，在觀測段間是安全的。
　　2.2圓形橋柱觀測
　　LeicaFlexlineTS02全站儀,使用圓柱偏置程序，免棱鏡觀測橋柱。
　　
　　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  測存 ↓
　　轉(zhuǎn)動儀器使⊿Hz為零時，測存測量成果，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中的運(yùn)用
　　3.1免棱鏡的觀測精度：（LeicaFlexlincTS02）徠卡TS02全站儀免棱鏡的測程1.5m－1200m.表一
　　標(biāo)準(zhǔn)測量 標(biāo)準(zhǔn)偏差
　　0m－500m 2mm+2ppm
　　＞500m 4mm+2PPM
　　實際檢測表二
　　標(biāo)準(zhǔn)測量 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,測繪儀器也在發(fā)生著翻天覆地的變化,免棱鏡全站儀越來越受到測繪人員的青睞,其測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和被測點(diǎn)用棱鏡對中誤差的影響,這種測量技術(shù)經(jīng)過理論和實踐論證是完全可以運(yùn)用到實踐中的一種較好的測量技術(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)動技術(shù)實現(xiàn)了棱鏡目標(biāo)的自動識別與照準(zhǔn),且目標(biāo)無需燈光照明,改變了傳統(tǒng)測量儀器需人工找準(zhǔn)的缺陷,實現(xiàn)了測量的全自動化、智能化。
　　4結(jié)語
　　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。
　　變形觀測在工業(yè)或民用建筑物的施工和運(yùn)營階段是非常重要的,只有及時地進(jìn)行觀測,才能夠掌握和預(yù)測其變化規(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)闡述了其觀測過程。實踐表明運(yùn)用這種新的觀測方法可簡化外業(yè)工作,提高工作效率。
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