视准线法测量水平位移(ppt 15页)
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视准线活动觇标法是一种用于监测建筑物、大坝或其他结构水平位移的技术方法。
这种方法利用光学仪器,如经纬仪或全站仪,来测定两个基准点之间的基准面,并观察各测点相对于该基准线的偏离值。
1. 工作原理:
视准线法是通过在结构上设置一些观测点,并使用光学仪器观察这些点与基准线之间的关系变化。
在实施时,通常需要在结构的两个相对位置设立固定的观测点,然后通过测量仪器观察目标点相对于这些固定点的位移。
2. 活动觇标法:
活动觇标法是视准线法的一种变种,它使用一种带有读数装置的活动觇标来直接测定位移。
与传统的固定觇标相比,活动觇标可以移动,从而使得测量更加精确和方便。
3. 监测精度:
在进行视准线法监测时,监测精度是一个重要的考虑因素。
根据规范,当使用视准线法校测工作基点或观测增设的工作基点或混凝土建筑物上的位移观测点时,容许误差通常不应超过2mm(取二倍中误差)。
4. 应用注意事项:
为确保监测数据的准确性和可靠性,使用视准线活动觇标法时,应考虑以下因素:
- 选择合适的仪器和操作人员。
- 在适当的时段进行测量,以减少环境因素(如温度、湿度
变化)对测量结果的影响。
- 确保观测点的稳定性和可靠性。
- 对测量数据进行及时处理和分析,以准确掌握结构的实时状态。
视准线活动觇标法因其高精度和有效性,在工程结构监测领域得到了广泛应用,尤其是在需要长期监测的大坝、桥梁和高层建筑等项目中。
通过这种方法,可以实时了解结构的位移情况,为维护结构安全和提高结构使用寿命提供重要保障。
视准线法:是通过建筑物轴线(例如大坝、桥梁轴线)或平行于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面,根据它来测定建筑物的水平位移。
视准线法原理:当需要测定变形体某一特定方向(譬如垂直于基坑维护体方向)的位移时,常使用视准线法或测小角法。
如下图所示,点A 、B 是视准线的两个基准点(端点),1、2、3为水平位移观测点。
观测时将经纬仪置于A 点,将仪器照准B 点,将水平制动装置制动。
竖直转动经纬仪,分别转至1、2、3 三个点附近,用钢尺等工具测得水准观测点至A —B 这条视准线的距离。
根据前后两次的测量距离,得出这段时间内水平位移量。
d3d2d11A 32B优点:视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用,并且派生出了多种多样的观测方法,如分段视准线,终点设站视准线等。
不足:对较长的视准线而言, 由于视线长, 使照准误差增大, 甚至可能造成照准困难。
精度低,不易实现自动观测,受外界条件影响较大,而且变形值(位移标点的位移量)不能超出该系统的最大偏距值,否则无法进行观测。
视准线法应用:测小角法基准点A,B 设在稳定的非变形区,设 P 为不稳定的建筑物,为了测定建筑物 P 相对于基准线 AB 的位移△ L,可在变形建筑物 P 上设置一个固定的刻有毫米分划的直尺。
以基准线AB 作为读数指标,观测在不同的时间内完成。
从标尺读取若干读数,若两次读数具有显著差别则说明建筑物 P 发生了位移。
由于标尺位置与基准线 AB 垂直,因此测的值为与AB 方向垂直的横向位移。
如上图所示,第一次观测值 a=8.2mm,第二次读数b=4,9mm,建筑物 P 的位移。
△ L=a-b=8.2-4,9=+3.3即向下游方向位移。
当位移量超出分划值范围时,或由于某种原因无法在直尺上读数时,该方法就演变为小角法。
小角法的原理是用备有精密测微器的精密经纬仪,测出基线 AB 与各测点之间的微小夹角α1,α 2,α 3,α 4 量出水平距离 S1,S2,S3,S4 然后按下式计算:△ L =Si ×α i"/P"P=206265,小角法一般测四个测回。
深基坑水平位移监测测量深基坑水平位移可采用视准线法、小角度法、投点法、前方交会法、自由设站法、极坐标法等。
本节简要叙述常用的小角度法、极坐标法及前方交汇法。
监测控制值:项目预警值报警控制值水平位移>3mm/d或24mm 30mm监测频率:项目变化量>3mm/d 开挖前开挖后报警后及突发状况监测频率(1-2)次/d 1次/3d 1次/d 加大监测频率基准点及测点布置要求:监测基准点应在基坑开挖影响范围之外设立强制对中观测墩,且尽量通视各测点,观测墩使用混凝土浇筑地下1.4M地面1.2M,顶面长宽20CM*20CM,顶部嵌入焊接中心螺旋的钢板,螺旋与钢板垂直且均做防腐处理。
监测基准点观测按三级平面控制要求施测,且每个月与高等级控制网联测一次。
为防止观测墩被破坏,顶部应加钢保护盖。
埋设示意图如下:当采用精密的光学对中装置时,对中误差不宜大于0.5mm,且尽量通视测点。
在混凝土支撑、连续墙顶等混凝土结构上安装水平位移桩,可直接在结构上用冲击钻成孔插入水平位移桩,垂直放置,缝隙使用锚固剂填充,容易受施工破坏的地方应加保护装置。
在土体等松软结构埋设水平位移测点应采用混凝土桩顶插入水平位移桩的形式,混凝土桩采用直径10CM地下50CM地面10CM,中心用钢筋加固。
如有需要应加保护装置,并设置醒目标志。
实物图如下:仪器架设:到达测量现场后打开仪器箱一段时间,使仪器温度与周围环境温度相适应,消除由环境温度带来的误差。
检查设备是否完整,配件是否齐全,电源电力是否充足等。
仪器架设时应注意仪器安全,在光滑的地面上架设全站仪时须在脚架上套绳索,防止脚架滑落损坏仪器。
全站仪脚架高度与观测者肩高齐平,拧紧脚架螺旋,将脚架均匀架设在基准点上。
取出仪器一手提全站仪手提柄,一手拧紧中心螺旋,将全站仪平稳架设在脚架上。
对中整平:在有强制对中装置的观测墩上架设全站仪时,应一手提全站仪手提柄,另一只手旋转基座使仪器牢固地固定在观测墩上。
⽔平位移⼏种监测⽅法!(实⽤教程)⽔平位移,视准线法,测⼩⾓法,前⽅交会法,极坐标法,反演⼩⾓法当要观测某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,经常采⽤视准线法、⼩⾓度法等观测⽅法。
但当变形体附近难以找到合适的⼯作基点或需同时观测变形体两个⽅向位移时,则⼀般采⽤前⽅交会法。
⽔平位移观测观测实践中利⽤较多的前⽅交会法主要有两种:测边前⽅交会法和测⾓前⽅交会法。
另外还有极坐标法以及⼀些困难条件下的⽔平位移观测⽅法。
视准线法:当需要测定变形体某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,常使⽤视准线法或测⼩⾓法。
原理:如下图所⽰,点A、B是视准线的两个基准点(端点),1、2、3为⽔平位移观测点。
观测时将经纬仪置于A点,将仪器照准B点,将⽔平制动装置制动。
竖直转动经纬仪,分别转⾄1、2、3 三个点附近,⽤钢尺等⼯具测得⽔准观测点⾄A—B这条视准线的距离。
根据前后两次的测量距离,得出这段时间内⽔平位移量。
精度分析:由基准线的设置过程可知,观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差,视准线照准误差,读数照准误差,其中,影响最⼤的⽆疑是读数照准误差。
可知,当即准线太长时,⽬标模糊,读数照准精度太差;且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较⼤,⽆疑对观测成果有较⼤影响。
另外此⽅法还受到⼤⽓折光等因素的影响。
优点:视准线观测⽅法因其原理简单、⽅法实⽤、实施简便、投资较少的特点, 在⽔平位移观测中得到了⼴泛应⽤,并且派⽣出了多种多样的观测⽅法,如分段视准线,终点设站视准线等。
不⾜:对较长的视准线⽽⾔, 由于视线长, 使照准误差增⼤, 甚⾄可能造成照准困难。
当即准线太长时,⽬标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较⼤,⽆疑对观测成果有较⼤影响。
精度低,不易实现⾃动观测,受外界条件影响较⼤,⽽且变形值(位移标点的位移量)不能超出该系统的最⼤偏距值,否则⽆法进⾏观测。
测⼩⾓法:当需要测定变形体某⼀特定⽅向(譬如垂直于基坑维护体⽅向)的位移时,常使⽤视准线法或⼩⾓度法原理:如下图所⽰,如需观测某⽅向上的⽔平位移PP′,在监测区域⼀定距离以外选定⼯作基点A,⽔平位移监测点的布设应尽量与⼯作基点在⼀条直线上。
深基坑水平位移监测测量深基坑水平位移可采用视准线法、小角度法、投点法、前方交会法、自由设站法、极坐标法等。
本节简要叙述常用的小角度法、极坐标法及前方交汇法。
监测控制值:项目预警值报警控制值水平位移>3mm/d 或24mm30mm监测频率:项目变化量>3mm/d 开挖前开挖后报警后及突发状况监测频率(1-2)次/d 1 次/3d1次/d加大监测频率基准点及测点布置要求:监测基准点应在基坑开挖影响范围之外设立强制对中观测墩,且尽量通视各测点,观测墩使用混凝土浇筑地下地面,顶面长宽20CM*20CM,顶部嵌入焊接中心螺旋的钢板,螺旋与钢板垂直且均做防腐处理。
监测基准点观测按三级平面控制要求施测,且每个月与高等级控制网联测一次。
为防止观测墩被破坏,顶部应加钢保护盖。
埋设示意图如下:图HO. 1 水平位移观测墩匚单位,mm)岩层点观测墩》Cb) 土坛点观测嫩当采用精密的光学对中装置时,对中误差不宜大于,且尽量通视测点。
在混凝土支撑、连续墙顶等混凝土结构上安装水平位移桩,可直接在结构上用冲击钻主筋主筋31 2地面成孔插入水平位移桩,垂直放置,缝隙使用锚固剂填充,容易受施工破坏的地方应加保护装置。
在土体等松软结构埋设水平位移测点应采用混凝土桩顶插入水平位移桩的形式,混凝土桩采用直径10CM地下50C M地面10CM,中心用钢筋加固。
如有需要应加保护装置,并设置醒目标志。
实物图如下:仪器架设:到达测量现场后打开仪器箱一段时间,使仪器温度与周围环境温度相适应,消除由环境温度带来的误差。
检查设备是否完整,配件是否齐全,电源电力是否充足等。
仪器架设时应注意仪器安全,在光滑的地面上架设全站仪时须在脚架上套绳索,防止脚架滑落损坏仪器。
全站仪脚架高度与观测者肩高齐平,拧紧脚架螺旋,将脚架均匀架设在基准点上。
取出仪器一手提全站仪手提柄,一手拧紧中心螺旋,将全站仪平稳架设在脚架上。
对中整平:在有强制对中装置的观测墩上架设全站仪时,应一手提全站仪手提柄,另一只手旋转基座使仪器牢固地固定在观测墩上。
水平位移观测法、垂直位移观测法的种类,特点和适用条件水平位移监测:对水工建筑物的顺水流方向或顺轴线方向的水平位移变化进行监测常用观测方法分两大类。
一类是基准线法,基准线法是通过一条固定的基准线来测定监测点的位移,常见的有视准线法、引张线法、激光准直法、垂线法。
另一类是大地测量方法,大地测量方法主要是以外部变形监测控制网点为基准,以大地测量方法测定被监测点的大地坐标,进而计算被监测点的水平位移,常见的有交会法、精密导线法、三角测量法、GPS观测法等。
一、视准线法:通过视准线或经纬仪建立一个平行或通过坝轴线的铅直平面作为基准面,定期观测坝上测点与基准面之间偏离值的大小即为该点的水平位移。
适用于直线形混凝土闸坝顶部和土石坝坝面的水平位移观测。
当采用这一方法时,主要的是要求它们的端点稳定,所以必须要作适当的布置,只能是定期地测定端点的位移值,而将观测值加以改正。
视准线观测方法特点是速度快,精度较高,原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用。
不足是对较长的视准线而言, 由于视线长, 使照准误差增大, 甚至可能造成照困难。
当即准线太长时,目标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。
二、引张线法:利用张紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线,测量沿线测点和钢丝之间的相对位移,以确定该点的水平位移。
适用于大型直线形混凝土的廊道内测点的水平位移观测。
主要用于测定混凝土建筑物垂直于轴线方向的(顺水流方向)水平位移。
三、激光准直法:利用激光束代替视线进行照准的准直方法,使用的仪器有激光准直仪,波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统等。
适用于大型直线形混凝土坝观测。
对于布设在直线型的土石坝或混凝土坝顶上观测点的水平位移,主要是采用视准线法和激光准直方法观测。
因为它们速度快,精度较高,计算工作也较简单。
当采用这一方法时,主要的是要求它们的端点稳定,所以必须要作适当的布置,采用适当的方法来检核这一要求是否满足。
水平位移观测默认分类2010-05-22 09:27:45 阅读21 评论0 字号:大中小订阅12.4 水平位移观测根据场地条件,水平位移的观测方法可分为基准线法(包括视准线,引张线等),小角法、几何大地测量方法(包括导线法、变会法、GPS观测监测网等)。
12.4.1 基准线测定水平位移基准线法的原理是以通过水式建筑物轴线(例如大坝轴线)或平行于建筑物轴线的固定不变的铅直平面为基准面,根据它来测定建筑物的水平位移。
图12-2为某坝坝顶基准线示意图。
A,B分别为在坝两端所选定的基准线端点。
当经纬仪在A点,在B点安置标牌,则通过仪器中心的铅直线与B点处固定标志中心所构成的铅直平面P即形成基准线法中的基准面。
这种由经纬仪的视准面形成基准面的基准线法,我们称之为视准线法。
视准线法按其所使用的工具和作业方法的不同,又可分为“测小角法”和“活动砚牌法”。
测小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与置镜点到观测点的视线方向之间所夹的小角,从而计算观测点相对于基准线偏离值。
活动砚牌法则利用活动砚牌上的标尺,直接测定此项偏离值。
随着激光技术的发展,出现了由激光束建立基准面的基准线法,根据其确定偏离值的原理,有以激光束替代经纬仪视线的“激光经纬仪准直”和利用光干涉原理的“波带板激光准直”(三点法准直)。
在大坝廊道的特定条件下,采用通过拉直的钢丝的竖直面作为基准面来测定坝体偏离值具有一定的优越性,这种基准线法称之为引张线法。
由于建筑物的位移值一般来说是很小的,因此对位移值的观测精度要求很高(例如混凝土坝位移观测的中误差要求小于),因而在各种测定偏离值的方法中都采取了一些提高精度的措施。
对基准线端点的设置、对中装置构造、觇牌设计及观测程序等均进行了不断的改进。
1.观测墩目前,一般采用钢筋混凝土结构的观测墩。
观测墩底座部分要求直接浇筑在基岩上,以确保其稳定性。
为了减少仪器与觇牌的安置误差,在观测墩顶面常埋设固定的强制对中设备,通常要求它能使仪器及觇牌的偏心误差小0.1mm。