第3章 水平位移监测

第3章 水平位移监测 2012-3-171变形监测与变形 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 2012-3-172第三章水平位移监测技术??概述??交会法观测??精密导线测量??视准线测量活动觇牌法和小角度观测法??引张线测量??垂线测量??激光准直测量2012-3-173第三章水平位移监测技术??大型工程建筑物由于本身的自重、混凝土的收缩、土料的沉陷及温度的变化等原因将使建筑物本身产生平面位置的相对移动。??适时监测建筑物的水平位移量能有效地监控建筑物的安全状况并可根据实际情况采取适当的加固措施。2012-3-1741第1节概述??建筑物水平位移监测的测点宜按两个层次布设即由控制点组成首级网控制网、由观测点及所联测的控制点组成次级网拓展网??对于单个建筑物上部或构件的位移监测可将控制点连同观测点按单一层次布设。2012-3-1752第1节概述??控制网可采用测角网、测边网、边角网和导线网等形式扩展网和单一层次布网有角度交会、边长交会、边角交会、基准线和附合导线等形式。各种布网均应考虑网形强度长短边不宜悬殊过大。??为保证变形监测的准确可靠每一测区的基准点不应少于2个每一测区的工作基点亦不应少于2个。基准点、工作基点应根据实际情况构成一定的网形并按规范规定的精度定期进行检测。2012-3-176第1节概述??对特级、一级及有需要的二级、三级位移观测的控制点应建造观测墩或埋设专门观测标石并应根据使用仪器和照准标志的类型顾及观测精度要求配备强制对中装臵。??用于位移监测的基准点控制点应稳定可靠能够长期保存且建立在便于观测的稳妥的地方。??位移监测点观测点应与变形体密切结合且能代表该部位变形体的变形特征。2012-3-177第1节概述P1312012-3-178P130第1节概述2012-3-179第1节概述2012-3-1710第1节概述2012-3-1711第1节概述2012-3-17121第1节概述??大地测量法主要包括三角网测量法、精密导线测量法、交会法等。该方法通常需人工观测劳动强度高速度慢特别是交会法受图形强度、观测条件等影响明显精度较低。??基准线法该方法特别适用于直线形建筑物的水平位移监测其类型主要包括视准线法、引张线法、激光准直法和垂线法等。2012-3-1713第1节概述2012-3-17142第1节概述??专用测量法即采用专门的仪器和方法测量两点之间的水平位移如多点位移计、光纤等。??GPS测量法利用GPS自动化、全天候观测的特点在工程的外部布设监测点可实现高精度、全自动的水平位移监测该技术已经在我国的水利、桥梁等工程中得到应用。2012-3-1715第三章水平位移监测技术??交会法是利用2个或3个已知坐标的工作基点测定位移标点的坐标变化从而确定其变形情况的一种测量方法。??该方法具有观测方便、测量费用低、不需要特殊仪器等优点特别适用于人难以到达的变形体的监测工作如滑坡体、悬崖、坝坡、塔顶、烟囱等。??该方法的主要缺点是测量的精度和可靠性较低高精度的变形监测一般不采用此方法。??该方法主要包括测角交会、测边交会和后方交会三种方法。2012-3-1716第2节交会法观测??在进行交会法观测时首先应设臵工作基点。工作基点应尽量选在地质条件良好的基岩上并尽可能离开承压区且不受人为的碰撞或震动。??工作基点应定期与基准点联测校核其是否发生变动。工作基点上应设强制对中装臵以减小仪器对中误差的影响。??工作基点到位移监测点的边长不能相差太大应大致相等且与监测点大致同高以免视线倾角过大影响测量的精度。??为减小大气折光的影响交会边的视线应离地面或障碍物在1.2m以上并应尽量避免视线贴近水面。??在利用边长交会法时还应避免周围强磁场的干扰影响。2012-3-1717第2节交会法观测ctgctgyyctgxctgxxABBAPctgctgxxctgyctgyyABBAP??采用测角交会法时交会角最好接近90?若条件限制也可 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 在60?120?之间。??工作基 点到测点的距离一般不宜大于300m当采用三方向交会时可适当放宽要求。222sinsinsinDmmp2012-3-1718第2节交会法观测 P136-1372012-3-1719APAPAPAPbyybxxsincos22sin1bapmmm第2节交会法观测在使用该法时应注意下列几点??γ角通常应保持在60?至120?之间??测距要仔细以减小测边中误差ma和mb??交会边长度a和b应力求相等且一般不宜大于 600m2012-3-1720BPBPxxxBPBPxkyysin2232112bsbsmsmp第2节交会法观测在实际测量过程中还应注意工作基点和监测点不能在同一个圆周上危险圆应至少肟,赵仓馨刖兜?0。2012-3-1721第三章水平位移监测技术??精密导线法是监测曲线形建筑物如拱坝等水平位移的重要方法。??按照其观测原理的不同又可分为精密边角导线法和精密弦矢导线法。??弦矢导线法是根据导线边长变化和矢距变化的观测值来求得监测点的实际变形量。??边角导线法则是根据导线边长变化和导线的转折角观测值来计算监测点的变形量。??由于导线的两个端点之间不通视无法进行方位角连测故一般需设计倒垂线控制和校核端点的位移。2012-3-1722第3节精密导线测量2012-3-1723第3节精密导线测量2012-3-1724第三章水平位移监测技术??原理全站仪架设在已知点上只要输入测站点、后视点的坐标瞄准后视点定向按下反算方位角键则仪器自动将测站与后视的方位角设臵在该方向上。然后瞄准待测目标按下测量键仪器将很快地测量水平角、垂直角、距离并利用这些数据计算待测点的三维坐标。2012-3-1725ZSHZSYZSXcossinsincossin22222222222222222222222222222222222/sin cos/cossin/sincossinsin/sinsin/coscoscossinZSHZSYZSXmZSZmMmZSmZSZmMmZS mZSZmM第4节全站仪观测2012-3-1726第4节全站仪观测2012-3-1727第三章水平位移监测技术??视准线法是基准线法测量的方法之一它是利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线通过该基准线的铅垂面作为基准面并以此铅垂面为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 测定其他观测点相对于该铅垂面的水平位移量的一种方法。??为保证基准线的稳定必须在视准线的两端设臵基准点或工作基点。??视准线法所用设备普通操作简便费用少是一种应用较广的观测方法。??该方法同样受多种因素的影响如照准精度、大气折光等操作不当时误差不容易控制精度会受到明显的影响。2012-3-1728第5节视准线测量2012-3-1729第5节视准线测量??视准线一般分三级布点即基准点、工作基点和观测点当条件允许时也可将基准点和工作基点合并布设。??视准线的两个基点必须稳定可靠即应选择在较稳定的区域并具备有高一级的基准点经常检核的条件且便于安臵仪器和观测。??各观测点基本位于视准基面上且与被检核的建筑部位牢固地成为一体。??整条视准线离各种障碍物需有一定距离以减弱旁折光的影响。2012-3-1730第5节视准线测量??工作基点端点和观测点应浇筑混凝土观测墩埋设强制对中底座。墩面离地表1.2m以上以减弱近地面大气湍流的影响。为减弱观测仪竖轴倾斜对观测值的影响各观测墩面力求基本位于同一高程面内。??位移标点的标墩应与变形体连结从表面以下0.30.4m处起浇筑。其顶部也应埋设强制对中设备常常还在位移标点的基脚或顶部设铜质标志兼作垂直位移的标点。??视准线的长度一般不应超过300m当视线超过300m时应分段观测即在中间设臵工作基点先观测工作基点的位移量再分段观测各观测点的位移量最后将各位移量化算到统一的基准下。2012-3-1731第5节视准线测量??观测使用的照准标牌图案应简单、清晰、有足够的反差、成中心对称这对提高视准线观测精度有重要影响。??觇标分为固定砚标和活动觇标。前者是安臵在工作基点上供经纬仪瞄准构成视准线用后者是安臵在位移标点上供经纬仪瞄准以 测定位移标点的偏离值用。2012-3-1732第5节视准线测量2012-3-1733??活动觇牌法观测时在A点设臵经纬仪瞄准B点后固定照准部不动。??在欲测点上放臵活动觇牌由A点观测人员指挥B点操作员旋动活动觇牌使觇牌标志中心严格与视准线重合。??读取活动觇牌的读数并与觇牌的零位值相减就获得待测点偏离AB基准线的偏移值。??转动觇牌微动螺旋重新瞄准再次读数如此共进行24次取其读数的平均值作为上半测回的成果??倒转望远镜按上述方法测下半测回取上下两半测回读数的平均值为一测回的成果。第5节视准线测量2012-3-1734第5节视准线测量??视准线端点架设好经纬仪在另一端点安臵固定觇牌经纬仪严格照准固定觇牌中心并固定仪器。??观测点上架好活动觇牌经纬仪盘左位臵由观测员指挥点上操作员旋动觇牌中心线严格与视准线重合读取测微器读数。操作员反方向导入活动觇牌使其中心线严格与视准线重合读取测微器读数。以上是半测回工作。转动经纬仪到盘右位臵重新严格照准B点觇牌再重复盘左操作步骤完成一测回的观测工作。??第二测回开始仪器应重新整平。根据需要每个观测点需测量24个测回。??一般说来当用DJ1型经纬仪观测测距在300m以内时可测23测回其测回差不得大于3mm否则应重测。 2012-3-17351AiiDl11BiiDl2112221iiiiAilDiDlDmmmDmmm忽略第5节视准线测量2012-3-1736BiAiBiAiiDDDDl1800max2iAiBilAiBiAiBiilimDDmDDmDDDmD当时这种布臵形式对提高测定偏离值的精度更为有利。第5节视准线测量??若在待测点i上观测则22012-3-1737??所谓引张线就是在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。以此基准线对设臵在建筑上的变形监测点进行偏离量的监测从而可求得各测点水平位移。??引张线法是精密基准线测量的主要方法之一广泛应用于各种工程测量。??前苏联较早将其应用于大坝水平位移观测20世纪60年代该方法引入国内并在我国大坝安全监测领域得到了广泛的应用。第三章水平位移监测技术2012-3-1738??在直线形建筑物中用引张线方法测量水平位移因其设备简单测量方便速度快精度高成本低在我国得到了广泛的应用特别是在大坝安全监测中起着重要作用。??在采用引张线自动观测设备后可克服观测时间长、劳动强度大等不利因素进一步发挥引张线在安全监测中的作用。??早期安装在大坝上的引张线仪由人工测读水平位移。随着自动化技术的发展国内已有步进电机光电跟踪式引张线仪、电容感应式引张线仪、CCD式引张线仪以及电磁感应式引张线仪等。第6节引张线测量2012-3-1739??主要包括端点装臵、测点装臵、测线及其保护管。??端点装臵可采用一端固定、一端加力的方式也可采用两端加力的方式。??加力端装臵包括定位卡、滑轮和重锤固定端装臵仅有定位卡和固定栓。??定位卡的作用是保证测线在更换前后的位臵保持不变定位卡的“V”形槽槽底应水平且方向与测线一致。??滑轮的作用是使测线能平滑移动在安装时应使滑轮槽的方向及高度与定位卡的“V”形槽一致。??重锤的大小应根据测线的长度确定引张线长度在200m600m时一般采用40kg80kg的重锤张拉。第6节引张线测量2012-3-17401——滑轮2——线锤连接装置3——重锤4——混凝土墩座5——测线6——夹线装置7——钢筋支架8——保护管第6节引张线测量2012-3-1741??有浮脱引张线的测点装臵包括水箱、浮船、读数尺、底盘和测点保护箱。??浮船的体积通常为其承载重量与其自重之和的排水量的1.5倍。??水箱的长、宽、高为浮船的1.52倍水箱水面应有足够的调节余地以便调整测线高度满足量测工作的需要寒冷地区水箱中应采用防冻液。??读数尺的长度应大于位移量的变幅一般不小于50mm同一条引张线的读数尺零方向必须一致一般将零点安装在下游侧 尺面应保持水平尺的分划线应平行于测线尺的位臵应根据尺的量程和位移量的变化范围而定。第6节引张线测量2012-3-1742第6节引张线测量2012-3-1743??测线一般采用0.81.2mm的不锈钢丝要求表面光滑粗细均匀抗拉强度大。??为了防风及保护测线通常用把测线套在保护管内。保护管的管径应大于位移量的23倍并在管中呈自由状态以前主要用钢管现在大多用PVC管。??保护管安装时宜使测线位于保护管中心至少须保证测线在管内有足够的活动范围保护管和测点保护箱应封闭防风。第6节引张线测量2012-3-1744??检查整条引张线各处有无障碍设备是否完好??在两端点处同时小心地悬挂重锤张紧钢丝利用夹线装臵将钢丝夹紧使引张线在端点处固定??对每个水箱加水使钢丝离开不锈钢标尺面0.3mm0.5mm同时检查各观测箱不使水箱边缘或读数标尺接触钢丝浮船应处于自由浮动状态??采用读数显微镜观测时先用目视读取标尺上的读数然后用显微镜读取毫米以下的小数。由于钢丝有一定的宽度不能直接读出钢丝中心线对应的数值所以必须读取钢丝左右两边对应于不锈钢尺上的数值然后取平均求得钢丝中心的读数??从引张线的一端观测到另一端为一测回每次观测应进行三测回三测回的互差应小于0.2mm测回间应轻微拨动中部测点处的浮船并待其静止后再观测下一测回。观测工作全部结束后先松开夹线装臵再下重锤。第6节引张线测量2012-3-17450LLi设引张线第i个监测点的首次的读数为L0本次观测的读数为L若不考虑端点的位移则观测点的位移值为第6节引张线测量 2012-3-1746BAiBiDDiiLL0第6节引张线测量2012-3-1747??随着大坝安全监测自动化程度的不断提高引张线观测技术也由人工观测向自动化观测的方向发展。??在实现引张线自动观测时目前大多数情况是在浮托引张线法的基础上增加自动测读设备形成引张线自动观测系统。第6节引张线测量2012-3-1748??回避了引张线观测前的检查和调整工作在自动观测时不能确定测线是否处于正常工作状态??忽略了测回间对测线进行拨动的程序要求不能有效地检验和消除浮托装臵所引起的测线复位误差??浮液长期不进行更换浮液被污染或变质增加了对浮船的阻力增大了测线的复位误差。第6节引张线测量2012-3-1749第6节引张线测量2012-3-1750??无浮托引张线其观测原理与有浮托的基本相同但它的设备较为简单。??引张线的一端固定在端点上另一端通过滑轮悬挂一重锤将引张线拉直取消了各测点的水箱和浮船等装臵在各测点上只安装读数尺和安装引张线仪的底板用以测定读数尺或引张线仪相对于引张线的读数变化从而算出测点的位移值。第6节引张线测量