CN104390632A - 一种全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全站仪视准线法测量水平位移观测台，包括基座、设置于基座上的滑道、垂直于基座且能沿滑道滑动的照准部、固定在照准部底部的指针、设置在基座上且与读数指针对应的刻度面、激光器。使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点，通过激光器发出的激光确定观测方向，调整刻度面与视准面垂直，旋动三颗调节螺旋，确保基座水平，并将此时观测台正对变形监测点位的中心处的初始刻度值记录下来，找到变形监测点，指挥观测台操作员平移照准部，使照准部上带有瞄准十字的反射片与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准面的位移，也即其相对于原始位置的位移量。本发明结构简单，操作方便。

Description

一种全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种全站仪视准线法测量水平位移的观测台及其使用方法，属于工程测量领域，为全站仪视准线法进行水平位移测量时的辅助定位测量平台。
背景技术
视准线法为一般工程项目结构位移测量的方法之一，在工程监测中普遍使用。它的测量原理是：选取两个稳定的基准点，在其中一个基准点上设置全站仪，调节全站仪，瞄准另一基准点，利用全站仪的竖直视准面作为基准，然后在视准面与所需监测的结构面的交线上布设变形监测点。随着施工进行，导致结构变形，结构面的变形监测点将有微小移动，其相对于视准面移动的距离即为变形监测点的位移。此方法为基坑或大坝边坡水平位移测量的常用技术方法。
传统的测量视准面与变形监测点之间距离测量方式有两种：小角度法和直接丈量法。小角度法需多次调节全站仪水平旋转，获取所需角度与距离，然后根据三角函数换算求得目标点的位移量。此法操作复杂，且误差较大。而直接丈量法为使用全站仪确定视准面后，旋紧水平制动螺旋，在变形监测点处立测钎，通过全站仪观测，调节测钎位置，使测钎处于视准面与结构面的交线上，然后利用直尺直接量出测钎底部与变形监测点的距离。此法操作相对简单，但读数时也存在着较多误差，其误差种类主要有以下5种：
1.全站仪的瞄准误差与全站仪内部机械误差，此种误差因仪器精度原因，无法避免，可通过多测回法或选择高精度仪器降低误差；
2.直尺摆放时不能水平读数，即直尺面不能与视准线垂直引起的读数误差，此种误差较大；
3.测钎的直径过大，为确定测钎中心线，在估读时会引起读数误差，此种误差较大；
4.读数时测量员眼睛与测钎直尺的倾斜角度引起的视线倾斜造成读数误差，此种误差较大；
5.全站仪瞄准测钎时的瞄准误差。因全站仪距离测钎较远，存在视差，微小角度变化即可引起较大误差。
由于存在以上种种误差，导致测钎与直尺的读数方法测量精度不高，目前只能估读到1mm，而且在读数的过程中，测量员需根据视准线的方向确定站位，且需反复调节测钎的位置与竖直度，此方法耗时较多，对测量员身体素质要求较高，工作效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便、测量精度高的全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法。
本发明提出的全站仪视准线法测量水平位移观测台，包括基座、滑道、照准部、指针、激光器、反射片和异型警示牌，所述基座上设有滑道，照准部垂直布置于基座上，照准部底部嵌于滑道内，且能沿滑道来回滑动，激光器固定于照准部的中部竖直中线上，异型警示牌位于照准部上端，所述反射片固定于照准部上端异型警示牌的中心。照准部下端设有指针，基座上设有刻度面，所述指针与刻度值对应，为调节基座完全水平，所述基座1上安装有三颗水平调节螺旋，基座上安装有圆水准器。
本发明中，所述滑道由滑道外缘与滑道内缘构成，照准部底部通过照准部固定板螺钉固定于照准部固定板上。
本发明提出的一种高层建筑测量控制点投射定位辅助装置的使用方法，具体操作步骤如下：
施工前的准备工作：在基坑未开挖时，在基坑边坡旁边扰动影响范围外确定第一基准点24、第二基准点25。在第二基准点25上精密架设全站仪，对中整平后，瞄准第一基准点24，此时全站仪的视线即为视准线。在此视准线上按一定距离布设原始变形监测点位27若干； 
当基坑逐步开挖时，靠近边坡的土体将向着基坑开挖的方向23移动，产生的位移状态如基坑边坡位移线21。此时原始变形监测点位27则移动到变形监测点位28。此观测台的功能即为多次测量原始变形监测点位27与发生位移后的变形监测点位28之间的距离；
具体使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点28，然后通过激光器8发出的激光确定观测方向，调整刻度面4与视准面垂直，然后旋动第一调节螺旋2、第二调节螺旋10和第三调节螺旋13，使得基座1上的圆水准器3完全居中，从而确保基座1水平，并将此时观测台正对变形监测点位的中心处的初始刻度值记录下来，此时测量员通过操作已定向的全站仪，找到变形监测点，指挥观测台操作员平移照准部7，使照准部7上带有瞄准十字的反射片6与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针9对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准线的位移，也即其相对于原始位置的位移量。
本发明中，也可利用全站仪瞄准反射片测量相应的角度与距离，通过小角度法计算水平位移。故该发明能较好地适用于直接丈量法和小角度法。
本发明取得的有益效果在于：
本发明的全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法为首次发明。发明主体结构简单，易于制作，成本较低。本发明的全站仪视准线法水平位移观测台，通过三颗调节螺旋、和圆水准器3可保证基座1调整至水平，提高测量精度；而激光器8和照准部7上的带有瞄准十字的反射片6协同工作，可实现观测台精确地对准全站仪，及保证全站仪精确找到该观测台，并精瞄反射片，大大提高测量精度。本发明的全站仪视准线法水平位移观测台，通过读数指针9与刻度面4的相互配合，可估读至0.1mm，提高了测量精度。本发明的全站仪视准线法水平位移观测台，调校过程可一次完成，减少了人工调整时间，大大提高了工作效率。  
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的背部俯视图。
图4是本发明使用图示。
图中标号：1、基座，2、第一调节螺旋，3、圆水准器，4、刻度面，5、异形警示牌，6、反射片，7、照准部，8、激光器，9、指针，10、第二调节螺旋，11、滑道，12、滑动方向，13第三调节螺旋，14、基座背部，15、滑道外缘，16、滑道内缘，17、照准部固定板，18、照准部固定板螺钉，19、调节螺旋底部，20、已开挖基坑，21、基坑边坡位移线，22、基坑边坡，23、基坑边坡位移方向，24、第一基准点，25、第二基准点，26、视准线，27、原始变形监测点位，28、发生位移后的变形监测点位。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
如图1和图2所示，本发明包括基座1、精密设置于基座1上的滑道11、垂直于基座1且能沿滑道11滑动的照准部7、固定在照准部7底部的指针9，所述指针9用于读数，设置在基座1上且与指针9对应的刻度面4、激光器8、与全站仪配套使用的带有瞄准十字的反射片6和异型警示牌5。激光器8固定在照准部7的中部竖直中线上，所述反射片6固定于照准部7上端且位于异型警示牌5的中心。为调节基座平台完全水平，所述基座1上安装有三颗水平调节螺旋，即第一调节螺旋2、第二调节螺旋10和第三调节螺旋13。为直观观察基座1的水平情况，在基座1上安装有一个高精度圆水准器3。基座背部14上主要结构包括：滑道外缘15与滑道内缘16构成滑道12，照准部7由照准部固定板17固定，上部有两枚照准部固定板螺钉18。
在已开挖基坑20未开挖时，在基坑边坡22旁边扰动影响范围外适当位置，确定第一基准点24和第二基准点25。在第二基准点25上精密架设全站仪，对中整平后，瞄准第一基准点24，此时全站仪的视线即为视准线。在此视准线上按一定距离布设原始变形监测点位27若干。以上工作为施工前的准备工作。
当基坑逐步开挖时，靠近边坡的土体将向着基坑开挖的基坑边坡位移方向23移动，产生的位移状态如基坑边坡位移线21。此时原始变形监测点位27则移动到发生位移后的变形监测点位28。测量任务即为多次测量原始变形监测点位27与发生位移后的变形监测点位28之间的距离。
具体测量时，架设全站仪于第二基准点25，对中整平后，精瞄第一基准点24，确定基准线，旋紧水平制动螺旋。此时，将本发明的全站仪视准线法水平位移观测台刻度侧贴紧变形观测点28，通过激光器8发出的激光确定观测方向，协同调整第一调节螺栓2、第二调节螺栓10和第三调节螺栓13，使得基座1上的圆水准器3居中，从而确保基座1水平，并将此时发生位移后的变形监测点位28正对的刻度值记录下来，此为初始刻度值。然后测量员通过全站仪调节竖直旋转，瞄准原始变形监测点位27，通过对讲机遥控观测台操作员平移照准部7，使照准部7上的带有瞄准十字的反射片6位于全站仪望远镜的十字中心，此时，再将读数指针9所对应的刻度值记录。用该刻度值减去初始刻度值，即为所求变形监测点的位移量。

Claims (4)

1.一种全站仪视准线法测量水平位移观测台，包括基座(1)、滑道(11)、照准部(7)、指针(9)、激光器(8)、反射片(6)和异型警示牌(5)，其特征在于所述基座(1)上设有滑道(11)，照准部(7)垂直布置于基座(1)上，照准部(7)底部嵌于滑道(11)内，且能沿滑道(11)来回滑动；激光器(8)固定于照准部(7)的中部竖直中线上，异型警示牌(5)位于照准部(7)上端，所述反射片(6)固定于照准部(7)上端异型警示牌(5)的中心；照准部(7)下端设有指针(9)，基座(1)上设有刻度面(4)，所述指针(9)与刻度值对应，为调节基座(1)完全水平，所述基座(1)上安装有三颗水平调节螺旋，基座(1)上安装有圆水准器(3)。
2.根据权利要求1所述的全站仪视准线法测量水平位移观测台，其特征在于所述滑道由滑道外缘与滑道内缘构成，照准部底部通过螺钉固定于照准部固定板上。
3.一种如权利要求1所述的全站仪视准线法水平位移观测台的使用方法，其特征在于具体步骤如下：
施工前的准备工作：在基坑未开挖时，在基坑边坡旁边扰动影响范围外确定第一基准点(24)、第二基准点(25)；在第二基准点(25)上精密架设全站仪，对中整平后，瞄准第一基准点(24)，此时全站仪的视线即为视准线；在此视准线上按一定距离布设原始变形监测点位(27)若干； 
当基坑逐步开挖时，靠近边坡的土体将向着基坑开挖的方向(23)移动，产生的位移状态如基坑边坡位移线(21)；此时原始变形监测点位(27)则移动到变形监测点位(28)；此观测台的功能即为多次测量原始变形监测点位(27)与发生位移后的变形监测点位(28)之间的距离；
具体使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点(28)，然后通过激光器(8)发出的激光确定观测方向，调整刻度面(4)与视准线垂直，然后协同旋动第一调节螺旋(2)、第二调节螺旋(10)和第三调节螺旋(13)，使得基座(1)上的圆水准器(3)完全居中，确保基座(1)水平，并将此时观测台正对变形监测点位中心处的初始刻度值记录下来；此时测量员通过操作已定向的全站仪，找到变形监测点，通过对讲机指挥观测台操作员平移照准部(7)，使照准部(7)上带有瞄准十字的反射片(6)与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针(9)对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准面的位移，也即其相对于原始位置的位移量。
4.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于利用全站仪瞄准反射片测量相应的角度与距离，通过小角度法计算水平位移。
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