CN113358087A - 一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，具体包括如下步骤：步骤I，在钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线，在钢梁上布设反射片；步骤II，在钢梁下方的底板上布设至少两个高程已知点并进行水准闭合联测；步骤III，在底板任意位置架设仪器，测量其中一个已知点高程；步骤IV，全站仪切换至反射片观测模式，瞄准监测点反射片进行相对坐标及高程测量；步骤V，导出挠度值公式：步骤VI，每个监测点位进行盘左、盘右两次观测，取平均值作为一测回观测值；步骤VII，取独立观测的平均值为本次观测成果；步骤VIII，对钢梁静置、提升、就位、卸载及屋面混凝土施工各过程进行监测，通过挠度变化进行受力分析。该钢梁挠度测量方法方便快捷，准确性好。

Description

一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法

技术领域

本发明涉及建筑工程测量领域，具体涉及一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法。

背景技术

传统的挠度测量大都采用水准仪或挠度测量仪(百分表、位移计)直接测量，该方法的优点是可以进行多点检测，直接得到各测点的挠度数值，测量结果稳定可靠。

但是直接测量方法存在很多不足：

1、挠度测量仪属于专用仪器，一般施工企业需额外配置。

2、直接测量法需在各监测点搭设专用操作平台，当监测目标高度较高、跨度较大或存在交叉施工时无法搭设操作平台。

3、在操作平台上进行测量时存在安全隐患。

4、监测仪器仪表安、拆均比较复杂，耗时较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，解决传统挠度测量仪器安拆复杂、操作平台搭设困难的问题，测量方法方便快捷，准确性好。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，包括具体包括如下步骤：

步骤I，钢梁地面拼装完成后，在钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线，在钢梁两端及跨中布设反射片；

步骤II，在钢梁下方的底板上布设至少两个高程已知点，定期对高程已知点进行水准闭合联测，保证已知点高程值准确可靠；

步骤III，利用全站仪三角高程观测原理，根据施工环境在底板任意位置架设仪器，直接测量其中一个已知点高程，根据全站仪显示高程反算仪器高，调整仪器高后重新设站，此方法可避免手动钢尺量取仪器高出现的误差；

步骤IV，通过测量另外一个已知点高程复核设站准确性，然后全站仪切换至反射片观测模式，棱镜高设置为0，瞄准监测点反射片进行相对坐标及高程测量；

步骤V，通过步骤III和步骤IV的测量以及计算，将规范公式利用三角形等比相似推导出挠度值公式：

式中，H′_A、H′_B——两端监测点反射片高程，单位m；

H′_E——任意监测点反射片高程，单位m；

L_AE、L_EB——轴线相邻监测点水平距离，单位m；

f₁——任意监测点E点的竖向挠度值，单位mm；

步骤VI，钢梁提升前对监测点进行初始值观测，为保证观测精度，减少瞄准误差，每个监测点位进行盘左、盘右两次观测，取平均值作为一测回观测值；

步骤Ⅶ，全部点位观测结束后变动仪器高进行2次独立观测，当2次独立观测所计算高差较差小于(D为两点间距离，以Km为单位)，即满足三等沉降观测精度时，取平均值为本次观测成果；

步骤Ⅷ，随施工进度，对钢梁静置、提升、就位、卸载及屋面混凝土施工各过程进行监测，通过挠度变化进行受力分析。

优选的，所述步骤I中钢梁的跨度超过24米时，需在钢梁的跨度1/4处加设监测点位；所述反射片中心与弹出轴线或轴线偏移线重合。

优选的，所述步骤V的中的任意监测点E点的竖向挠度值f₁的计算方法如下：

根据三角形等比相似原理得出：

整理得：

(H′_B-H′_A)×L_BE＝H′_B×(L_BE+L_EA)-(f₁+H′_E)×(L_BE+L_EA)

最终的：

优选的，所述挠度变化值正值为下挠，负值为上拱；

所述E点是在轴线的任意位置，如果E点在轴线中心，得出的挠度值为跨中挠度值，如E点在轴线1/4处，得出的挠度值为轴线1/4处的挠度值。

优选的，所述钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线的设备采用墨盒，弹出轴线或轴线偏移线为墨线；

所述反射片为自贴式反射片，反射片的背部设置有粘贴结构。

本发明的有益效果是：

1、本方法采用传统施工测量仪器进行测量，仅需购买相配套反射片即可施测，成本极低。本方法无需搭设专用操作平台，可对任意高度、任意跨度的监测目标进行测量，且不受交叉施工影响，施测过程中不存在安全隐患，对于受场地限制观测仰角接近90度的监测点，可采用全站仪配合弯管目镜进行测量。

2、监测点布设及拆除方便，钢梁拼装完成后即可在地面布设反射片，测量结束后反射片无需拆除，不影响结构安全。

3、通过改造公式可知，若不考虑钢梁绝对高程变化量，可不设地面高程已知点，全站仪任意设站均可测得当期挠度值。

4、通过对规范中挠度值计算公式进行三角形等比相似变形，将公式各监测点的沉降量替换为各点的实测高程值，数据处理简单快捷，可独立计算每次测量的挠度值。利用全站仪三角高程观测原理及反射片观测模式，测量方量简单快捷，观测数据准确可靠，不受测量环境限制。

5、该方法可对钢梁受力全过程挠度变化进行测量，从安装(静置、提升、就位、卸载)到后续压型钢板铺设、混凝土浇筑各阶段进行测量，系统分析加载过程钢梁挠度变化。该方法可推广至钢梁、管桁架、混凝土结构的竖向挠度测量及各结构的横向挠度测量。

附图说明

为了清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是全站仪反射片式钢梁挠度测量方法的流程框图

图2是全站仪反射片式钢梁挠度测量方法中的公式变形推导示意图

图3是实施例2中实际应用模型示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明进行详细说明：

实施例1

结合图1至图3，一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，包括具体包括如下步骤：

步骤I，钢梁地面拼装完成后，在钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线，在钢梁两端及跨中布设反射片；

步骤II，在钢梁下方的底板上布设至少两个高程已知点，定期对高程已知点进行水准闭合联测，保证已知点高程值准确可靠；

步骤III，利用全站仪三角高程观测原理，根据施工环境在底板任意位置架设仪器，直接测量其中一个已知点高程，根据全站仪显示高程反算仪器高，调整仪器高后重新设站，此方法可避免手动钢尺量取仪器高出现的误差；

步骤IV，通过测量另外一个已知点高程复核设站准确性，然后全站仪切换至反射片观测模式，棱镜高设置为0，瞄准监测点反射片进行相对坐标及高程测量；

步骤V，通过步骤III和步骤IV的测量以及计算，将规范公式利用三角形等比相似推导如下：

式中，H′_A、H′_B——两端监测点反射片高程，单位m；

H′_E——任意监测点反射片高程，单位m；

L_AE、L_EB——轴线相邻监测点水平距离，单位m；

f₁——任意监测点E点的竖向挠度值，单位mm；

步骤VI，钢梁提升前对监测点进行初始值观测，为保证观测精度，减少瞄准误差，每个监测点位进行盘左、盘右两次观测，取平均值作为一测回观测值；

步骤Ⅶ，全部点位观测结束后变动仪器高进行2次独立观测，当2次独立观测所计算高差较差小于(D为两点间距离，以Km为单位)，即满足三等沉降观测精度时，取平均值为本次观测成果；

步骤Ⅷ，随施工进度，对钢梁静置、提升、就位、卸载及屋面混凝土施工各过程进行监测，通过挠度变化进行受力分析。

步骤I中钢梁的跨度超过24米时，需在钢梁的跨度1/4处加设监测点位；所述反射片中心与弹出轴线或轴线偏移线重合。

实施例2

结合图1至图3，步骤V的中的任意监测点E点的竖向挠度值f₁的计算方法如下：

根据三角形等比相似原理得出：

整理得：

(H′_B-H′_A)×L_BE＝H′_B×(L_BE+L_EA)-(f₁+H′_E)×(L_BE+L_EA)

最终的：

挠度变化值正值为下挠，负值为上拱；

所述E点是在轴线的任意位置，如果E点在轴线中心，得出的挠度值为跨中挠度值，如E点在轴线1/4处，得出的挠度值为轴线1/4处的挠度值。钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线的设备采用墨盒，弹出轴线或轴线偏移线为墨线；所述反射片为自贴式反射片，反射片的背部设置有粘贴结构。

实施例3

结合图1至图3，一种用全站仪反射片对钢梁挠度测量的方法，包括对规范中挠度计算公式采用三角形等比相似进行推导，在钢梁轴线1上布设反射片2，在地面已知控制点6上架设棱镜5，在地面任意位置架设脚架4及全站仪3，通过测量已知控制点6高程反算仪器高，调整仪器高后重新设站，全站仪切换至反射片观测模式后，棱镜高设置为0，然后直接测量反射片2的相对坐标及高程。

该方法可对任意高度、任意跨度的钢梁挠度进行测量，且不受交叉施工影响，无需额外购买专业测量仪器，操作简单快捷，可准确反映钢梁在施工各阶段的挠度变化，同时该方法可对钢柱、管桁架、混凝土柱、混凝土梁的竖向挠度及横向挠度监测推广使用。

本方法采用传统施工测量仪器进行测量，仅需购买相配套反射片即可施测，成本极低。本方法无需搭设专用操作平台，可对任意高度、任意跨度的监测目标进行测量，且不受交叉施工影响，施测过程中不存在安全隐患，对于受场地限制观测仰角接近90度的监测点，可采用全站仪配合弯管目镜进行测量。

监测点布设及拆除方便，钢梁拼装完成后即可在地面布设反射片，测量结束后反射片无需拆除，不影响结构安全。

通过改造公式可知，若不考虑钢梁绝对高程变化量，可不设地面高程已知点，全站仪任意设站均可测得当期挠度值。

通过对规范中挠度值计算公式进行三角形等比相似变形，将公式各监测点的沉降量替换为各点的实测高程值，数据处理简单快捷，可独立计算每次测量的挠度值。利用全站仪三角高程观测原理及反射片观测模式，测量方量简单快捷，观测数据准确可靠，不受测量环境限制。

该方法可对钢梁受力全过程挠度变化进行测量，从安装(静置、提升、就位、卸载)到后续压型钢板铺设、混凝土浇筑各阶段进行测量，系统分析加载过程钢梁挠度变化。该方法可推广至钢梁、管桁架、混凝土结构的竖向挠度测量及各结构的横向挠度测量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，其特征在于，包括具体包括如下步骤：

步骤I，钢梁地面拼装完成后，在钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线，在钢梁两端及跨中布设反射片；

步骤II，在钢梁下方的底板上布设至少两个高程已知点，定期对高程已知点进行水准闭合联测，保证已知点高程值准确可靠；

步骤III，利用全站仪三角高程观测原理，根据施工环境在底板任意位置架设仪器，直接测量其中一个已知点高程，根据全站仪显示高程反算仪器高，调整仪器高后重新设站，此方法可避免手动钢尺量取仪器高出现的误差；

步骤IV，通过测量另外一个已知点高程复核设站准确性，然后全站仪切换至反射片观测模式，棱镜高设置为0，瞄准监测点反射片进行相对坐标及高程测量；

步骤V，通过步骤III和步骤IV的测量以及计算，将规范公式利用三角形等比相似推导出挠度值公式：

式中，H′_A、H′_B——两端监测点反射片高程，单位m；

H′_E——任意监测点反射片高程，单位m；

L_AE、L_EB——轴线相邻监测点水平距离，单位m；

f₁——任意监测点E点的竖向挠度值，单位mm；

步骤VI，钢梁提升前对监测点进行初始值观测，为保证观测精度，减少瞄准误差，每个监测点位进行盘左、盘右两次观测，取平均值作为一测回观测值；

步骤VII，全部点位观测结束后变动仪器高进行2次独立观测，当2次独立观测所计算高差较差小于(D为两点间距离，以Km为单位)，即满足三等沉降观测精度时，取平均值为本次观测成果；

步骤VIII，随施工进度，对钢梁静置、提升、就位、卸载及屋面混凝土施工各过程进行监测，通过挠度变化进行受力分析。

2.根据权利要求1所述的一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，其特征在于，所述步骤I中钢梁的跨度超过24米时，需在钢梁的跨度1/4处加设监测点位；所述反射片中心与弹出轴线或轴线偏移线重合。

3.根据权利要求1所述的一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，其特征在于，所述步骤V的中的任意监测点E点的竖向挠度值f₁的计算方法如下：

根据三角形等比相似原理得出：

整理得：

(H′_B-H′_A)×L_BE＝H′_B×(L_BE+L_EA)-(f₁+H′_E)×(L_BE+L_EA)

最终的：

。

4.根据权利要求1所述的一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，其特征在于，所述挠度变化值正值为下挠，负值为上拱；

所述E点是在轴线的任意位置，如果E点在轴线中心，得出的挠度值为跨中挠度值，如E点在轴线1/4处，得出的挠度值为轴线1/4处的挠度值。

5.根据权利要求1所述的一种全站仪反射片式钢梁挠度测量方法，其特征在于，所述钢梁表面弹出轴线或轴线偏移线的设备采用墨盒，弹出轴线或轴线偏移线为墨线；

所述反射片为自贴式反射片，反射片的背部设置有粘贴结构。

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