CZ2008422A3 - Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects - Google Patents
Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2008422A3 CZ2008422A3 CZ20080422A CZ2008422A CZ2008422A3 CZ 2008422 A3 CZ2008422 A3 CZ 2008422A3 CZ 20080422 A CZ20080422 A CZ 20080422A CZ 2008422 A CZ2008422 A CZ 2008422A CZ 2008422 A3 CZ2008422 A3 CZ 2008422A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measurement
- target
- measured
- vertical
- load
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Zpusob trigonometrického merení svislých posunu aplikovaný pri statických zatežovacích zkouškách stavebních objektu za pomoci totální stanice, zámerného tercíku a prechodného stanoviska, které musí ležet mimo poklesovou zónu. Na stavební objekt se pred merením nalepí svisle zámerný tercík tvorený osovým krížem s alespon dvema soustrednými kružnicemi. Merení se provede minimálne ve trech zatežovacích stavech, tj. bez zatížení, vlastní zatížení a odtížení. V každém zatežovacím stavu se opakují dve nebo více merických etap. Vždy se zmerí v obou polohách dalekohledu zenitové úhly na prusecíky kružnic zámerného tercíku s jeho svislou osou. Šikmá délka se urcí pouze v první etape. Zmerené zenitové úhly se redukují na stred zámerného tercíku. Redukcí upravené zenitové úhly se v jednotlivých etapách a zatežovacích stavech porovnají a tím se získají jejich zmeny, které slouží k výpoctu svislých posunu urcených relativne k prechodnému stanovisku. Nakonec se provede testování nulové hypotézy za úcelem zjištení, je-li svislý posun statisticky signifikantní hodnota.Trigonometric Measurement of Vertical Shifts Applied to Static Load Tests of Building Buildings Using Total Station, Intentional Target, and Transient Position, which must lie outside the fall zone. Before the measurement, the building object is glued with a vertically intentional target formed by an axial cross with at least two concentric circles. The measurement shall be carried out in at least three load conditions, ie without load, self-loading and unloading. Two or more meric stages are repeated in each load condition. The zenith angles are always measured in both positions of the telescope on the intersection of the circles of the deliberate target with its vertical axis. The oblique length is determined only in the first stage. The measured zenith angles are reduced to the center of the deliberate target. Reductions of the modified zenith angles are compared in the individual stages and load conditions, and their changes are obtained, which are used to calculate the vertical displacements determined relative to the transient position. Finally, the null hypothesis is tested to determine if the vertical shift is statistically significant.
Description
Způsob trigonometrického měření svislých posunů při statických zatěžovacích zkouškách stavebních objektůMethod of trigonometric measurement of vertical displacements during static load tests of building objects
Oblast technikyTechnical field
Předkládaný vynález se týká způsobu trigonometrického měření svislých posunů, která se provádějí při statických zatěžovacích zkouškách stavebních objektů, zejména mostů.The present invention relates to a method of trigonometric measurement of vertical displacements which are carried out in static load tests of buildings, in particular bridges.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Trigonometrická metoda je jednou z možných geodetických metod pro určování svislých posunů stavebních objektů - její princip je uveden např. v Hauf, M. a kol.: Geodézie. Praha, SNTL 1982. Dosud známá metoda tohoto typu spočívá v opakovaném měření zenitových úhlů, což jsou úhly ve svislé rovině mezi svislicí a záměrou na pozorovaný bod, za předpokladu, že poloha stanoviska o známé vzdálenosti od pozorovaných bodů je během celého měření neměnná. Při statických zatěžovacích zkouškách se jedná nejčastěji o přesné opakované zaměřeni zenitových úhlů z pevného stanoviska, ležícího mimo deformační zónu ve známé vzdálenosti od pozorovaných bodů. Pozorované body musí být vhodným způsobem signalizovány, aby umožňovaly přesné, podle časových možností nejlépe několikanásobné, zacílení v každé měřické etapě, které se opakují přibližně v pětiminutových intervalech, v každém zatěžovacím stavu, bez zatížení, v projektovaných zatěžovacích stavech a po odtížení.Trigonometric method is one of the possible geodetic methods for determination of vertical displacements of building objects - its principle is given eg in Hauf, M. et al .: Geodesy. Praha, SNTL 1982. A known method of this type consists in repeatedly measuring zenith angles, which are angles in the vertical plane between the vertical and the intent to the observed point, provided that the position of the known distance from the observed points is constant throughout the measurement. Static loading tests are most often a precise re-alignment of zenith angles from a fixed position lying outside the deformation zone at a known distance from the observed points. The observed points shall be appropriately signaled to allow accurate, preferably multiple, targeting at each measurement stage, repeating at approximately five-minute intervals, at each load case, without load, in the design load cases and after unloading.
Zenitové úhly se dříve měřily některým z vteřinových teodolitů s optickým mikrometrem určeným pro inženýrská měření největší přesnosti. Měřilo se v 1 až 3 skupinách s dvojím cílením a dvojí koincidencí v každé řadě bez možnosti registrace měření do elektronické paměti přístroje a následného automatizovaného zpracování výpočtů. Záměrný terč s kruhovou cílovou značkou byl v různém kontrastním provedení, např. žlutý kroužek v červeném poli. Velký problém přinášelo určování potřebných délek. Vodorovné délky se měřily odděleně, zpravidla před vlastním měřením zenitových úhlů, a to buď přímo po provážení pozorovaného bodu měřickým pásmem, nebo měřením paralaktického úhlu na základnovou lať délky 2 m • · či trigonometricky s využitím obecné základny, jejíž délka se určila opět měřením na základnovou lať. Tento zastaralý postup měření byl časově velmi náročný, zejména při požadavku prokázat svislé posuny menší než 1 mm.Zenite angles were previously measured by one of the second theodolites with an optical micrometer designed for engineering measurements of highest precision. Measurements were made in 1 to 3 groups with dual targeting and dual coincidence in each row without the possibility of registering measurements to the instrument's electronic memory and subsequent automated calculation processing. The deliberate target with a circular target mark was in various contrasting designs, eg a yellow circle in a red box. Determining the required lengths was a big problem. Horizontal lengths were measured separately, usually prior to measuring zenith angles, either directly after the observation point was measured through the measuring zone, or by measuring the parallactic angle to the 2 m • · base bar or trigonometrically using a general base whose length was again determined by base batten. This outdated measurement procedure was very time consuming, especially when it was necessary to show vertical displacements of less than 1 mm.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob trigonometrického měření svislých posunů při statických zatěžovacích zkouškách stavebních objektů pomocí přesné totální stanice s dvojosým elektronickým kompenzátorem a záměrného terčíku podle předkládaného řešení. Podstatou tohoto nového řešení je následující postup. Totální stanice se umístí jako vhodné přechodné stanovisko, které je voleno mimo poklesovou zónu a jehož poloha je během celého měření stálá. Svislé posuny se určí relativně k tomuto stanovisku tak, že se nejprve provede horizontace totální stanice na pevně zašlápnutém stativu, kdy její svislá osa zaujme polohu svislice. Na proměřovaný stavební objekt se před měřením ve zvoleném místě každého pozorovaného bodu svisle nalepí záměrný terčík tvořený osovým křížem s minimálně dvěma soustřednými kružnicemi. Nyní se provede měření minimálně ve třech zatěžovacích stavech, a to bez zatížení měřeného stavebního objektu, pak minimálně v jednom zatěžovacím stavu a vždy po odtížení. Prováděná měření jsou ve všech zatěžovacích stavech zcela analogická a v každém zatěžovacím stavu se provedou minimálně ve dvou měřických etapách. Při první měřické etapě se navíc zacílí na střed záměrného terčíku a změří se elektronickým dálkoměrem šikmá délka mezi středem záměrného terčíku a přechodným stanoviskem. Tato šikmá délka se redukuje na vodorovnou délku. Dále se v každé etapě změří zenitové úhly. Nejprve se měří v první poloze dalekohledu na průsečíky soustředných kružnic záměrného terčíku s jeho svislou osou, a to postupně od horního průsečíku ke spodnímu průsečíku. Poté se dalekohled proloží do druhé polohy a měří se opět zenitové úhly v uvedených průsečících, avšak v opačném sledu od spodního průsečíku k hornímu průsečíku. Všechny takto změřené hodnoty zenitových úhlů se průběžně registrují do paměti totální stanice. Následně se každý zenitový úhel redukuje na střed záměrného terčíku, kdy redukce zjištěná pro průsečíky nad středem se k měřeným zenitovým úhlům přičítá a redukce zjištěná pro průsečíky pod středem se od měřených zenitových úhlů odečítá. Z takto redukovaných zenitových úhlů v jednotlivých etapách se vypočte aritmetický průměr a určí se empirická směrodatná ·The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of trigonometric measurement of vertical displacements during static load tests of building objects by means of a precise total station with a biaxial electronic compensator and a deliberate target according to the present solution. The essence of this new solution is the following procedure. The total station shall be placed as a suitable intermediate position, which is chosen outside the drop zone and whose position is fixed throughout the measurement. The vertical displacements are determined relative to this position by first horizontally adjusting the total station on a firmly pressed tripod, with its vertical axis assuming the vertical position. Before the measurement at the selected point of each observation point, an intentional target consisting of an axial cross with at least two concentric circles is vertically attached to the measured building object. Now the measurement is carried out in at least three load cases, without load of the measured building object, then in at least one load case and always after unloading. Measurements performed in all load cases are completely analogous and in each load case are carried out in at least two measurement stages. In addition, during the first measurement stage, the aiming target is centered and the inclined length between the center of the aiming target and the intermediate station is measured with an electronic rangefinder. This oblique length is reduced to a horizontal length. Furthermore, the zenith angles are measured at each stage. Initially, the telescope is measured at the intersection of the concentric circles of the aiming target with its vertical axis, progressively from the upper intersection to the lower intersection. Then the telescope is interlaced to the second position and zenith angles are again measured at said intersections, but in reverse order from the lower intersection to the upper intersection. All measured values of zenith angles are continuously registered in the total station memory. Subsequently, each zenith angle is reduced to the center of the aiming target, wherein the reduction found for the intersection above the center is added to the measured zenith angles and the reduction found for the intersection below the center is subtracted from the measured zenith angles. The arithmetic mean is calculated from the reduced zenith angles at each stage and the empirical standard is determined.
• · odchylka výsledku jednotlivé měřické etapy. Následné se takto získané zenitové úhly v jednotlivých etapách a zatěžovacích stavech porovnávají, čímž se získají jejich změny, které nastaly vlivem svislého posunu Ah. Svislé posuny Ah pozorovaného bodu se určí ze vzdálenosti dvou bodů, které leží na jedné svislici. Pro každý svislý posun Ah se vypočte také směrodatná odchylka posunu, načež se provede testování nulové hypotézy Ho: LH~ 0. Tímto testováním se zjistí, zda zmíněné posuny skutečně nastaly, nebo zda zjištěný svislý posun Ah plyne pouze z náhodných měřických chyb při nezměněné poloze stavby. Zjistí-li se, že svislý posun vyhovuje vzhledem k jeho směrodatné odchylce vztahu ΔΑ<σΜ, nelze nulovou hypotézu zamítnout a pohyb stavby není měřením prokázán. Při vzájemné relaci < Δ/ι < 2σω lze o platností této hypotézy pochybovat a pohyb stavby je možno připustit a v případě, že platí vztah Δ/ι>2σω, je hodnota A/? statisticky významná a signalizuje svislý posun.• · deviation of the result of each measurement stage. Subsequently, the thus obtained zenith angles are compared in individual stages and load cases, thereby obtaining their changes, which occurred due to the vertical shift of Ah. The vertical displacements Ah of the observed point are determined from the distance of two points lying on one vertical. For each vertical displacement Ah, the standard deviation of the displacement is also calculated, and then the null hypothesis H o is tested: LH ~ 0. This test determines whether these displacements actually occurred or whether the observed vertical displacement Ah results from random measurement errors with unchanged building position. If the vertical displacement is found to be satisfactory due to its standard deviation of the relation ΔΑ <σ Μ , the null hypothesis cannot be rejected and the movement of the structure is not proved by measurement. With the mutual relation <Δ / ι <2σ ω , the validity of this hypothesis can be doubted and the movement of the structure can be admitted and if the relation Δ / ι> 2σ ω is valid, the value A /? statistically significant and indicates a vertical shift.
Záměrný terčík je s výhodou odrazný terčík a pak se měření délky provádí běžným infračerveným dálkoměrem. Lze také použít záměrný terčík bezodrazný ale pak je nutné k měření délky použít laserový dálkoměr.The aiming target is preferably a reflecting target and then the length measurement is performed with a conventional infrared rangefinder. A non-reflective intentional target can also be used but then a laser rangefinder must be used to measure the length.
Ve výhodném provedení se měření délky mezi středem záměrného terčíku a přechodným stanoviskem kontrolně provádí na začátku každého zatěžovacího stavu v obou polohách dalekohledu.In a preferred embodiment, the measurement of the length between the center of the aiming target and the intermediate station is controlled at the beginning of each load case in both positions of the telescope.
Je rovněž výhodné, když se celý cyklus měření svislých posunů stavebních objektů opakuje při různých projektovaných zatěžovacích stavech několikrát bezprostředně za sebou stím, že pro každý další cyklus se poslední etapy zatěžovacího stavu po odtížení měřeného stavebního objektu stávají výchozími etapami pro další cyklus měření.It is also advantageous for the entire cycle of measurement of vertical displacements of building objects to be repeated several times in succession at different designed load cases in such a way that for each subsequent cycle the last load stages after unloading the measured building object become starting stages for the next measurement cycle.
Redukci měřených zenitových úhlů na první až čtvrtý průsečík na střed terčíku lze provést podle vzorce z = z ±t5z, kdeThe reduction of the measured zenith angles to the first to fourth intersection at the center of the target can be performed according to the formula z = z ± t5 z , where
rsinz 2 r sin2 zrsinz 2 r sin 2 z
- arctg---------------------(dH/sinz) + rcosz 2dHTrsin2z kde cíh = t/s sin z, d5 je šikmá délka a duje redukovaná vodorovná délka, přičemž horní znaménko platí pro horní průsečíky a dolní pro dolní průsečíky.- arctg --------------------- (d H / sin) + rcosz 2d H Trsin2z where cíh = t / s sin z, d 5 is the oblique length and duje reduced horizontal length, with the upper sign for the upper intersection and the lower for the lower intersection.
Určení svislých posunů se s výhodou provede podle zjednodušeného vzorce Δ^(ίΗ-^τ- = ^—(l+cotgz2)=hz, kde veličina £ =—(1+cotg2 z) je pro psin z p p všechny etapy jednotlivého pozorovaného bodu na přechodném stanovisku konstantní.The determination of the vertical displacements is preferably carried out according to the simplified formula Δ ^ (ί Η - ^ τ- = ^ - (1 + cotg of 2) = hz, where £ = - (1 + cotg of 2 z) is all stages for psin zpp of the individual observation point on the transitional position constant.
Odhad charakteristik přesnosti svislých posunů je možné provést pomocí rozptylu nebo-li varianceThe accuracy of vertical displacement characteristics can be estimated by variance or variance
kde směrodatná odchylka rozdílu zenitových úhlů σΔί = σζ72 a σ? je směrodatná odchylka měřeného zenitového úhlu.where the standard deviation of the difference in zenith angles σ Δί = σ ζ 72 and σ ? is the standard deviation of the measured zenith angle.
Výhodou uvedené inovace trigonometrické metody s využitím totální stanice je její rychlost a efektivita. Geodet může zkušební laboratoři, která řídí statické zatěžovací zkoušky, bezprostředně po skončení zatěžovacího stavu předat relevantní výsledky jednotlivých etap, které lze považovat za objektivní. Dosahovaná přesnost experimentálních měření, charakterizovaná směrodatnou odchylkou, se pohybuje v intervalu 0,2 až 0,1 mm. Nebyla prokázána významnější závislost dosažené přesnosti na vodorovné délce záměry v rozmezí 20 až 60 m, ani na sklonu záměry v rozsahu 90 až 110 gon. Vzhledem kproměnnosti stavebních konstrukcí s časem a teplotou je vhodnější zvýšit počet měřických etap než počet jednotlivých měření na více soustředných kružnic, které se dále zpracují z časového hlediska a vystihují lépe spojité změny svislých posunů v Čase.The advantage of this innovation of trigonometric method using total station is its speed and efficiency. The surveyor may immediately transmit the relevant results of the individual stages, which can be considered objective, immediately after the end of the load case to the test laboratory managing the static load tests. The achieved accuracy of the experimental measurements, characterized by the standard deviation, ranges from 0.2 to 0.1 mm. There was no significant dependence of the achieved accuracy on the horizontal length of the project in the range of 20 to 60 m, nor on the inclination of the project in the range of 90 to 110 gon. Due to the variability of building structures with time and temperature, it is better to increase the number of measurement stages than the number of individual measurements to more concentric circles, which are further processed in time and better reflect the continuous changes of vertical displacements in time.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
9 t · 9 « · ·· • · · · · · · ··9 t · 9 · · · t t t
Na přiloženém výkrese je uveden na obr. 1 jeden příklad odrazného záměrného terčíku se dvěma soustřednými kružnicemi. Obr. 2 znázorňuje odvozeni vzorce pro výpočet svislého posunu. Na obr. 3 je uvedeno schéma pro určení redukce měřeného zenitového úhlu a obr. 4 znázorňuje záměrný terčík s hodnotami při konkrétním měření.In the accompanying drawing, one example of a reflective reticle with two concentric circles is shown in FIG. Giant. 2 illustrates the derivation of the vertical offset calculation formula. Fig. 3 is a diagram for determining the reduction of the measured zenith angle, and Fig. 4 shows a sighting target with values for a particular measurement.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
V dnešní zeměměřické praxi se prakticky úplně ustoupilo od používání vteřinových teodolitú s optickým mikrometrem, tedy od přístrojů bez elektroniky a software. Předkládaná nová strategie řešení svislých posunů trigonometrickou metodu proto předpokládá, že se k měření použije velmi přesná totální stanice. Totální stanice je elektronický teodolit s vestavěným elektronickým dálkoměrem, obsáhlým programovým vybavením a registrací měření. Tyto přístroje urychlují vlastní měřický proces, což je v případě statických zatěžovacích zkoušek stavebních objektů, kdy výsledky jednotlivých měření závisí na čase, přínosem. Efektivně měřit s těmito přístroji ale vyžaduje kromě znalostí z geodézie i počítačovou a informační gramotnost.In today's surveying practice, the use of second-theodolites with optical micrometers, ie devices without electronics and software, has virtually ceased. The present new strategy for solving vertical displacements by the trigonometric method therefore assumes that a very accurate total station is used for the measurement. The total station is an electronic theodolite with built-in electronic rangefinder, comprehensive software and measurement registration. These instruments accelerate the measurement process itself, which is beneficial in the case of static load tests of buildings, where the results of individual measurements depend on time. But to measure effectively with these instruments requires, besides geodesy knowledge, computer and information literacy.
Nový způsob trigonometrického měření svislých posunu při stavebních zatěžovacích zkouškách, například mostů, lze popsat následnými kroky.The new method of trigonometric measurement of vertical displacements in building load tests, such as bridges, can be described by the following steps.
Nejprve se totální stanice umístí jako vhodné přechodné stanovisko, které je voleno mimo poklesovou zónu a jehož poloha je během celého měření neměnná. Svislé posuny se určí relativně k tomuto stanovisku dále uvedeným postupem. Nejprve se provede horizontace totální stanice na pevně zašlápnutém stativu, kdy svislá osa této totální stanice zaujme polohu svislice. Před samotným měřením se na proměřovaný stavební objekt v každém zvoleném místě pozorovaného bodu svisle nalepí záměrný terčík tvořený osovým křížem. V uvedeném případě se jedná o odrazný terčík, který má dvě soustředné kružnice, avšak lze použít i záměrný terčík bezodrazný a větší počet kružnic. Pokud se využije odrazný záměrný terčík, provádí se následně popsané měření infračerveným dálkoměrem, v případě použití bezodrazného záměrného terčíku se použije laserový dálkoměr. Nyní se provede • · « · měření minimálně ve třech zatěžovacích stavech, což znamená bez zatížení měřeného stavebního objektu, pak minimálně v jednom zatěžovacím stavu a vždy po odtížení. Prováděná měření jsou ve všech zatěžovacích stavech zcela analogická a v každém zatěžovacím stavu se provedou minimálně ve dvou měřických etapách. V první měřické etapě se navíc zacílí na střed záměrného, v uváděném příkladě odrazného, terčíku, a změří se v tomto příkladě elektronickým dálkoměrem šikmá délka mezi středem záměrného terčíku a přechodným stanoviskem. Takto změřená šikmá délka se nyní redukuje na vodorovnou délku. Dále se v každé etapě změří zenitové úhly ve dvou polohách dalekohledu. Nejprve se měří v první poloze dalekohledu na průsečíky soustředných kružnic záměrného terčíku s jeho svislou osou, postupně od horního průsečíku ke spodnímu průsečíku, v uváděném příkladě tedy od prvního průsečíku 1, přes druhý průsečík 2, třetí průsečík 3 ke čtvtému průsečíku 4. Poté se dalekohled proloží do druhé polohy a měří se opět zenitové úhly v uvedených průsečících, avšak v opačném sledu od spodního čtvrtého průsečíku 4 k hornímu prvnímu průsečíku L Všechny takto změřené hodnoty zenitových úhlů se průběžně registrují do paměti totální stanice. Každý zjištěný zenitový úhel se pak redukuje na střed záměrného terčíku, to znamená, že se redukce zjištěná pro průsečíky nad středem, tedy v uvedeném příkladě pro první průsečík 1 a druhá průsečík 2, k měřeným zenitovým úhlům přičítá a redukce zjištěná pro průsečíky pod středem, zde pro třetí průsečík 3 a čtvrtý průsečík 4, se od měřených zenitových úhlů odečítá. Z redukovaných zenitových úhlů v jednotlivých etapách se vypočte jejich aritmetický průměr a určí se empirická směrodatná odchylka výsledku jednotlivé měřické etapy a následně zatěžovacího stavu.First, the total station is placed as a suitable intermediate position, which is selected outside the drop zone and whose position is fixed throughout the measurement. Vertical shifts are determined relative to this opinion by the following procedure. First, the total station is horizontal on a firmly pressed tripod, where the vertical axis of the total station assumes the vertical position. Before the actual measurement, a deliberate target formed by an axial cross is applied vertically to the measured building object at each selected point of the observed point. In this case, it is a reflective target having two concentric circles, but a deliberate non-reflective target and a plurality of circles can also be used. If a reflective aiming target is used, the following infrared rangefinder measurement is performed, if a non-reflective aiming target is used, a laser rangefinder is used. Now the measurement is carried out in at least three load cases, ie without load of the measured building object, then in at least one load case and always after unloading. The measurements carried out are completely analogous in all load cases and are carried out in at least two measurement stages in each load case. In addition, in the first measurement stage, the center of the aiming target, in the present example of the reflective target, is targeted, and in this example the inclined length between the center of the aiming target and the intermediate station is measured by an electronic rangefinder. The inclined length thus measured is now reduced to a horizontal length. Furthermore, zenith angles are measured at two stages of the telescope at each stage. At first, the telescope is measured at the intersection points of the concentric circles of the target target with its vertical axis, successively from the top intersection to the bottom intersection, in this example from the first intersection 1 to the second intersection 2, the third intersection 3 to the fourth intersection. the telescope is interlaced to the second position and zenith angles are again measured at said intersections, but in reverse order from the lower fourth intersection 4 to the upper first intersection L All such measured zenith angles are continuously registered in the total station memory. Each detected zenith angle is then reduced to the center of the aiming target, i.e. the reduction found for the intersections above the center, i.e. in the example for the first intersection 1 and the second intersection 2, is added to the measured zenith angles and here for the third intersection 3 and the fourth intersection 4, it is subtracted from the measured zenith angles. Their arithmetic mean is calculated from the reduced zenith angles in the individual stages and the empirical standard deviation of the result of the individual measuring stage and consequently the load case is determined.
Následně se takto získané zenitové úhly v jednotlivých etapách porovnávají a tím se dostanou jejich změny, které nastaly vlivem svislého posunu. Svislé posuny Δ/? pozorovaného bodu se vypočtou podle vzorce, který slouží k výpočtu vzdálenosti dvou bodů, které leží na jedné svislici. Pro každý svislý posun se vypočte také směrodatná odchylka posunu σω. V praxi svislé posuny záleží na pohybu stavby. Proto je nutné provést test nulové hypotézy (Hq: ΔΗ = 0), abychom se přesvědčili, že zmíněné posuny skutečně nastaly, nebo že vypočtená změna kh plyne pouze z náhodných měřických chyb při nezměněné poloze stavby.Subsequently, the obtained zenith angles are compared in individual stages and thus their changes, which occurred due to vertical displacement, are obtained. Vertical displacements Δ /? The point of observation is calculated according to the formula used to calculate the distance of two points lying on one perpendicular. The standard deviation of the displacement σ ω is also calculated for each vertical displacement. In practice, vertical displacements depend on the movement of the building. Therefore, it is necessary to test the null hypothesis (Hq: ΔΗ = 0) to make sure that the displacements actually occurred, or that the calculated change kh results only from random measurement errors when the building position remains unchanged.
Při ΔΑ<σΜ nelze nulovou hypotézu zamítnout a pohyb stavby není měřením prokázán,At ΔΑ <σ Μ the null hypothesis cannot be rejected and the movement of the structure is not proved by measurement,
Při σω < ΔΑ < 2σω lze o platnosti této hypotézy pochybovat a pohyb stavby je možno připustitAt σ ω <ΔΑ <2σ ω , the validity of this hypothesis can be doubted and the movement of the structure can be admitted
Při ΔΑ > 2σω je hodnota kh statisticky významná. Nulová hypotéza se zamítne a prakticky lze usuzovat, že došlo k svislému posunu,At ΔΑ> 2σ ω , kh is statistically significant. The null hypothesis is rejected and there is practically a vertical shift,
Měření délky mezi středem záměrného terčíku a přechodným stanoviskem je vhodné kontrolně provést na začátku každého zatěžovacího stavu v obou polohách dalekohledu. Rovněž tak je při více různých projektovaných zatěžovacich stavech vhodné celý cyklus měření svislých posunů stavebních objektů opakovat několikrát bezprostředně za sebou stím, že pro každý další cyklus se poslední etapy zatěžovacího stavu po odtížení měřeného stavebního objektu stávají výchozími etapami pro další cyklus měření.It is advisable to check the length between the center of the target and the intermediate position at the beginning of each load case in both positions of the telescope. Similarly, for several different designed load cases, it is advisable to repeat the entire cycle of measurement of vertical displacements of buildings several times immediately after each other so that for each subsequent cycle the last stages of the load case after the measured construction object are unloaded become the starting stages for the next measurement cycle.
Pro větší názornost je dále uveden postup určování hodnot při stanovováni svislých posunů při statických zatěžovacich zkouškách stavebních objektů.For the sake of clarity, the procedure for determining the values in determining vertical displacements during static load tests of building objects is given below.
Svislý posun způsobí změnu zenitového úhlu, který se měří v jednotlivých etapách. V základním zatěžovacím stavu se minimálně ve dvou etapách změří úhel z, v další etapě, tedy v příslušném zatěžovacím stavu úhel z'. Změna zenitového úhlu, která nastane vlivem svislého posunu je, Δζ = ζ'-ζ [gon]. Svislý posun &h se vypočte podle vzorce, který slouží k výpočtu vzdálenosti dvou bodů, které leží na jedné svislici. Jeho odvození je patrné z obr. 2. Předpokládá se na základě dosavadních zkušenosti, že nedošlo během celého měření k žádné změně polohy stanoviska P a tím ani ke změně vodorovné vzdálenosti dH· , , , L , sin z cos z-cos z sm z , sinAzThe vertical shift causes a change in the zenith angle, which is measured at each stage. In the basic load case, the angle z 'is measured in at least two stages, in the next stage, i.e., in the respective load case, the angle z'. The change in zenith angle that occurs due to vertical displacement is, Δζ = ζ'-ζ [gon]. The vertical offset & h is calculated using the formula used to calculate the distance of two points lying on one vertical. Its derivation is evident from Fig. 2. It is assumed based on experience to date, that during the whole measurement there was no change of the position of the position P and thus the horizontal distance d H ·,,, L , sin from cos z-cos from sm z, sinAz
ΔΛ = dH (cotgz-cotgz ) = dH------:----— -----= ----7—7, smzsinz smzsmz kde 4h je vodorovná délka.ΔΛ = d H (cotgz-cotgz) = d H ------ : ----— ----- = ---- 7 - 7, smzsinz smzsmz where 4 h is the horizontal length.
(1) v «(1) in «
Šikmá délka ds se změří elektronickým dálkoměrem, kterou dále přístroj redukuje na vodorovnou délku cta Délku je lépe kontrolně změřit na začátku každého zatěžovacího stavu - v obou polohách dalekohledu na střed odrazného terčíku.The inclined length d s is measured by an electronic rangefinder, which is further reduced to the horizontal length c. The length is better controlled at the beginning of each load case - in both positions of the telescope to the center of the reflective target.
Protože úhel δ z lze očekávat malý, vyjádří se v jednotkách mgon, pak platí . ÁZSince the angle δ z can be expected to be small, it is expressed in mgon, then it holds. Áz
51ΠΔΖ«—·,51ΠΔΖ «- ·,
P tedyP then
-Λ'- (2) psinzsinz kde p = — · 105 = 63 662 mgon.-Λ'- (2) psinzsinz where p = - · 10 5 = 63 662 mgon.
ππ
Vzorec (2) se dále zjednoduší, pokud platí z'«z, pakFormula (2) is further simplified if z is z, then
pozorovaného bodu na stanovisku konstantní.observed point on the opinion constant.
Rozptyl, nebo-li variance, vypočteného svislého posunu (1) je σ2* = (Δλ / dH)2 σ2ϋ + d2 ((1 + cotg2z)2 + (1 + cotg2z' )2) (σ? / p)1, kde crD je směrodatná odchylka respektive střední chyba měřené délky a σ, je směrodatná odchylka měřeného zenitového úhlu.The variance, or variance, of the calculated vertical displacement (1) is σ 2 * = (Δλ / dH) 2 σ 2 ϋ + d 2 ((1 + cotg 2 z) 2 + (1 + cotg 2 z ') 2 ) (σ ? / p) 1 , where cr D is the standard deviation and mean error of the measured length, respectively, and σ, is the standard deviation of the measured zenith angle.
φφ
ΦΦ
Φ »Φ »
První člen, který vyjadřuje vliv přesnosti měřené délky je zanedbatelný.The first term that expresses the influence of the accuracy of the measured length is negligible.
Prakticky se uplatňuje pouze druhý člen, který vyjadřuje vliv přesnosti měřených zenitových úhlů a navíc z»z', pak výsledný rozptyl je « · ··Practically only the second term is used, which expresses the influence of the accuracy of the measured zenith angles and in addition z »z ', then the resulting variance is« · ··
Λ ♦ · * φ « · * (d Y ~—(1+cotg2z)D ♦ · * φ «· * (d Y ~ - (1 + cotg 2 of)
VP JVP J
σΔ1 -σνΥ2. σ Δ1 -σ ν Υ2.
(4)(4)
Zenitové úhly se měří na odrazný záměrný terčík na fólii, například lze zvolit terčík firmy Leica o rozměrech 20x20 mm, který je dle výrobce určen pro dosah 2 až 40 m nebo o rozměrech 40x40 mm pro dosah 20 až 100 m, viz obr. 1, či 60x60 mm pro dosah 60 až 180 m. V realizovaném měření byly na druhém uvedeném záměrném terčíku 40 x 40 mm použity čtyři cílové body odpovídající prvnímu průsečíku 1, druhému průsečíku 2, třetímu průsečíku 3 a čtvrtému průsečíku 4, obr. 3. Měřením na tyto body jsou sledovány svislé posuny. Měření zenitových úhlů probíhá ve dvou polohách dalekohledu, neboť pak lze určit indexovou chybu přístroje a kontrolovat měření, a to vždy s dvojím cílením, kdy se cílí střídavě shora a zdola podle obecného schématu A* - Β1, B - A11, který určuje pořadí měření. Podle tohoto schématu se nejprve měří v první poloze dalekohledu postupně na cílové body dané prvním až čtvrtým průsečíkem 1,2, 3,4. Poté se dalekohled proloží do druhé polohy a měření se opakuje na stejné cílové body, ale v opačném pořadí, tj. 4, 3, 2, 1. Měření se registrují do elektronické paměti přístroje nebo na paměťovou kartu.The zenith angles are measured on the reflective aiming target on the foil, for example, a Leica target of 20x20 mm, which according to the manufacturer is intended for a range of 2 to 40 m, or 40x40 mm for a range of 20 to 100 m, can be selected. or 60x60 mm for a range of 60 to 180 m. In the realized measurement, four target points corresponding to the first point of intersection 1, the second point of intersection 2, the third point of intersection 3 and the fourth point of intersection 4 were used. these points are followed by vertical displacements. The measurement of zenith angles takes place in two positions of the telescope, since it is then possible to determine the instrument index error and check the measurement, always with double targeting, aiming alternately from above and below according to the general scheme A * - Β 1 , B - A 11 measurement order. According to this scheme, at the first position of the telescope, it is first measured sequentially to the target points given by the first to fourth intersections of 1,2, 3,4. Then the telescope is placed in the second position and the measurement is repeated on the same target points, but in reverse order, ie 4, 3, 2, 1. The measurements are registered in the instrument's electronic memory or on the memory card.
Jak bylo již uvedeno, zenitové úhly se měří na odrazný záměrný terčík, který má celkem čtyři cílové body. Další postup řešení spočívá v redukci měřených zenitových úhlů ke středu S tohoto záměrného terčíku.As already mentioned, zenith angles are measured on a reflective aiming target having a total of four target points. Another solution is to reduce the measured zenith angles to the center S of the target.
Podle obr. 4 je _ rsinz 2rsin2z o1 = arctg---———-----=------;-(JH/sinz)+rcosz ŽdjjTrsinŽz (-)...bodyl,2 (+).,.body 3,4’ (5) kde r je poloměr příslušné kružnice, přičemž průměry obou kružnic, obr. 3, se určí na komparátoru a v daném příkladě byly určeny hodnoty 14,953 mm a 29,938 mm.Referring to FIG. 4, rsinz 2rsin 2 of 1 = arctg = - ; - (J H / sinz) + rcosz ŽdjjTrsinŽz (-) ... bodyl, 2 (+)., Points 3,4 '(5) where r is the radius of the respective circle, the diameters of the two circles, fig. and the values of 14.953 mm and 29.938 mm were determined in the example.
• · · < *• · ·
Redukovaný zenitový úhel je ž = z±B1. Redukce (5) se vypočte pro každý cílový bod,The reduced zenith angle is ž = z ± B 1 . The reduction (5) is calculated for each target point,
U prvního průsečíku 1 a druhého průsečíku 2 se hodnota přičítá, u třetího průsečíku 3 a čtvrtého průsečíku 4 se odečítá,For the first intersection 1 and the second intersection 2, the value is added, for the third intersection 3 and the fourth intersection 4,
Pro další zpracování se vypočte z redukovaných zenitových úhlů průměr ζχ = Σζ/4. Empirická směrodatná odchylka výsledného zenitového úhlu respektive získaného průměru se určí podle vzorce , kde opravy v = zA- z, n - 4, Empirická směrodatná odchylka σ;- = 2σ^ jednoho měření zenitového úhlu je v našem případě dvakrát větší, protože je násobkem odmocniny z počtu měření, než směrodatná odchylka průměru,For further processing, the diameter ζ χ = Σζ / 4 is calculated from the reduced zenith angles. The empirical standard deviation of the resulting zenith angle or the obtained diameter, respectively, is determined according to the formula where the corrections v = z A - z, n - 4, Empirical standard deviation σ ; - = 2σ ^ of one measurement of the zenith angle in our case is twice as large as it is a multiple of the square root of the number of measurements than the standard deviation of the mean,
V praxi svislé posuny záleží na pohybu stavby. Proto je nutné provést test nulové hypotézy za účelem zjištění, zda zmíněné posuny skutečně nastaly.In practice, vertical displacements depend on the movement of the building. It is therefore necessary to test the null hypothesis to determine whether these shifts actually occurred.
Nechť je ΔΗ skutečná hodnota svislého posunu a Áh je svislý posun vypočítaný z opakovaného měření zenitových úhlů. Předpokládáme, že určené hodnoty Ah mají normální rozdělení kh-NíbH,^.Let ΔΗ be the true value of the vertical shift and hh is the vertical shift calculated from repeated measurements of zenith angles. We assume that the determined values of Ah have a normal distribution of kh-NibH,.
Formuluje se nulová hypotéza Ho: ΔΗ=0, oproti alternativní hypotéze Hy ΔΗ a0, Pokud bude pro hodnotu ΔΑ .odhad parametru ΔΗ, platit |ů/i| > q nulová hypotéza se zamítne. V neprospěch Ho budou svědčit ty případy, kdy hodnota Δ/ι bude hodně vzdálena od ΔΗ. Podle Anděl, J.: Matematická statistika. Praha, SNTL 1985, kde je uvedeno obecné odvození, se číslo q vypočte z podmínky, aby pravděpodobnost chyby 1. druhu byla rovna a (hladina testu)The null hypothesis Ho: ΔΗ = 0 is formulated, compared to the alternative hypothesis Hy ΔΗ a0. If PokudΑ. > q The null hypothesis is rejected. To the detriment of Him, those cases where hodnota / ι is far from hodně will testify. According to Anděl, J .: Mathematical Statistics. Prague, SNTL 1985, where a general derivation is given, the number q is calculated from the condition that the probability of type 1 error is equal to a (test level)
Pro distribuční funkci obecně platí Φ(~χ)=1 -Φ(χ). Odtud lze s ohledem na (6) psát a = p(|Ah| > q) = ?(|δ/ι| / > q l .Generally, the distribution function holds Φ (~ χ) = 1 -Φ (χ). Hence, with respect to (6), we can write a = p (| Ah |> q) =? (| Δ / ι | /> q l.
(6) α = 2(1-Φ(9/σω)).(6) α = 2 (1-Φ ( 9 / σ ω )).
(7) •(7) •
• ·• ·
Kritická hodnota rozdělení N (0,1) je číslo u(a), které překročí náhodná veličina s pravděpodobností a = 1-Φ(Μ(α)). Pak s ohledem na (7) je u(a /2) = -L aThe critical value of the distribution N (0,1) is the number u (a), which exceeds the random variable with the probability a = 1-Φ ( Μ (α)). Then with respect to (7), u (a / 2) = -L a
Pro a = 0,05 je u(al2) =1,96, a proto ? = 1,96σω. Nulová hypotéza Hq se zamítne na hladině a, jestliže |ΔΑ|ζ1,96σω. V praxi se svislý pohyb stavby určí podle Bohm, J. - Radouch, V. - Hampacher, M.: Teorie chyb a vyrovnávací počet. Praha, Geodetický a kartografický podnik 1988:For a = 0.05 is u (al2) = 1.96, and therefore? = 1.96σ ω . The null hypothesis Hq is rejected at the level a if | ΔΑ | ζ1,96σ ω . In practice, the vertical movement of a building is determined by Bohm, J. - Radouch, V. - Hampacher, M .: Theory of Errors and Compensation Calculus. Prague, Geodetic and Cartographic Enterprise 1988:
1. Při ΔΑ<σω nelze nulovou hypotézu ΔΗ=0 zamítnout a pohyb stavby není měřením prokázán,1. At ΔΑ <σ ω the null hypothesis ΔΗ = 0 cannot be rejected and the movement of the structure is not proved by measurement,
2. Při σω < Δ/i < 2σω lze o platnosti této hypotézy pochybovat a pohyb stavby je možno připustit,2. With σ ω <Δ / i <2σ ω , the validity of this hypothesis can be doubted and the movement of the structure can be admitted,
3. Při \h > 2σω je hodnota Δ/? statisticky významná. Nulovou hypotézu ΔΗ = 0 zamítneme a jsme prakticky přesvědčeni o pohybu stavby.3. When \ h> 2σ ω is the value of Δ /? statistically significant. We reject the null hypothesis ΔΗ = 0 and are practically convinced of the movement of the building.
Měření ve dvou polohách dalekohledu je možné z časových důvodů sdružit do dvou celků v rámci jedné série podle navrženého schématu měření. Tento postup umožňuje lepší kontrolu měření zenitových úhlů než je měření v jedné poloze dalekohledu. Pro výpočet předpokládaných svislých posunů měření v jedné poloze dalekohledu stačí, ale časová úspora měřických prací není natolik velká, aby byl tento postup doporučen. Zpracování výsledků měření je při použití výpočetní techniky možné ihned po skončení příslušného zatěžovacího stavu, kdy se získají předběžné výsledky, s dodatečnou analýzou výsledků, která se uvede v protokolu o průběhu zatěžovací zkoušky.Measurements in two positions of the telescope can be grouped into two units within a series according to the proposed measurement scheme. This procedure allows better control of zenith angle measurements than measurements at one telescope position. It is sufficient to calculate the projected vertical displacements of measurements in one telescope position, but the time savings of measurement work are not large enough to recommend this procedure. The processing of measurement results is possible with the use of computer technology immediately after the end of the respective load case, when preliminary results are obtained, with additional analysis of the results, which is stated in the report on the course of the load test.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080422A CZ302521B6 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080422A CZ302521B6 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2008422A3 true CZ2008422A3 (en) | 2010-01-20 |
CZ302521B6 CZ302521B6 (en) | 2011-06-29 |
Family
ID=41528858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20080422A CZ302521B6 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ302521B6 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102278970A (en) * | 2011-06-14 | 2011-12-14 | 北京林业大学 | Technique for monitoring positioning and deformation based on angular distance difference of total station |
CZ303517B6 (en) * | 2008-12-22 | 2012-11-07 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Method of and apparatus for checking relative horizontal movements of suspension structures of suspended bridges during static loading tests |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303618B6 (en) * | 2012-01-26 | 2013-01-09 | Ceská zemedelská univerzita v Praze | Method of monitoring vertical shifts of terrain, especially on stockpiles and rubbish dumps |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1167283A (en) * | 1968-02-27 | 1969-10-15 | Vnii Gornoi Geomekhaniki I Mar | Theodolite |
DE3324489C2 (en) * | 1983-07-07 | 1985-05-23 | Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln | Electronic total station |
SE500856C2 (en) * | 1989-04-06 | 1994-09-19 | Geotronics Ab | Arrangements for use in surveying and / or launching work |
RU2122717C1 (en) * | 1996-07-22 | 1998-11-27 | Пензенский государственный архитектурно-строительный институт | Gear for mechanical stability testing of models of free frames |
JP4502797B2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-07-14 | 株式会社竹中工務店 | Vertical loading test method for existing piles |
-
2008
- 2008-07-07 CZ CZ20080422A patent/CZ302521B6/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303517B6 (en) * | 2008-12-22 | 2012-11-07 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Method of and apparatus for checking relative horizontal movements of suspension structures of suspended bridges during static loading tests |
CN102278970A (en) * | 2011-06-14 | 2011-12-14 | 北京林业大学 | Technique for monitoring positioning and deformation based on angular distance difference of total station |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ302521B6 (en) | 2011-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McAnallen et al. | Initial geometric imperfection measurement and characterization of cold-formed steel C-section structural members with 3D non-contact measurement techniques | |
CZ2008422A3 (en) | Method of trigonometric measurement of vertical shifts during static loading tests of building objects | |
Braun et al. | Absolute baseline for testing of electronic distance meters | |
CN108061527A (en) | A kind of two-dimensional laser autocollimator of anti-air agitation | |
Rönnholm et al. | Comparison of measurement techniques and static theory applied to concrete beam deformation | |
US20170052019A1 (en) | Apparatus for inspecting robot hands | |
RU2383862C1 (en) | Method for alignment of metering instrument and device for its realisation (versions) | |
Chandra | Surveying: Problem Solving with theory and objective type questions | |
Takalo et al. | Development of a system calibration comparator for digital levels in Finland | |
El-Ashmawy | Developing and testing a method for deformations measurements of structures | |
Pospíšilová et al. | Micro-network creation in industrial surveying | |
Coaker | Reflector-less total station measurements and their accuracy, precision and reliability | |
Braun | Testing of the automatic targeting of total station Trimble S8 on reflective targets | |
Buśko et al. | Classification of precise levelling instruments referring to the measurements of historic city centres | |
CN106054206A (en) | Target azimuth measurement system and method based on quantum balance zero-difference detection | |
Braun | Experimental Determination of the Eccentricity of Surveying Accessories | |
Zeidan et al. | Precision Comparison and Analysis of Reflector-less Total Station Observations. | |
Sidki | New Test Method for Surveying Optical Level Instruments Using CMM as a Distance Comparator Technique | |
Bručas et al. | Theoretical aspects of the calibration of geodetic angle measurement instrumentation | |
Kovačič et al. | Geodetic Measurement of vertical displacements (Illustrated with the Slovenian viaduct) | |
Štroner et al. | Errors of electronic high precision short distance measurement | |
Sztubecki et al. | Vertical displacements analysis of measurements achieved by laser station | |
Kopáčik et al. | Special Methods for Measurement of Industrial Equipment | |
RU1400226C (en) | Method of measuring twist of object | |
Mirzayev | ANALYSIS OF THE MEASUREMENT METHOD AND MODEL CREATED IN THE RESEARCH AND IMPROVEMENT OF ACCURACY OF ELECTRONIC TACHYOMETERS IN FIELD CONDITIONS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130707 |