圆形构筑物的倾斜观测

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1、圆形构筑物的倾斜观测郭宗河InclinationObservationofCylindricalStructuresGUOZong-he摘要：文章探讨圆形构筑物的倾斜观测中的经纬仪纵横距法。关键词：圆形构筑物；倾斜观测；纵横距法一、引言　　随着我国现代化建设的迅猛发展，各类电视塔、冷却塔、大型烟囱、水塔等高大圆形构筑物拔地而起，为了监视他们的安全运营情况，必须进行倾斜观测。目前，常用的倾斜观测方法主要有：经纬仪纵横距法、经纬仪测小角法和经纬仪前方交会法。在此，本文将对经纬仪纵横距法作一探讨，并对其计算公式加以改进。二、现有纵横距法及其计算公式　　经纬仪纵横距法，又称经纬仪投影法。如

2、图1所示，先在圆形构筑物底部横放一根标尺，然后将经纬仪安置在标尺的中垂线方向上，离圆形构筑物约为其高度的1.5倍处，用望远镜将圆形构筑物顶部边缘两点A、B及底部边缘两点A′、B′分别投到标尺上，得读数为x1、x1′及x2、x2′。图1　　如图2所示，则顶部中心O对底部中心O′在x方向上的偏心距，即纵轴偏心距为(1)　　　同理，可测得在y方向上的偏心距，即横轴偏心距(2)图2　　　顶部中心O对底部中心O′的总偏心距为(3)倾斜度和倾斜方向分别为(4)(5)式中，H为圆形构筑物的高度；α为以第一标尺方向为x轴的坐标方位角。三、现有纵横距法计算公式的改进　　现在，我们把图1和图2合二为一

3、，实际观测的平面图应为图3所示。　　从图3中不难看出，按公式(1)和(2)计算出的纵横偏心距δx和δy，并非圆形构筑物顶部中心O对底部中心O′正确的纵横偏心距。正确的纵横偏心距应为(6)(7)式中，Lm、Ln分别为经纬仪到相应标尺的水平距离；R为圆形构筑物底部的半径，可根据设计图纸或竣工资料查知，也可实地丈量圆形构筑物底部周长算得。　　比较式(1)、式(2)与式(6)、式(7)，容易看出两者的偏差为(8)(9)　　由公式(8)和(9)可知，偏差Δx、Δy的大小取决于经纬仪离构筑物的远近和构筑物底部的半径大小，以及构筑物的倾斜程度。当半径R一定时，要尽量将经纬仪安置在离构筑物较远处；

4、否则，应量取构筑物底部的半径，按公式(6)和(7)进行计算。图3四、结束语　　众所周知，变形观测的精度要求是很高的。因此，在利用纵横距法观测圆形构筑物的倾斜变形时，纵横偏心距应按严密公式(6)和(7)进行计算。同时，为确保观测精度，进行观测之前应对仪器进行检验与校正，否则，应采用正、倒镜两次观测，取其平均值再代入公式(6)和(7)进行计算。倾斜观测倾斜仪观测法v常见的倾斜仪有水准管式倾斜仪、气泡式倾斜仪和电子倾斜仪等。倾斜仪一般具有能连续读数、自动记录和数字传输等特点，有较高的观测精度，因而在倾斜观测中得到广泛应用。下面就气泡式倾斜仪作简单介绍。v    气泡式倾斜仪由一个高灵敏度

5、的气泡水准管e和一套精密的测微器组成，如图11.5所示。气泡水准管固定在架a上，可绕c转动，a下装一弹簧片d，在底板b下为置放装置m，测微器中包括测微杆g、读数盘h和指标k。将倾斜仪安置在需要的位置上，转动读数盘，使测微杆向上（向下）移动，直至水准管气泡居中为止。此时在读数盘上读数，即可得出该处的倾斜度。v    我国制造的气泡式倾斜仪灵敏度为2″，总的观测范围为1°。气泡式倾斜仪适用于观测较大的倾斜角或量测局部地区的变形，例如：测定设备基础和平台的倾斜等。　一般投点法v1．一般建筑物的倾斜观测v  对需要进行倾斜观测的一般建筑物，要在几个侧面观测。如图11.3，在距离墙面大于墙高

6、的地方选一点A安置经纬仪瞄准墙顶一点M，向下投影得一点M1，并作标志。过一段时间，再用经纬仪瞄准同一点M,向下投影得M2点。若建筑物沿侧面方向发生倾斜，M点已移位，则M1点与M2点不重合，于是量得水平偏移量a。同时，在另一侧面也可测得偏移量b，以H代表建筑物的高度，则建筑物的倾斜度为：vi=[√(a2+b2)]/H（11.1）　v　2．锥形建筑物的倾斜观测v  当测定圆形建筑物，如烟囱、水塔等的倾斜度时，首先要求得顶部中心O′点  v图11.3v对底部中心O点的偏心距，如图11.4中的OO′。其做法如下。v  如图11.4所示，在烟囱底部边沿平放一根标尺，在标尺的垂直平分线方向上安

7、置经纬仪，使经纬仪距烟囱的距离不小于烟囱高度的1.5倍。用望远镜瞄准底部边缘两点A、A′及顶部边缘两点B、B′，并分别投点到标尺上，设读数为y1、y1′和y2、y2′，则烟囱顶部中心O′点对底部中心O点在y方向的偏心距：vδy=(y2+y'2)/2-(y1+y'1)/2(11.2)v  同法再安置经纬仪及标尺于烟囱的另一垂直方向（方向），测得底部边缘和顶部边缘在标尺上投点读数为x1、x1′和x2、x2′，则在x方向上的偏心距为：vδx=(x2+x'2)/2-(x1+x