構筑物垂直度的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種構筑物垂直度的檢測方法，利用每處橫截面直徑均不相同的圓柱型構筑物兩側邊緣均以其豎向中心線對稱的特性，以及全站儀可以精確觀測任意兩點間水平夾角的功能，得出構筑物任意標高處中心的水平角度值，如果該構筑物垂直度偏差為0mm，則構筑物任意標高處中心的水平角度值都應該相等，反之其角度值之差就是垂直度偏差值。利用上述構筑物垂直度的檢測方法能夠靈活選擇觀測方向，原理簡單易操作。
【專利說明】構筑物垂直度的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工領域，更為具體地，涉及一種構筑物垂直度的檢測方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們物質生活水平的提高，火電廠煙囪、涼水塔、煉鋼高爐保障人們物質需求的基礎產(chǎn)業(yè)建筑在社會生產(chǎn)建設中發(fā)揮的作用越來越重要，相應地，對其施工過程中質量和安全性的要求也越來越高。
[0003]煙囪、水塔、高爐等構筑物的共同特點就是任意標高處橫截面都是圓形的，并且這些圓形的直徑各不相同且圓心連成一條鉛垂線。在這類構筑物的施工過程中，垂直度的測量和控制是非常重要的一個環(huán)節(jié)，對其監(jiān)測的準確度會直接影響此類建筑結構施工的質量和安全。
[0004]傳統(tǒng)的對構筑物垂直度的監(jiān)測方法主要是:在這些構筑物建造的初期，在構筑物中心向十字交叉的四個方向的地面上各布置兩個方向控制柱，待構筑物竣工后，或者停產(chǎn)中，在構筑物的頂部放出實際的中心點，并在地面的一個控制柱上安裝經(jīng)緯儀，通過經(jīng)緯儀后視該控制柱同側的另一個控制柱進行定向，然后前視構筑物頂部實際中心點，如果兩個控制柱構及筑物的中心點三者不成一條線則構筑物垂直度有偏差。
[0005]但是，采用上述方法對構筑物的垂直度進行監(jiān)測，需要做好提前布置控制柱的準備，且觀測垂直度時的方向選擇不夠靈活，操作過程復雜。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種構筑物垂直度的檢測方法，以解決目前采用的前期準備控制柱的方法中出現(xiàn)的操作復雜、效率低下和監(jiān)測不靈活等問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法，包括:
[0008]在構筑物的一側安置全站儀；
[0009]將全站儀照準構筑物的頂部，分別使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物頂部兩側的邊緣相切，獲取構筑物的頂部兩側水平角度值的平均值作為構筑物的頂部角度值；
[0010]將全站儀照準構筑物的底部，分別使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物底部兩側的邊緣相切，獲取構筑物的底部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值；同時獲取構筑物中心與全站儀之間的水平距離；
[0011]根據(jù)構筑物的頂部角度值和構筑物的底部角度值確定構筑物的垂直度偏差角度值；
[0012]根據(jù)垂直度偏差角度值和構筑物中心與全站儀之間的水平距離，確定構筑物的垂
直度偏差距離。
[0013]此外，優(yōu)選的方案是，在獲取構筑物頂部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的頂部角度值的過程中，
[0014]使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物頂部一側的邊緣相切，獲取構筑物的頂部一側水平角度值；
[0015]轉動全站儀使全站儀的豎絲與構筑物頂部另一側的邊緣相切，獲取構筑物的頂部另一側水平角度值；
[0016]將構筑物的頂部一側水平角度值和頂部另一側水平角度值的平均值作為構筑物的頂部角度值。
[0017]此外，優(yōu)選的方案是，在獲取構筑物底部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值的過程中，
[0018]使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物底部一側的邊緣相切，獲取構筑物的底部一側水平角度值；
[0019]轉動全站儀使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物底部另一側的邊緣相切，獲取構筑物的底部另一側水平角度值；
[0020]將構筑物的底部一側水平角度值和底部另一側水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值。
[0021]此外，優(yōu)選的方案是，在獲取構筑物中心與全站儀之間的水平距離的過程中，
[0022]獲取構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離Lt ；
[0023]構筑物中心與全站儀之間的水平距離L中的計算公式為:L中=L左XC0S( β中_β左)
[0024]其中，β &為構筑物的底部左側水平角度值，β +為構筑物的底部角度值。
[0025]此外，優(yōu)選的方案是，在獲取構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離Lt的過程中，
[0026]在構筑物的底部左側邊緣設置棱鏡；
[0027]測量獲取棱鏡所在點與全站儀之間的水平距離作為構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離Lp
[0028]此外，優(yōu)選的方案是，構筑物的垂直度偏差角度值Λ 的計算公式為:
[0029]Λ 角度=I α 中一β 中 I
[0030]其中，α +為構筑物的頂部角度值，β +為構筑物的底部角度值。
[0031]此外，優(yōu)選的方案是，構筑物的垂直度偏差距離的計算公式為:
[0032]Δ距離=Δ角度X L中7 P
[0033]其中，Λ @離為構筑物的垂直度偏差距離，Λ Α度為構筑物的垂直度偏差角度值，L中為構筑物中心與全站儀之間的水平距離，P為常數(shù)206265"。
[0034]此外，優(yōu)選的方案是，在構筑物的頂部和底部之間的位置，分別使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物中間部位任意平面兩側的邊緣相切，獲取構筑物的中部任意平面兩側水平角度值的平均值。
[0035]此外，優(yōu)選的方案是，全站儀的測角精度為2"，測距精度為2+2Dppm。
[0036]此外，優(yōu)選的方案是，全站儀距離構筑物的距離不小于構筑物高度值的1.5倍。
[0037]利用上述根據(jù)本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法，不需要做檢測的前期施工準備，觀測時的方向選擇靈活，此外，利用構筑物每處橫截面直徑均不相同的圓柱型構筑物兩側邊緣均以其豎向中心線對稱的特性，得出構筑物任意標高中心的水平角度值，原理簡單，操作方便，公式易懂，計算簡單。
[0038]為了實現(xiàn)上述以及相關目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0040]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的構筑物垂直度的檢測方法示意圖；
[0041]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的構筑物垂直度的檢測方法觀測構筑物中部位置示意圖。
[0042]其中的附圖標記包括:全站儀1、棱鏡2、構筑物3、構筑物中心線4、構筑物鉛垂線
5、全站儀與構筑物中心的距離L+。
[0043]在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。
【具體實施方式】
[0044]以下將結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。
[0045]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的構筑物垂直度的檢測方法。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法，包括:
[0047]在距離構筑物3的距離不小于構筑物3高度值1.5倍距離的位置安置全站儀I ;
[0048]將全站儀I照準構筑物3的頂部，分別使全站儀I的“十字絲”豎絲與構筑物3頂部兩側的邊緣相切，獲取構筑物3的頂部兩側水平角度值的平均值作為構筑物3的頂部角度值；
[0049]將全站儀I照準構筑物3的底部，分別使全站儀I的“十字絲”豎絲與構筑物3底部兩側的邊緣相切，獲取構筑物3的底部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值；同時獲取構筑物3中心與全站儀I之間的水平距離；
[0050]根據(jù)構筑物3的頂部角度值和構筑物3的底部角度值確定構筑物3的垂直度偏差角度值Λ角度，即Λ角度=I α中-β中I ;其中，α中為構筑物的頂部角度值，β中為構筑物的底部角度值。
[0051]根據(jù)垂直度偏差角度值和構筑物3中心與全站儀之間的水平距離，確定構筑物3的垂直度偏差距尚Δ距離，即Δ距離=Δ角度XL中+ P ;其中，Δ距離為構筑物的垂直度偏差距離，Λ 為構筑物的垂直度偏差角度值，L +為構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離，P為常數(shù)206265"。
[0052]其中，在獲取構筑物頂部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的頂部角度值的過程中，使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物頂部一側的邊緣相切，獲取構筑物的頂部一側水平角度值；轉動全站儀使全站儀的豎絲與構筑物頂部另一側的邊緣相切，獲取構筑物的頂部另一側水平角度值；將構筑物的頂部一側水平角度值和頂部另一側水平角度值的平均值作為構筑物的頂部角度值。
[0053]其中，在獲取構筑物底部兩側的水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值的過程中，使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物底部一側的邊緣相切，獲取構筑物的底部一側水平角度值；轉動全站儀使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物底部另一側的邊緣相切，獲取構筑物的底部另一側水平角度值；將構筑物的底部一側水平角度值和底部另一側水平角度值的平均值作為構筑物的底部角度值。
[0054]其中，獲取構筑物中心與全站儀之間的水平距離的過程中，獲取構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離h ;構筑物中心與全站儀之間的水平距離L +的計算公式為:L中=L左XCOS ( β 左)其中，β左為構筑物的底部左側水平角度值，β中為構筑物的底部角度值。
[0055]其中，在獲取構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離Lt的過程中，在構筑物的底部左側邊緣設置棱鏡；測量獲取棱鏡所在點與全站儀之間的水平距離作為構筑物底部左側的邊緣與全站儀之間的水平距離Lp
[0056]需要說明的是，對于全站儀的使用，可以根據(jù)具體情況來確定測量角度的先后順序，即可以通過先測量構筑物任意標高處右側邊緣角度，然后逆時針旋轉全站儀測量左側邊緣角度，然后進行角度值的計算，在本發(fā)明中，全站儀觀測任意兩點間水平夾角的功能只是使用了經(jīng)緯儀的測角功能。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法進行垂直度檢測的一個具體實施例，詳細描述如下:
[0058]1、選用測角精度為2"，測距精度為2+Dppm的全站儀1，并將其安置在距離被測構筑物3的距離不小于構筑物3高度值1.5倍的位置。
[0059]需要說明的是，全站儀I的精度和放置位置的選擇，會直接影響對構筑物3垂直度偏差距離的測量精度，具體地，可以根據(jù)施工現(xiàn)場和監(jiān)測精度要求進行選擇和安置。
[0060]2、將全站儀I照準構筑物3的頂部，使其的“十字絲”的豎絲與構筑物3頂部左側邊緣相切，記錄此時的水平角度值α左;順時針轉動全站儀將其豎絲與構筑物3頂部右側邊緣相切，并記錄此時的水平角度值α ，計算兩個頂部水平角度值的平均值α +。
[0061]在上述步驟結束后，我們可以根據(jù)測量和計算的數(shù)據(jù)得到構筑物3頂部圓形面中心處的水平角度值，也即是該處標高中心的水平角度值，通過將該高度處水平角度值與其他高度的水平角度值進行比較，可以得到該構筑物3的垂直度偏差值。
[0062]3、將全站儀I照準構筑物3的底部，使其“十字絲”的豎絲與構筑物3底部左側邊緣相切，記錄此時的水平角度值β &同時將棱鏡2安裝在構筑物底部左側邊緣處，測出該點與全站儀之間的水平距離Lp順時針轉動全站儀I將豎絲與構筑物3底部右側邊緣相切，并記錄此時的水平角度值β &計算兩個底部水平角度值的平均值β φο
[0063]在該步驟中，也可以將棱鏡設置在給構筑物3的底部右側邊緣，此時，根據(jù)棱鏡所在點與全站儀I之間的水平距離，同樣可以計算得到全站儀I與構筑物中心的距離，進而計算出構筑物的垂直度偏差距離。
[0064]需要說明的是，如果該被測構筑物垂直度偏差距離為0mm，則構筑物任意標高處中心的水平角度值都是相等的，如果被測構筑物的垂直度偏差距離不為0mm，則測量的上下兩個標高處的水平角度值之差的絕對值就是該構筑物的垂直度偏差值。
[0065]4、根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，計算構筑物的垂直度偏差角度值Λ 和構筑物中心與全站儀之間的距離L中:
[0066]Δ角度=| α中-β中I (單位:")[0067]其中，在附圖中的Λ _表示為構筑物3底部的鉛垂點與全站儀I形成的直線和構筑物3底部的中心點與全站儀I形成的直線之間的夾角，其中，鉛垂點為構筑物鉛垂線5與構筑物底部的交點，中心點為構筑物中心線4與構筑物3底部的交點，即構筑物3的中心。
[0068]同時，可獲得構筑物中心與全站儀之間的距離L+ ；
[0069]其中，L中=L左XCOS (β中_β左)(單位:mm)
[0070]5、根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，計算構筑物的垂直度偏差距離Λ距離:
[0071]Δ距離=Δ角度XL中+ P (單位:mm)
[0072]其中，P為常數(shù) 206265"。
[0073]需要說明的是，除了對構筑物頂部和底部的觀測外，可以選擇對構筑物中間部位的任意標高處進行同樣的測量，分別使全站儀的“十字絲”豎絲與構筑物中間部位任意平面兩側的邊緣相切，獲取構筑物的中部任意平面兩側水平角度值的平均值，即構筑物中部角度值，帶入以上公式即可得到該水平位置與其他位置的垂直度偏差角度值Λ AS。當需要觀測構筑物3中間部位任意位置的垂直度偏差距離時，可利用全站儀三角高程法測出被測點標高，從而確定被測點的位置。反之，如果想知道某個標高位置的垂直度偏差，可以根據(jù)測得的全站儀I與構筑物3水平距離及該位置的標高，反算出全站儀I應放樣的傾斜角度值，將全站儀I的豎盤讀數(shù)設定為該傾斜角度值，此時，全站儀I的“十字絲”中心對準的位置即為需要觀測的位置。
[0074]圖2示出了本發(fā)明具體實施例的構筑物垂直度的檢測方法觀測構筑物中部位置。
[0075]如圖2所示， 全站儀I放樣一定的傾斜角度，根據(jù)該處位置標高及全站儀與構筑物之間的水平距離1^可以確定該傾斜角度值，在此情況下，先后將全站儀I的“十字絲”豎絲與該標高左右邊緣相切，得到該標高的水平角度值，然后重復上述監(jiān)測步驟進行計算，即可得到該標高處的垂直度偏差距離。此時，全站儀I與構筑物中心的距離為L +，即全站儀I與被測構筑物3底部中心點的水平距離。
[0076]需要說明的是，在獲取構筑物3任意標高處中心的水平角度值時，至少獲取兩個不同高度位置中心的水平角度值，進行多次計算，以提高構筑物垂直度偏差的整體測量精度。
[0077]本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法，利用每處橫截面直徑均不相同的圓柱型構筑物兩側邊緣均以其豎向中心線對稱的特性，以及全站儀可以精確觀測任意兩點間水平夾角的功能，得出構筑物任意標高處中心的水平角度值，進而得出構筑物的垂直度的偏差距離，原理簡單，操作方便。
[0078]如上參照附圖以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的構筑物垂直度的檢測方法。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本發(fā)明所提出的構筑物垂直度的檢測方法，還可以在不脫離本
【發(fā)明內容】
的基礎上 做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。
【權利要求】
1.一種構筑物垂直度的檢測方法，包括: 在構筑物的一側安置全站儀； 將所述全站儀照準所述構筑物的頂部，分別使所述全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物頂部兩側的邊緣相切，獲取所述構筑物的頂部兩側水平角度值的平均值作為所述構筑物的頂部角度值； 將所述全站儀照準所述構筑物的底部，分別使所述全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物底部兩側的邊緣相切，獲取所述構筑物的底部兩側的水平角度值的平均值作為所述構筑物的底部角度值；同時獲取所述構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離； 根據(jù)所述構筑物的頂部角度值和所述構筑物的底部角度值確定所述構筑物的垂直度偏差角度值； 根據(jù)所述垂直度偏差角度值和所述構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離，確定所述構筑物的垂直度偏差距離。
2.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，在獲取所述構筑物頂部兩側的水平角度值的平均值作為所述構筑物的頂部角度值的過程中， 使全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物頂部一側的邊緣相切，獲取所述構筑物的頂部一側水平角度值； 轉動所述全站儀使所述全站儀的豎絲與構筑物頂部另一側的邊緣相切，獲取所述構筑物的頂部另一側水平角度值； 將所述構筑物的頂部一側水平角度值和頂部另一側水平角度值的平均值作為所述構筑物的頂部角度值。
3.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，在獲取所述構筑物底部兩側的水平角度值的平均值作為所述構筑物的底部角度值的過程中， 使所述全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物底部一側的邊緣相切，獲取所述構筑物的底部一側水平角度值； 轉動所述全站儀使所述全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物底部另一側的邊緣相切，獲取所述構筑物的底部另一側水平角度值； 將所述構筑物的底部一側水平角度值和底部另一側水平角度值的平均值作為所述構筑物的底部角度值。
4.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，在獲取所述構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離的過程中， 獲取所述構筑物底部左側的邊緣與所述全站儀之間的水平距離Lt ； 所述構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離Lt的計算公式為:L + =LtXCOS (β中_β左) 其中，β &為所述構筑物的底部左側水平角度值，β +為所述構筑物的底部角度值。
5.如權利要求4所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，在獲取所述構筑物底部左側的邊緣與所述全站儀之間的水平距離Lt的過程中， 在所述構筑物的底部左側邊緣設置棱鏡； 測量獲取所述棱鏡所在點與所述全站儀之間的水平距離作為所述構筑物底部左側的邊緣與所述全站儀之間的水平距離Lp
6.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，所述構筑物的垂直度偏差角度值Λ 的計算公式為: Δ角度=I α中—β中I 其中，α +為所述構筑物的頂部角度值，β +為所述構筑物的底部角度值。
7.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，所述構筑物的垂直度偏差距離的計算公式為: Δ距離=Δ角度X L中7 P 其中，△ 為所述構筑物的垂直度偏差距離，△ 為所述構筑物的垂直度偏差角度值，L巾為所述構筑物中心與所述全站儀之間的水平距離，p為常數(shù)206265"。
8.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，在所述構筑物的頂部和底部之間的位置，分別使所述全站儀的“十字絲”豎絲與所述構筑物中間部位任意平面兩側的邊緣相切，獲取所述構筑物的中部任意平面兩側水平角度值的平均值。
9.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，所述全站儀的測角精度為2"，測距精度為2+2Dppm。
10.如權利要求1所述的構筑物垂直度的檢測方法，其中，所述全站儀距離所述構筑物的距離不小于所述構筑物高度值的1`.5倍。
【文檔編號】G01C9/00GK103884320SQ201410084309
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權日:2014年3月10日
【發(fā)明者】蘇衛(wèi)江 申請人:中國華冶科工集團有限公司