一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程測量技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和綜合國力持續(xù)增強(qiáng),帶動(dòng)了我國土木工程領(lǐng)域的全面、快速的發(fā)展。為了達(dá)到所建建筑物既定的形狀和尺寸,水準(zhǔn)儀的使用頻率也與日倶增。水準(zhǔn)儀使用過程中,不可避免要使用水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺。水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺的使用,主要用于建筑工程測量控制網(wǎng)標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的測設(shè)及廠房、大型設(shè)備基礎(chǔ)等沉降觀察的測量,從而控制所建構(gòu)筑物能順利達(dá)到既定的設(shè)計(jì)標(biāo)高;此外,通過對所建建筑物的水準(zhǔn)測量,可為發(fā)展測量理論和提高測量水平、不斷地積累技術(shù)數(shù)據(jù)并提供科學(xué)的依據(jù)。
[0003]目前,水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺常使用的是水準(zhǔn)標(biāo)尺(簡稱水準(zhǔn)尺),水準(zhǔn)尺是水準(zhǔn)測量使用的標(biāo)尺,它用優(yōu)質(zhì)的木材或玻璃鋼、鋁合金等材料制成。常用的水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面水準(zhǔn)尺兩種。水準(zhǔn)尺按精度高低可分為精密水準(zhǔn)尺和普通水準(zhǔn)尺。實(shí)際使用過程中,大多情況下需要人工手動(dòng)來扶正水準(zhǔn)標(biāo)尺,不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且水準(zhǔn)標(biāo)尺的平穩(wěn)性不易保證。這樣,在水準(zhǔn)標(biāo)尺的實(shí)際操作過程中,具體是水準(zhǔn)標(biāo)尺豎直擺放過程中,由于環(huán)境和人為等因素影響,導(dǎo)致水準(zhǔn)器角值不滿足精度要求并引起測量誤差。同時(shí),測量人員長時(shí)間用手扶尺工作量大且測量效率較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及使用操作簡便、使用效果好,能有效解決現(xiàn)有水準(zhǔn)標(biāo)尺存在的需人工手動(dòng)進(jìn)行扶正、勞動(dòng)強(qiáng)度大、測量效率較低、測量誤差較大等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征在于:包括底座、安裝在底座上且與水準(zhǔn)儀配合使用的水準(zhǔn)標(biāo)尺和固定在水準(zhǔn)標(biāo)尺上且對水準(zhǔn)標(biāo)尺的豎直度進(jìn)行測量的水準(zhǔn)器,所述水準(zhǔn)器位于水準(zhǔn)標(biāo)尺的中心軸線上且其與水準(zhǔn)標(biāo)尺呈垂直布設(shè);所述水準(zhǔn)標(biāo)尺位于底座上方且其底部通過球鉸安裝在底座上,所述水準(zhǔn)標(biāo)尺的底部設(shè)置有球鉸頭,所述球鉸頭位于底座的內(nèi)側(cè)中部,所述底座為供球鉸頭安裝的球鉸底座,所述球鉸底座上部開有供球鉸頭卡裝的球形凹槽,所述球鉸頭與底座之間通過鎖緊件進(jìn)行鎖緊固定。
[0006]上述一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征是:所述水準(zhǔn)標(biāo)尺為塔尺或雙面水準(zhǔn)尺;所述水準(zhǔn)器布設(shè)在水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺身上且其位于水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺身中下部。
[0007]上述一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征是:所述鎖緊件為鎖緊螺栓,所述底座上開有供鎖緊螺栓的螺栓桿安裝的內(nèi)螺紋孔,所述內(nèi)螺紋孔與球形凹槽相連通;所述螺栓桿的內(nèi)端支頂在球鉸頭的外側(cè)壁上。
[0008]上述一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征是:所述鎖緊件安裝于底座上部且其位于所述球鉸頭的一側(cè),所述螺栓桿由外至內(nèi)逐漸向下傾斜且其內(nèi)端為球形端。
[0009]上述一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征是:所述螺栓桿的外端一側(cè)設(shè)置有蝶翼,所述蝶翼與所述螺栓桿布設(shè)在同一平面上;所述球鉸頭的中部內(nèi)側(cè)開有供水準(zhǔn)標(biāo)尺底部由上至下插入的插裝槽。
[0010]上述一種自動(dòng)扶正式水準(zhǔn)儀測量標(biāo)尺,其特征是:還包括對底座的傾角進(jìn)行測量的傾角傳感器,所述傾角傳感器安裝在底座上且其與數(shù)據(jù)處理器連接;所述底座為半球形且其底面為圓形平面,所述底座的底面半徑r = 8cm?20cmo
[0011]同時(shí),本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好的水準(zhǔn)測量方法,其特征在于:該方法包括以下步驟:
[0012]步驟一、測量標(biāo)尺安裝:在已知高程點(diǎn)A和需進(jìn)行高程測量的待測點(diǎn)B上分別安裝一個(gè)所述測量標(biāo)尺,且在已知高程點(diǎn)A和待測點(diǎn)B上安裝所述測量標(biāo)尺的方法相同;在已知高程點(diǎn)A或待測點(diǎn)B上安裝所述測量標(biāo)尺時(shí),過程如下:
[0013]步驟101、測量標(biāo)尺放置:將底部安裝有底座的水準(zhǔn)標(biāo)尺放置于已知高程點(diǎn)A或待測點(diǎn)B上;
[0014]步驟102、水準(zhǔn)標(biāo)尺豎直度調(diào)節(jié):松開所述鎖緊件且通過左右擺動(dòng)對水準(zhǔn)標(biāo)尺的豎直度進(jìn)行調(diào)節(jié),使水準(zhǔn)標(biāo)尺呈豎直向布設(shè);調(diào)節(jié)過程中,底座的位置固定不動(dòng),且通過水準(zhǔn)器對水準(zhǔn)標(biāo)尺的豎直度進(jìn)行測量;
[0015]步驟103、水準(zhǔn)標(biāo)尺鎖緊固定:擰緊所述鎖緊件,使球鉸頭與底座鎖緊固定;
[0016]步驟二、水準(zhǔn)儀安裝:將水準(zhǔn)儀支立于步驟一中已安裝完成的兩個(gè)所述測量標(biāo)尺之間,并使水準(zhǔn)儀呈水平布設(shè);
[0017]步驟三、水準(zhǔn)測量:采用步驟二中所述水準(zhǔn)儀和步驟一中已安裝完成的兩個(gè)所述測量標(biāo)尺進(jìn)行水準(zhǔn)測量,得出待測點(diǎn)B與已知高程點(diǎn)A之間的高程差,并根據(jù)已知高程點(diǎn)A的高程,得出待測點(diǎn)B的高程。
[0018]上述方法,其特征是:步驟一中兩個(gè)所述測量標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同;步驟101中將底部安裝有底座的水準(zhǔn)標(biāo)尺放置于已知高程點(diǎn)A或待測點(diǎn)B上時(shí),使底座的底面中心點(diǎn)M與已知高程點(diǎn)A或待測點(diǎn)B相重合;步驟一中所述測量標(biāo)尺中球鉸頭的球心O位于水準(zhǔn)標(biāo)尺的零刻度線上。
[0019]上述方法,其特征是:步驟一中測量標(biāo)尺安裝完成后,兩個(gè)所述測量標(biāo)尺的底座底面呈平行布設(shè);所述底座的底面為圓形平面且其底面的半徑為r;
[0020]步驟一中進(jìn)行測量標(biāo)尺安裝之前,先分別以已知高程點(diǎn)A和待測點(diǎn)B為圓心且以r為半徑畫出一個(gè)圓形區(qū)域;步驟101中進(jìn)行測量標(biāo)尺放置時(shí),將兩個(gè)所述測量標(biāo)尺的底座分別放置于畫出的兩個(gè)所述圓心區(qū)域內(nèi);
[0021]步驟三中進(jìn)行水準(zhǔn)測量時(shí),按照常規(guī)的水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行測量,采用水準(zhǔn)儀分別讀出兩個(gè)所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù),其中已知高程點(diǎn)A上安裝的所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù)記作Ha,待測點(diǎn)B上安裝的所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù)記作Hb ;之后,根據(jù)公式Hab = Ha-Hb(I),計(jì)算得出待測點(diǎn)B與已知高程點(diǎn)A之間的高程差Hab;再根據(jù)公式hB = HAB+hA⑵,計(jì)算得出待測點(diǎn)B的高程hB,其中hA為已知高程點(diǎn)A的高程。
[0022]上述方法,其特征是:步驟一中所述底座的底面為圓形平面且其底面的半徑為r;
[0023]步驟一中進(jìn)行測量標(biāo)尺安裝之前,先分別以已知高程點(diǎn)A和待測點(diǎn)B為圓心且以r為半徑畫出一個(gè)圓形區(qū)域;步驟101中進(jìn)行測量標(biāo)尺放置時(shí),將兩個(gè)所述測量標(biāo)尺的底座分別放置于畫出的兩個(gè)所述圓心區(qū)域內(nèi);
[0024]步驟三中進(jìn)行水準(zhǔn)測量時(shí),先按照常規(guī)的水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行測量,采用水準(zhǔn)儀分別讀出兩個(gè)所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù),其中已知高程點(diǎn)A上安裝的所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù)記作Ha,待測點(diǎn)B上安裝的所述測量標(biāo)尺中水準(zhǔn)標(biāo)尺的讀數(shù)記作Hb ;之后,根據(jù)公式—=也’-施’(3),計(jì)算得出待測點(diǎn)8與已知高程點(diǎn)八之間的高程差—;再根據(jù)公式化=HAB+hA (2),計(jì)算得出待測點(diǎn)B的高程hB,其中hA為已知高程點(diǎn)A的高程;
[0025]公式(3)中,Hb’ = Hb+Hom,其中Hqm為步驟一中測量標(biāo)尺安裝后待測點(diǎn)B上安裝的所述測量標(biāo)尺中球心0與底面中心點(diǎn)Μ之間的豎向間距;Ha ’ = HA+hoM,其中hoM為步驟一中測量標(biāo)尺安裝后已知高程點(diǎn)A上安裝的所述測量標(biāo)尺中球心0與底面中心點(diǎn)Μ之間的豎向間距;
[0026]步驟一中測量標(biāo)尺安裝后,采用兩個(gè)所述傾角傳感器分別對兩個(gè)所述測量標(biāo)尺中底座的傾角進(jìn)行測量,其中已知高程點(diǎn)Α上安裝的所述測量標(biāo)尺中底座的傾角記作α,待測點(diǎn)Β上安裝的所述測量標(biāo)尺中底座的傾角記作β;根據(jù)公式HciM = LciMXcosa⑷和hciM = LoMXcosK5),分別對Hqm和hciM進(jìn)行計(jì)算;其中Lqm為所述測量標(biāo)尺中球心0與底面中心點(diǎn)