水平位移监控论文

2024-08-10

水平位移监控论文（精选5篇）

水平位移监控论文第1篇

关键词：乳化机,悬臂结构,转子径 (轴) 向位移,位移监控

0 引言

乳化机是乳化炸药生产的关键设备, 其工作原理是:水、油相料液按比例进入乳化机定子腔内, 在转子的强力搅拌、剪切作用下形成油包水型的乳化炸药基质[1]。

乳化机运行中如果转子稍有震动 (偏差位移) 与定子摩擦或碰撞将会引起乳化基质在乳化机腔内爆炸的可怕后果;而且为了密封需要转子采用悬臂结构, 转子端部的震动 (偏差位移) 会更大。统计资料显示, 乳化炸药生产线发生的爆炸事故60%以上是由乳化机转子的不正常运行造成的。对转子运行状况的在线监控能早发现和有效避免运行状况的异常。

1 乳化机转子结构分析

乳化器结构如图1所示。

1.进料口;2.乳化腔;3.转子;4.定子;5.支座;6.骨架油封;7.轴承;8.主轴;9.电机支座;10.电机;11.油尺;12出料口

由图1可知, 乳化器是由带冷却夹套的定子腔体和转子两部分组成, 定子腔体下部有一进料口, 上部有一出料口, 转子传动轴伸出腔体通过联轴器与电机相连。在乳化器腔体内部, 转子与定子的间隙为4~5 mm, 相对运动线速度为15 m/s。转子在定子腔体内运转, 定子腔体是一个封闭容器, 且腔体内物料扰动, 温度在90~100℃之间, 环境非常恶劣, 直接对转子进行监测技术上不可行, 所以监测点需移到腔体外部的转子主轴上。转子为悬臂结构, 转子在定子腔体内悬空布置, 下部与腔体底部距离15 mm, 转子主轴从上部伸出定子腔体, 主轴与腔体之间有挠性密封, 主轴靠腔体外部的调心轴承实现定位功能, 在调心轴承上部主轴通过联轴器与电机相连实现动力输入功能。

2 悬臂结构转子径 (轴) 向位移监控研究

乳化机转子独特的悬臂结构, 造成其在运转中的径向振动 (偏差位移) 必然是以调心轴承中心为支点的钟摆形式, 最大的偏移点为最下端, 如果在主轴上选定监测点位 (选用主轴圆柱体表面) , 该点位在定子腔体外侧, 设置距离监测装置探测该处主轴圆柱体表面的距离, 根据对该监测点位的距离探测值的波动范围就可计算出定子下端最大的偏移点的径向位移量[2]。做一圆盘固定在转子主轴上, 转子运转过程若有上下位移则圆盘随转子一起上下跳动, 设置距离监测装置探测圆盘的距离, 该探测值的波动范围即为转子轴向位移值。径 (轴) 向偏移检测原理如图2所示。

通过计算分析两测点处的径向位移 (偏移) 量不大于0.3 mm、轴向位移 (偏移) 量不大于0.5 mm能保证乳化机的安全, 据此设定两值的上限。

3 悬臂结构转子径 (轴) 向位移监控的工程方案实施

径向位移监测点如图3所示:选择主轴上靠近骨架密封处, 该点位是转子主轴在定子腔体外侧径向位移最大点, 且表面光滑适合监测。

改进原有的筒形联轴器, 在联轴器上增设监测面作为轴向位移检测点位, 将联轴器固定在转子主轴上, 如图4所示。

在径向位移检测点位和轴向位移检测点位分别设置高精度距离探测仪检测位移偏移量, 检测数值同步传到计算机的自动控制系统, 计算机分析位移数值是否超限, 若超限立即向PLC控制系统发出停机指令, 系统自动停止乳化机运行, 并发出报警信息, 原理如图4所示。

说明: (1) 位移传感器测量范围为0~5 mm, 精度为0.5%, 防护等级为IP67级。 (2) 传感器为24 VDC供电, 模拟信号为0~20 m A信号。 (3) 乳化机轴向位移为0~1 mm, 径向位移为0~0.5 mm, 报警停机设定值轴向0.5 mm, 径向0.3 mm。 (4) 轴向径向位移报警采用监控画面实时显示。 (5) 连锁工作:乳化机开机延时5 s后, 乳化机轴向径向报警信号分别有效, 出现报警信号时1 s后系统停机, 同时显示报警画面信息, 报警信息显示记录。

计算机操作系统如图6所示, 实时显示径向位移检测值和轴向位移检测值并不间断记录数值, 以便操作人员实时监控和事后查询。

4 结论

选择定子腔体外转子主轴上的监测点进行监测, 并以此数据判断腔体内转子的运行状态, 攻破了在密闭条件下转子运行状态检测的难题。检测数据实时传输至计算机操作系统, 经过程序分析判断运行状态, 达到实时在线监测、超限报警、自动停机的安全连锁功能。检测数据在操作界面实时显示, 并提供事后查询功能, 便于判断设备状态, 及早做出维护安排。

乳化机转子径向、轴向位移监测连锁控制系统的使用, 使乳化机的运行安全水平有了较大提高, 成为重要的安全保障装置。

参考文献

[1]汪旭光.乳化炸药[M].北京:冶金工业出版社, 2008.

沉降、水平位移测设技术交底第2篇

沉降、水平位移的测设技术交底

根据设计图纸和《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》的要求，我标段应按以下所述的情况测设沉降观测管和水平位移桩。

一、重要性。软基修筑高等级公路，沉降和水平位移观测是至关重要的，观测将直接反映测点处的地基变形情况。地路基施工过程中，沉降和水平位移观测可用来控制填土速率不至于过快，造成路基开裂、坍塌等不必要的损失。我标段的路基填土速率按沉降小于10mm/day，水平位移不大于5mm/day控制。

根据合理的沉降曲线也可为预测地基的竖向变形、水平位移及工后沉降提供有利依据。例如可以根据曲线，通过最小二乘法计算出最终沉降量。并且观测数据是路基卸载的依据。

二、设置情况：全线的应设置情况如数量表所示。

三、埋设：

1．沉降管的规格:如图。

2．水平位移桩的规格:如图S-4-10-

3（二）所示。

3．埋设沉降稳定观测如图S4-10-3

（一）所示。埋设沉降管时必须要有项目部专职的测量人员在场,通知测量监理工程师,对沉降管的底板和初始的管高进行测量。

四、观测：

1．应作定点观测。即每个沉降管和水平位移的观测必须有一个固定的点。沉降观测的转点都应固定，以确保前后等视距，从而消除一部分I角的仪器误差。

2．观测人员观测时应果断、健忘、限差超限可重测。

3．对于水准仪的i角，第两个月必须检校一次，保证i≤20″。

4．观测过程中气泡必须居中，有附合气泡的水准仪读数时必须居中。

5．加密的水准点每两个月检校一次。

6．填筑期每层填筑须观测一次，间隔期间每三天观测一次，水平位移和沉降观测同步进行。预压期观测频率，头一个月，每15天观测一次以后每月观测一次，用S3型水准仪器必须测两个往返，不能使用塔尺。

8．沉降板破坏的处理，由工区通知项目部测量负责人员亲自到场，重新建立初读数。由监理对破坏前最后一次观测资料认可，累计沉降量给予认可。

9．在通道及涵洞建成后，如三个月连续沉降速率小于2mm/月，其所引在涵洞上的水准点，可以使用。

10．原始资料不允许连环涂改。

11．沉降、水平位移的反弹是存在的，不必人为地印象凑数而影响资料真实性。

12．水平位移桩应测其沉降，做到心中有数。

13．如发现沉降管接管过于松动，需用仪器进行检测，检测后上紧，上紧后再测一次的资料与下一次新测资料的差异作为沉降量。

14．资料填写时，无论月、日沉降速率取至0.1mm，每月均按30天算（不管月大月小）。

水平位移监控论文第3篇

静力水准(即连通液位计)方式测试桥梁挠度的基本原理,就是利用液体在连通的管道中,会由于重力的作用,在不同位置的液面高度会相同。对于最小的静力水准系统至少需要两个静力水准仪,一个布置在参考点(即不会有挠度变化的点,通常是桥墩或桥头),另一个布置在待测点。两个静力水准仪通过液管连接在一起,并加入适当的液体使得液面高度处于量程的中间位置。这样当待测点发生挠度时,两个静力水准的液面相对于其筒体的位置就会变化,测试这种变化就可计算出待测点相对于参考点的位移,从而达到测试桥梁挠度的目的。

如图1所示,表明了两个静力水准的测试过程。假定左侧的静力水准布置在参考点,右侧的布置在待测点。从左到右描绘了当待测点发生挠度变化时,液面的变化情况。同时从图中也可看出该怎样计算挠度的值,即首先要读取两个静力水准仪的初读数x1和x2,当发生挠度变化时再读取x1′和x2′,这样挠度:

h=2×│x1-x1′│=2×│x2-x2′│。

同理可以推导出当多个静力水准仪串接到一起时的计算方式。

如图2所示,在平衡状态下,每个静力水准计的液面必然处于同一水平面上,但当其中一点或几点(但基准点不能动)产生相对竖向位移时,在液体压差的作用下,静力水准计的液面必然在新的水平面上达到平衡,从而导致某些液位计的液面或液体深度发生改变,通过测量某个点的液体深度及基准点的液体深度就可计算出相应点的挠度。

液面变化的测量方法有很多种。可分为机械式和电测式两大类,其中机械式的,如直尺人工测读是最简单的方法,但该类方法精度较差,而且不能做自动化的测量。现在通行的是电测法,本公司使用的是电感调频式智能数码位移传感器来测试液面变化。

电感调频式智能数码位移传感器的工作原理是:当磁性导杆在线圈中移动时,改变了磁路磁阻和线圈电感L,从而改变了L-C振荡电路的谐振频率。导杆外移磁阻增加,电感减少,频率上升,反之则频率下降。用户使用简单、方便,由于使用标准信号传输数据,使得传输距离长,并提高了测量精度和抗干扰性能,总线型结构对测点较多的系统布线比分布式系统的布线也要简单得多(见表1)。

2 静力水准测试在漪汾桥改造施工过程中的应用

漪汾桥是太原市横跨汾河的第二大桥梁,大桥全长1 135.0 m,主桥长462.0 m,桥面总宽度22.5 m,其中车行道宽15.0 m,人行道宽2×3.75 m,主桥结构为中承式拱桥,拱跨66 m,共7孔。

主拱圈为钢筋混凝土箱形拱肋结构,拱轴线为二次抛物线,矢高比为1/4,设在行车道与人行道之间。桥面系在拱的跨中范围内为钢吊杆,悬吊在钢筋混凝土横梁上,每根钢吊杆由48根Φ5的钢丝组成,每跨共有吊杆30根,左右各15根,在拱的跨端范围支撑在拱的立柱上。桥梁伸缩缝设于主桥各桥跨之间,结构形式为TST无缝伸缩缝。主桥桥墩为钢筋混凝土灌注桩基础,桥台为钢筋混凝土箱形结构,浅基础,采用振动水冲桩处理地基。桥梁的原桥单跨结构立面总体布置见图3。

大桥于1992年年底竣工,至今已运行15年。因大桥长期超载运行造成桥面系主次梁存在大量裂缝及部分吊杆锈蚀严重等原因,而且桥梁宽度也不能满足日益增加的交通流量的需要,需对桥梁进行改造施工。

对拱圈变形监测采用静力水准监测拱圈的竖向位移,拱圈的侧向位移采用在拱圈顶,1/4跨及3/4跨拱圈中轴线位置设置3个激光棱镜,全桥共设置42个激光棱镜,然后沿着桥梁四周设置高程网,利用莱卡具备自动对中功能的全站仪监测拱圈的侧向变形。

拱圈竖向位移监测采用静力水准监测,静力水准点的布设见图4。

在上下游拱顶位置设置静力水准测点,并在东桥头引桥上设置基准点,测试时间选择在凌晨车辆干扰最小的时候进行,测试选用的是长沙金玛JMDL-6210A/HAT型静力水准仪,其测试精度为0.01 mm。

系统标定:1)灵敏度调试。采用10 mm标准块规标定JMDL-6210A/HAT型静力水准仪,提供10 mm纵向标准位移,传感器相应输出差应调整至100 mV调节放大器的电位器。2)线性度测试。用5 mm,10 mm标准块规,制造垂直向相对位移依次为5 mm,10 mm,15 mm,并测量其相应输出电压值,计算其线性度,各测点线性度测试数据及计算结果,要符合系统设计要求(≤3%)。3)仪器标定。在灵敏度调试及线性度测试的基础上,在系统正常稳定工作的条件下,采用10 mm标准块规,对每个测点反复多次制造0 mm,10 mm,0 mm,10 mm,……纵向位移,测量相应的输出电压值,计算出灵敏度。

3结语

静力水准测试系统在山西省桥梁施工监控中的应用还相对较少,漪汾桥静力水准系统布设的成功表明静力水准测试系统对桥梁施工竖向挠度的监测能够起到较好的作用。它以很高的测量精度,在测量领域获得广泛应用。具有精度高、自动化性能好、实时测量功能等特点,必将在桥梁施工监测过程中发挥重要作用。

参考文献

[1]何晓业,何晓红.静力水准系统的流体力学研究[J].大地测量与地球动力学,2007(2):40-41.

[2]何晓业.静力水准系统在大科学工程中的应用及发展趋势[J].核科学与工程,2006,26(4):84-85.

某深基坑水平位移灰色预测研究第4篇

当前，深基坑工程中采用信息化施工是必然趋势。一方面，考虑到开挖过程中基坑的变形受其结构特性和赋存的环境制约有其自身的规律；另一方面，岩土介质的复杂性及施工和周围环境的不确定性，要想准确地依据设计计算基坑不同时期的位移存在着很多的困难。因此，必须依据现场的监测数据，采取一定的数理方法，预测基坑将来某个时间的变形量，这对信息化施工及时做出施工决策、优化施工过程和确保施工安全都具有十分重要的意义。而灰色系统 (Grey System) 指相对于一定的认识层次，系统内部的信息部分已知，部分信息未知。而这种系统内部部分信息已知而部分信息未知的优点恰恰能解决类似基坑开挖中位移预测这种非确定性问题，而且模型中时序数列的特点也正好符合时间-位移预测的需要。故这种方法成了解决预测基坑水平位移的有利手段。本文在处理数据的过程中，充分考虑了由于原始数据的误差所引起的预测数据的偏差，运用新陈代谢残差模型对数据进行了修正，实践证明数据对工程施工据有一定的指导意义。

2 灰色数列预测的理论机制与数学模型

2.1 理论机制

灰色系统理论认为：客观世界系统中的一切随机过程都是在一定的时空区域内变化的灰色过程。大量离散且无规的原始时空数列仅仅是那些隐含的有规数列的一种表象，总可以通过类似“滤波”的方法来消除“噪音”，发掘出其中潜在的规律性。为了充分利用原始无规数列所提供的资料，弱化数列的随机性，为建立模型提供中间信息，灰色数列预测并不直接运用原始数列来建模，而是以原始数列为基础，通过对原始数列累加生成这一“滤波”方法来消除“噪音”，形成具有指数变化规律的有规数列。对这一新数列用微分方程来描述，以求其指数函数解，最终经累减生成，恢复为原始数列。

2.2 数学模型

在灰色系统理论中，用于预测的灰色模型一般为GM (N, l) 模型，但其中最重要也是最常用的则是GM (l, l) 模型。GM (l, 1) 模型是由一个只含单变量的一阶微分方程构成的。设变量x原始数列为：

对原始数列作1-AGO（一次累加生成）处理得：

其中：

由1-AGO所得的新数列，即可对由此形成的具有指数变化规律的曲线用微分方程：

(5）把参数列带入模型方程即可计算预测将来某个时间的数列值。

3 新陈代谢残差修正MGM (1, 1）模型基本原理

3.1 新陈代谢MGM (1, 1）模型建立

一般的GM (1, 1）模型是按现实时刻以过去的全体数据建模，从理论上说，该模型可以从初值一直延伸到未来的任一时刻。不过对本征性灰系统而言，随着时间的推移，未来的一些挠动、因素等，将不断地相继进入系统造成影响。为了将不断相继进入系统的新信息考虑进去，GM (1, 1）模型可将每一个新得到的数据送入时序数列中，重新建立GM (1, 1）的预测原数列。若原始数列为

但是，随着时间的推移，不断补充新信息后的模型会因接受的新信息越来越多而使得原始时序数列变得越来越大。从技术角度而言，这种随时间推移不断扩大的数据运算量是不合理得。此外，随着时间推移，老数据越来越不适应新得情况，也就是说老数据的信息意义随时间推移而降低。因此，在补充一个新信息的同时，采用某种衡量标准去掉一个或几个老信息使时序数列始终保持一个个数不随时间增长的原始数列可称为新陈代谢数列，相应的模型称为新陈代谢模型，即MGM (1, 1）模型。比如原始时序

在这里，决定去掉i个老数据的判别标准可采用原点误差比较来确定。

3.2 残差修正MGM (1, 1）模型建立

为了提高GM (1, 1）模型精度，可采用残差建立MGM (1, 1）模型以修正原模型，即通过比较原始数据和模型计算数据的差值来增加一个补充项以减少原始数据与模型计算数据的偏差，以求提高预测数据的准确性。

4 实例分析

本文以某基坑编号为1#、7#的两根排桩为例说明新陈代谢模型MGM (1, 1）对排桩水平侧向位移预测较好的准确性和适应性。

4.1 1#水平侧向位移预测

1#为桩径1.2m四道锚索加固的桩-锚式支护结构，开挖最大深度约22m，最大水平侧向位移发生在桩顶。对该桩监测始于5月1日，终于11月28日。现取其中9月-10月的桩体最大位移监测数据作分析。

作为GM (1, 1）模型，首先要有作为预测起始的原始数列。本文以4天为一时间步长，对恰好不在时间步的少量监测数据进行线性插值处理，尽量改变不数据的原始性。取得原始时序数列如表1:

在MGM (1, 1）模型的新陈代谢过程中，以8个时间序列数据为基础，在加入一个最新的时序数据时，按原点误差大小来判别是否在去掉时序数列中最老0～3个时序数据。计算采用MATLAB软件，计算结果如表2:

4.2 7#水平侧向位移预测

7#为桩径1m两道钢支撑加固的桩-支撑式支护结构，开挖最大深度约14m，最大水平侧向位移发生在桩腰。对该桩监测始于5月6日，终于11月25日。现6月1日作为时间序列的起始点，以5天为一时间步，采用与1#相同的数据处理方法，取时序数据为7个如表3，按MGM (1, 1）模型计算如表4:

4.3 预测结果分析

通过1#、7#的实例分析，可得出下列结论：

在两个实例中，1#的平均相对误差为2.45%，、7#的平均相对误差为1.99%，且两者最大相对误差为5.2%，最小相对误差为0.2%，第一步预测最大偏差小于后继第二步实测增长值。这表明：MGM (1, 1）模型在排桩水平侧向位移预测中有较高的精确度。

分析表2、表4的预测数据还可发现：模型预测值一般都偏大，这样在一定程度上说明该模型在位移预测中偏于保守，从保证工程角度上来讲也是有利的。

MGM (1, 1）模型由于经过了AGO累加生成，故当实测数据中有较大的波动（如表1中9月14日与9月8日的数据），其预测结果虽然表现为相对较大的误差，但其预测结果同样具有较好的精度，即模型具有一定的抗干扰能力。（4）由于模型前预测时序数列是不断更新的，故MGM (1, 1）模型参数、值是不断变化的。所以该模型不能作中长期位移预测。

摘要：因岩土介质的复杂性及施工和周围环境的不确定性, 这为准确地依据设计去计算基坑不同时期的位移带来了很大的难度。因此, 如何根据现有的实测资料去合理推断和预测基坑的水平位移也就成了广大技术成员所关心的问题。本文根据某基坑的实测资料, 采用灰色系统理论对水平位移进行了预测。并对系统残差采用新陈代谢模型进行了修正, 取得了较好的效果。

关键词：深基坑,灰色系统,新陈代谢模型,位移预测

参考文献

[1]邓聚龙.灰色预测与决策[M].武汉:华中理工大学出版社, 1987.

[2]龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[3]刘建航, 侯学渊.基坑工程手册.北京:中国建筑工业出版社, 1997.

多功能振动中心水平位移监测第5篇

关键词：水平位移监测,视准线小角法,观测点设站法,一站设站法,精度分析

0 工程概述

多功能振动中心(目前在建)位于同济大学嘉定校区,其西北侧为高速磁悬浮综合试验线,东侧为汽车学院大楼、风洞实验楼等。其占地面积16258m2,总建筑面积14590m2,其中地上建筑面积11870m2,地下建筑面积2720m2,建筑高度24m,包括地下1层,地上实验室厂房1层(局部设夹层),实验室附属用房3层。建成后的振动中心包含四座振动台,总承载能力为200t,为国内振动台承载能力之最,它将为我国广泛领域内的振动和抗震试验研究、大型结构抗疲劳性能研究提供一个开放性的试验平台。

振动中心地下基础的处理采用压桩法,其中压桩长度为40多米,共包括500余根压桩。压桩区西北侧的磁悬浮试验线是国家重大科技攻关项目之一、国内唯一高速磁悬浮综合试验线,线路长1500m,总投资4.5亿元,主要用于磁悬浮技术研究。

由于压桩区距离磁浮线路最近处约为18m,压桩施工难免会对磁悬浮产生影响。为掌握压桩对周围环境的影响,避免事故发生,故在压桩区周围道路、磁悬浮轨道的桥墩上布设一些关键点,在压桩过程中对这些点进行周期性水平位移和沉降的监测。压桩区周围点位布设参见图1。

(1)在压桩区影响范围外设定两点A和B,作为水平位移监测的基准点。

(2)在压桩区的西北面(近磁悬浮线)的校园道路上布置7个水平位移及沉降监测点,编号为1~7。这7个监测点布设在磁悬浮与施工区之间的路上,通过对其水平位移和沉降量的监测,可以起到对磁悬浮保护的预警作用。

(3)为了更准确地掌握压桩对磁悬浮的影响,在压桩区的西北侧的磁悬浮试验线的14根墩柱上,各布设一个监测点,编号分别为P40~P53。

(4)在基础施工区的西南侧的道路上布设1个沉降监测点,编号为8。

(5)在基础施工区的东南侧的道路上布设11个沉降监测点,编号为为9~19。

本文主要讨论该变形监测项目中的水平位移监测部分。根据委托方要求并参照管线监测报警值,要求水平位移测量精度高于1mm,单次报警值为3mm,累计报警值为10mm。

目前比较常用的水平位移监测方法有[1]视准线小角法、观测点设站法、前方交会法等。该工程水平位移监测具有测量周期短、重复性强、待测点数多、精度要求高等特点,鉴于常规水平位移测量方法的缺陷和不足,本文提出一种新的组合方法,该方法通过一次设站即可准确、快速地测出所有监测点的水平位移量。

1 一站设站法

通过查阅相关文献[2]、[3],结合实际工程情况,本文提出一种组合方法,称为一站设站法。该方法结合了视准线小角法和观测点设站法,具有工作量小、测量精度高的特点。

一站设站法的流程为在每个观测周期中,测量人员只需在4号点一次设站测量所有监测点的角度值,即可完成所有监测点的水平位移测量。

数据处理的思路为先按照观测点设站法计算出4号点的位移量,然后假定4号点为不动点,按照视准线小角法计算其他观测点的位移量。

注明:本文以4号点水平位移对位于其东北方向的3号点(4号点东北方向点有1、2、3、P47~P53)的水平位移影响进行说明,见图2,可组成三角形4A3进行分析;4号点对位于其西南方向的点(点5、6、7、P40~P46)的水平位移影响,可类似组成三角形4Bi分析。本文所讨论点位水平位移的符号,相对压桩区而言,向内为负,向外为正。

4号点水平位移对3号点位移的影响具体求解方法如下:

观测点设站法得到4号点的水平位移Δ4为:

上式中ρ=206265。

参考图2,在三角形4A3和三角形4′A3中,根据三角形内角和定理得:

按照视准线小角法原理,4号点水平位移对3号点水平位移的影响为:

同理可得4号点水平位移对位于其东北方向的1、2、3、P47~P53号点水平位移的影响

则考虑4号点影响,1、2、3、P47~P53号点改正后的水平位移分别为:

其中:Si-4为i号点与4号点的水平距离;Δβi=本次角度观测值-上次角度观测值。

同理可推得4号点西南方向的5、6、7、P40~P46号点的水平位移公式。

综合以上,对1~7号点及P40~P53号点,设:

则有:

2 精度分析

由于观测点设站法和视准线小角法测得的水平位移的精度主要取决于测角精度,测距精度对结果影响非常小,所以只考虑测角误差引起的测量误差。本工程采用索佳NET1200高精度全站仪进行测量,其标称测角精度为1″,即一测回测方向中误差为1″。所以对角度进行三测回观测,方向观测中误差m′β为″。对于4号点,根据误差传播定理得水平位移测量中误差为:

其他点水平位移测量中误差为:

3 实例

本工程中,对所有待观测点进行若干期水平位移观测,表1列出部分点的距离测量值,将数据代入公式(8)计算系数K4:

将距离测量值代入式(9)、(10)得Ki1和Ki2,见表1。

本文选取部分点四期角度测量数据,并按照上文推导的公式计算本次位移和累积位移,列于表2。

由于工程要求单次形变值超过3mm即进行报警,针对表2中3号点6月22号单次位移值为3 mm的情况,及时进行了报警,指导压桩施工采取相应措施,消除了压桩施工的安全隐患。

利用表1列出的Ki1、Ki2,根据公式(13)、(14),得到该方法测量1~7点水平位移的中误差。为了验证该方法的精度,与通过传统的观测点设站法求取各点的中误差进行比较,其求解类似于4号点水平位移精度公式(13)。结果见表3。

从表3可看出,两种方法中各点中误差均满足工程的要求(小于±1mm)。而且两种方法产生的中误差基本相当。而一站设站法工作量小的优势又是显而易见的。

4 结语

一站设站法进行水平位移监测,工作量小、测量精度高,可以及时掌握观测点水平位移情况,发现形变值超过工程临界值,及时进行预警,避免了危险的发生,提高了施工过程的安全性。

要提高水平位移测量精度,可以通过使用精度更高的仪器、增加角度测回数的方法实现。

该方法特别适合于压桩区较大、待观测点数多、测量周期短的水平位移监测工程。因为只需设站一次,便可以完成多点水平位移的变形观测,相对传统的水平位移监测方法,具有既能保证工程精度,又能明显减少外业工作量的优势。