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1、浅议绘测工程变形监测方法 摘要：通过规范中的测边交会点的坐标计算公式,按误差传播规律,分析出交会点的误差计算公式。在此基础上,通过理论分析,改良小角度三角形图形强度,找出测边交会小角度三角形的最高精度的交会点,分析坐标值及其点位最高精度值。研究结果表明,改良后交会点位精度值除与最佳图形---等边三角形的交会精度很接近外,还提高了变形监测点的精度等级。同时为变形监测、控制测量、施工放样测量等工作中出现小角度三角形,为优化测量点位误差提供了一种解决问题的新途径。关键词：测绘工程;变形监测;小角度三角形;计算结果中图分类号：P24文献标识码：A近年来出现的多个大型复杂钢结构建筑,设计要求在结
2、构施工完成后,须满足两个条件:（1）变形不超限;（2）锁定结构的内力保持在一定范围内,使其与其他荷载效应的组合满足结构承载力要求。由于施工步骤、荷载、材料本构关系和构件截面参数等影响,使得理论值与实际值存在一定的误差。实际施工过程中,除对结构的变形进行理论分析外,还须对结构的变形进行现场监测来检验和修正理论结果,使得竣工状态的位形最大可能地逼近设计目标位形。7对于各变形点的变形情况,可以用变形监测的方法测量。由于变形监测常常受场地限制,出现小角度测边交会三角形,如何提高交会点的精度值得研究。1小角度出现的情况建筑变形测量规程规定:水平位移观测可根据需要与现场条件选用对于观测内容较多的大测
3、区或观测点远离稳定地区的测区,宜采用三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。在用测边交会法测量超高层建筑,如测量中央电视台新台址主楼工程楼层内的控制点或变形点的平面坐标时,由于楼层高、场地狭窄、柱子多、建筑倾斜、通视困难(特别是竖直方向通视非常困难)等复杂情况,地面控制点要向上不可能一次性传递到最高层,通过几个分段传递后,才把地面控制点传递到顶层和相应各变形监测的各楼层。从而在超高层建筑楼层内的变形监测网中不可避免地出现监测点构成的三角形出现小角度,如图所示。2边长丈量确定坐标点的方法在实际工程和理论界,在测边交会法中,钢尺丈量的坐标计算公式如下:已知两底点的平面坐标A(xA
4、,yA)、B(xB,yB)和a、b两条边的边长,则C点的坐标C(xC,yC)的计算公式为:（1）73钢尺测边交会点的精度分析钢尺测边交会点的精度除与丈量边长的精度有关外,还和控制点精度(不能忽略时)的高低相关。3.1钢尺量距误差距离交会在丈量边长时,采用一级钢尺,钢尺量距的误差及其改正措施如下。1)尺长本身的误差用钢尺名义长度进行量距时会有尺长本身的误差影响。消除误差的方法:前后多次丈量时用同一把钢尺可消除尺长误差的影响;将丈量结果按尺长方程式进行改正。2)温度变化引起的误差消除温度变化引起的误差:使用点温计测定钢尺温度,将丈量结果进行温差改正。3)拉力引起的误差消除拉力引起的误差:使用
5、拉力计使拉力等于钢尺检定时的拉力。4)丈量的误差钢尺基本分划为mm,丈量时读数可估读至0.5mm,降低丈量误差。5)钢尺不水平的误差根据计算,50m距离,高差10cm时钢尺不水平引起的改正数为0.1mm,因此在直接丈量楼地面内的距离时,7使钢尺两端基本水平可不考虑钢尺不水平的误差,高差过大时加以倾斜改正。综上所述,使用基本分划为mm的钢尺量距,按尺长方程式进行改正后,单次丈量精度在0.5mm以下,如重复丈量两次,其精度可达到0.35mm。3.2交会点的精度按误差传播规律,由公式(1)得:（2）（3）其中,∠ACB为在测角交会的图形中,由未知点至相邻两起始点间方向的交会角。以上为不考虑起始
6、点坐标误差的交会点误差的计算公式。当考虑起始点的误差,按误差传播规律,得交会点的误差公式是:经验证:点位误差值大小相同。当mxA=myA=mxB=myB=0时,式(4)的结果与(2)完全相同4小角度三角形交会点精度改良在变形监测网中出现小角度三角形时,三角形的图形强度不佳,其确定的点位精度(后称直接法)较差,而变形监测工作是希望点位精度越高越好,满足变形监测等级要求。为了提高点的精度,采用方法是:在楼层面内增设转点P,以解决图形强度造成点位精度较低的问题,即在A、B点相对C点的另一侧,确定一点P,使其与A、B、P7三点构成的三角形各内角的角度在30b~150b,这样的三角形图形强度好,但
7、转点次数应控制在一次。转点位置确定后,先由A、B、P点或由A、P、C点构成的三角形确定P点的坐标及其精度计算,再由P、B、C点计算C点的坐标及其精度。这样在增设转点后,按测边交汇法计算控制点坐标,还可用式(4)分析变形点(C点)的精度。由前面讨论的测边交会点的精度计算公式:mC=2mPsin∠ACB可知:在测边交会法中,无论是两已知点考虑误差或不考虑误差,当测边精度相同,即ma=mb=m时,交会角NACB=90b时,待定点C的点位精
