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位移測量范文1
中圖分類號：TV551.4文獻標識碼： A 文章編號：
隨著國家經濟建設的快速發展，城市建設也突飛猛進，各大城市的建設發展越來越向地下尋找發展空問，那么基坑工程也日漸增多起來，建設除考慮滿足使用功能要求外，還十分注重建筑物外觀造型，故近年具有復雜外型的超大規模超高建筑不斷增多，給施工測量帶來了一定的難度。施工現場方案是否合理，獲得的數據是否準確可靠，以及測量人員的專業技術水平等都會直接對工程質量造成影響，必須重視并做好測量施工質量控制工作，尤其是基坑施測工作。當前，基坑支護設計尚無成熟的方法用于計算基坑周圍的土體變形。施工中通過準確及時的監測，可以指導基坑開挖和基坑支護，有利于及時采取應急措施，避免或減輕破壞性的后果。
1、工程概況
某工程基坑東西長450m，南北寬270m，為一個近似矩形基坑。工程設兩層地下室，挖深11m，采用連續墻加錨索作為圍護結構。根據相關規程，以及基坑開挖深度、支護結構、所處的地質和周邊環境條件，確定本基坑工程為一級監測項目，基坑施工監測重點為基坑周邊圍護結構的位移。
2基坑變形監測的重要性和必要性
2.1掌握基坑變形程度 根據監測得到的數據，可以及時了解基坑及周邊建筑物和設施在施工過程中所受的影響及影響程度，發生的變形及變形程度，為施工單位提供變形系統資料，方便施工單位安排施工方案和進度。 2.2提供實時動態信息 基坑開挖過程中，由于各種因素的影響，基坑和周邊建筑物和設施一直處于不穩定狀態，并且其變化和變形無規律可循，這就必須靠施工現場的監測數據來了解基坑的實時變化，為施工單位提供動態的監測數據，方便施工單位安排施工方案和進度。 2.3發現和預報險情，根據很多已發生的基坑安全事故的工程分析、統計可知，幾乎所有事故的發生都是由于施工單位對基坑施工過程中的監測工作的不重視，從而造成較嚴重的工程事故，甚至造成人員傷亡事故。分析研究監測數據，可及時發現和預報險情及險情的發展程度，為設計方改進設計方案和施工方采取安全補救措施提供可靠依據。
3、做好基坑監測中的位移測量工作
3.1 基坑監測在基坑的開挖施工至使用過程中是一項重要工作。雖然基坑支護結構設計時進行了盡可能詳盡的計算，但設計與實際施工狀況的脫節仍不可避免，一方面是由于設計理論所限，另一方面是建設單位對投資的限制，在基坑監測的具體操作上需按規范要求精心進行，而圍護結構位移變形測量是重中之重。
3.2 在測量過程中，必須按規范和設計要求認真操作儀器，嚴格把關。具體做好以下幾點:
（1）水平基準點網的設立要穩妥?；鶞庶c網是檢驗和直接測定觀測點的依據，要求在整個觀測過程中穩定不變。必須埋設在變形范圍以外，且不受施工干擾的穩定的位置，盡可能的靠近被監測目標。同時為了便于校核，以驗證基準點的穩定性，基準點數目應不少于三個。
（2）位移測量時采用的儀器設備應通過計量部門檢驗合格，并在有效期內。同時在整個基坑監測過程中應采用固定儀器，以減小測量誤差。
（3）位移測量方法要講究。監測人員應充分了解所采用的測量儀器的構造、原理，對儀器固有誤差對變形數據影響做到心中有數，測量方法對儀器誤差減弱要充分應用。
（4）誤差橢圓要正確擺放。由于圍護結構位移測量只要求獲得垂直與基坑邊線方向的變化量，對限于現行測量技術不能減小的誤差，在實際測量中對誤差橢圓要正確擺放，將誤差橢圓短軸盡量垂直與基坑邊線，利用誤差最小的方向。
（5）測量時間要正確選擇。測量目標的清晰、穩定的程度在一天之內隨時間的不同而變化著。一般晴天時，成像清晰、穩定的時間是日出一小時至九點鐘前和下午三四點鐘以后。陰天時，成像的情況比晴天有利，可以觀測的時間比晴天長得多。
（6）測量的圖示與記錄要準確、清楚?；颖O測測量實施過程中應事先畫好觀測示意圖并對每次觀測認真做好記錄，及時計算各種限差和閉合差，確保測量數據的準確性。
4、本基坑監測工程的位移測量技術
4.1基準點的設置
本工程水平基準點網由八個基準點，四個工作基點組成，成中心對稱形。基坑每邊布置兩個基準點，一個工作基點。
4.2 采用的儀器設備
本項目位移觀測采用日本拓普康GTS332N 型全站儀進行觀測，儀器標稱精度為角度測量方向中誤差為2"，距離觀測中誤差為±2mm+2ppm。儀器在檢定有效期內。
4.3 觀測方法
現場觀測時，采用極坐標法進行觀測。每次觀測前對基準點和工作基點進行檢測，以確認基準點的穩定性，對工作基點的位置值及時進行修正。每個工作點只觀測基坑對面的監測變形點，以保證誤差橢圓的短軸緊可能的與基坑邊線垂直，位移監測變化結果值為最優。
角度觀測時方向觀測法進行觀測，連續觀測2測回，取方向平均值作為結果值。距離測量采用測回法進行觀測，連續觀測2測回，每測回讀數5次，取平均值作為距離結果值。測站現場對2C、2C互差、半測回歸零差、距離測繪差等各種限差實時計算，對觀測限差超限的觀測及時進行重測。
4.4觀測數據處理
觀測數據處理首先進行的是觀測成果測站平差，測站平差的目的是根據測站上的觀測成果求出個監測點方向和距離的量或值，同時可以計算出方向值、距離值的中誤差，以評定測站的觀測成果質量。各監測點坐標數據的計算采用極坐標法進行，計算時假定坐標系X 軸平行與基坑東西邊平行。本次坐標值和上一次坐標值差在垂直基坑邊方向的分量值為監測點本次變形值。
4.5誤差分析
本工程為超大基坑，監測工作基點距離監測變形點距離可能長大500m，角度觀測中誤差為5"，對監測點的變形影響最終可達±12mm，距離變化值中誤差為±1mm，可見最終監測點的誤差橢圓為一個長軸為24mm，短軸為2mm的橢圓。圖1為本基坑監測工程位移測量的誤差橢圓放置圖，可見在不同方向誤差值可能相差幾倍到十幾倍，而位移測量只提取在基坑邊垂直方向的分量，控制了誤差橢圓也就控制了位移測量成果質量。
4.6 資料整理與提交
每周期觀測結束后，應對觀測數據和計算資料及時進行整理、平差，計算出各觀測點的位移量，填制觀測成果表，并及時提交次監測簡報給相關單位。本基坑監測工程的位移測量最終及時準確的反映了基坑圍護結構的位移變形情況，為工程相關單位優化下一步施工參數提供參考，保證施工安全。
位移測量范文2
關鍵詞： 衍射光柵；干涉；位移測量；Lighttools軟件
中圖分類號：TN16 文獻標識碼：A
Design of 2-D Laser Interferometer System with Diffraction Grating
LI Shuai
(School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230009, China)
Abstract: 2-D nano-displacement measurement system is developed based on diffraction grating. This system consists of optical structure and electronic subdivision circuit. The measurement principle of the system is proposed. And by the simulation, the change rule is found, theoretical model for the follow-up structural optimization and error compensation is provided.
Keywords: diffraction grating; Interference; displacement measurement; lighttools software
引 言
衍射光柵作為計量光柵的一種，在精密測量、超精密加工和納米技術等領域有著廣泛的應用。與其它納米測量方法相比，如STM法、SPM法、電容電感測微法和激光干涉儀法等，光柵納米測量方法具有以下優勢：（1）高精度，低成本，由于精密的光刻技術和電子細分技術，以及莫爾條紋所具有的對局部誤差的消除作用，光柵傳感器可以得到很高的測量精度；（2）同時具備大量程、高分辨率的特點，尤其在大量程方面，光柵傳感器的測量精度僅次于激光測量，而成本卻比其低得多；（3）較強的抗干擾能力，其對環境的適應性比激光干涉儀更強。因此，研制基于衍射光柵的二維納米測量系統具有重要的現實意義。
1 系統組成
二維光柵納米位移測量系統主要是基于光柵衍射與相干光干涉原理組成的幾何光學測量系統，整個系統由幾何光路部分和信號處理部分組成，其構如圖1所示。由半導體激光器發出的光束經過起偏器P1垂直入射到二維光柵表面，反射的正交衍射光通過偏振分光光路形成相位相差90°的干涉信號，然后進入光電轉換模塊使得光學信號轉換為正弦和脈沖電信號，然后由計數細分電路對信號進行計數細分處理，最后把數據處理的果經過誤差補償后進行記錄和顯示。
2 光路構設計
整個系統的光路構如圖2所示，為了提高信號的輸出頻率，光路采用二次衍射設計。
由半導體激光器發出的光束經過偏振分光鏡PBS2后分成振動方向相互垂直的偏振光的s光和p光。若s光被PBS2反射，經過四分之一波片Q3后變為圓偏振光，該圓偏振光經過反射鏡R反射后再次通過四分之一波片Q3，該光束變為p光直接通過PBS2，經過Q4后變為圓偏振光在光柵表面衍射，適當調整光柵與讀數頭之間的距離，-1級衍射光垂直入射到平面反射鏡M2上后沿原路返回，通過光柵表面再次衍射后，+1級衍射光沿原路進入PBS2，此時經過Q4的再次旋光變為s光，s光被PBS2的偏振分光面全部反射后，經Q2和M1返回后變為p光，該光束完全通過PBS2偏振面出射，進入偏振光檢測部分。同理對于激光器出射光經PBS2透射的p光經過Q2和M1返為s光，被PBS2的偏振分光面全部反射，通過Q4后變為圓偏振光被衍射光柵表面衍射，+1級衍射光被M2反射后再次衍射，再次衍射后的-1級衍射光沿原路通過Q4進入PBS2，變為P光全部通過PBS2的偏振分光面，經過反射鏡R和四分之波片Q3后，變為s光再次進入PBS2，經過PBS2的偏振分光面后被全部反射進入偏振光檢測部分。
3 位移測量原理
二維衍射光柵系統可以同時對兩個方向上的位移進行測量，其基本原理是利用衍射光柵的多普勒效應。當LD激光器發出一束頻率為f0，波長為λ的光垂直入射到光柵表面，由衍射光柵的性質可知，光柵在某一方向上運動時，在此方向上形成的衍射光束會發生一定的相移。如圖3所示，根據多普勒效應，X方向上的±1級衍射光的頻率為
式中c為光速，v為光柵在X方向上的運動速度，θ為衍射光束的衍射角。若采用圖2的二次衍射光路設計，則由M2反射出的光入射到光柵表面又發生一次多普勒頻移，此時，X方向的±1級衍射光的頻率為
因此，光柵在平面內移動時，X方向上的光電探測器所接收的干涉條紋信號可以表示為
由式（7）、（8）可以看出，當光柵移動四分之一柵距時，光柵偏振干涉輸出信號明暗變換一次，對應輸出光電轉換信號一個周期（2π）。只要把四象限光電探測器置于適當的位置，使光電陣列接收到四個相差π/2的光強信號，通過對這四個信號的計數與細分處理即可計算出實際的位移量。
4 光學系統仿真
在二維衍射光柵測量系統中，光柵的定位誤差是影響系統干涉信號的主要系統誤差。如圖4所示，光學鏡頭與光柵之間存在五個自由度，分別為X方向上的偏擺、Y方向上的轉動、Z方向上的俯仰、Y方向上的側移與Z方向上的平移。因此利用Lighttools軟件進行仿真，以分析光柵在五個自由度上對干涉信號的影響。
圖5即為采用Lighttools軟件依照圖2所完成的3D模型。
該3D模型設定光柵采用1,200線/mm的二維平面光柵作為標尺，光束波長為635nm，探測器接受面為1×1mm，根據圖4以光柵分別偏擺俯仰和轉動0.05°以及在Y和Z軸向上各平移5個光柵常數來測定系統干涉光點落在光電探測器上的位置狀況，得出數據如表1所示。
由圖表可以看出，俯仰和偏擺對系統干涉信號的影響較大，在進行實際對位安裝時應注意X軸向偏擺與Z軸向俯仰對干涉信號的影響，以產生高質量的干涉信號。
5 論
二維光柵納米位移測量系統是一種高精度，大量程且成本較低的精密測量系統。其精度主要取決于系統干涉信號的質量，上文采用Lighttools軟件設計的光路模型分析了光柵在五個自由度上對干涉信號的影響，發現俯仰和偏擺對系統干涉信號影響較大，為后續的光路校準優化和誤差補償提供了理論依據。
參考文獻
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位移測量范文3
Abstract： A fast and accurate multi-platform displacement measurement system based on Windows/Android is studied in this paper， because of the problems of the traditional wired displacement measurement system， such as， single detection data display platform， low data real-time sharing efficiency， large space occupation， and so on. This multi-platform displacement measurement system can meet the real-time display needs of PC client and mobile devices on the displacement measurement data through constructing displacement sensor module， single-chip computer system， Windows-based PC-side data receiving and display module and Android-based mobile device data receiving and display module， so as to maximize the displacement measurement data sharing function.
關鍵詞： AD模塊；藍牙模塊；單片機；位移測量系統
Key words： AD module；Bluetooth module；single chip computer；displacement measurement system
中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0213-03
0 引言
現代測量技術越來越追求自動化、集群控制、低功耗測量、多平臺數據觀測等特性。傳統的測量系統一般都是采用有線傳輸，而一般的工業現場或野外測量常因設備繁雜、場地有限、布線成本高等因素，限制了有線測量設備的使用。隨著微電子及通信技術的發展，短距離無線通信以其特有的抗干擾能力強、可靠性高、安全性好、受地理條件限制少、安裝施工簡便靈活等特點，在許多領域得到廣泛的應用。采用無線方式進行數據的傳達，不僅降低施工難度、簡化系統復雜度，還可以減少成本。藍牙技術是信息產業界的一大熱點，它代表了移動通信的一個發展方向，為短距離無線連接提供了一種低成本的解決方案。[1]藍牙屬于短距離的無線數據通信技術，是無線通信技術、數據通信技術、計算機技術和網絡技術的結合。藍牙無線通信技術具有較強的通用性，幾乎所有通信及信息領域相關設備都可以安裝藍牙模塊，為此，藍牙技術在現代生活當中得到了廣泛的應用[2]。
隨著科技水平的快速發展和人們生活水平的不斷提高，人們除了對產品性能要求高之外，對產品的人性化設計水平的要求更是越來越高。為了實現用戶能夠快捷、實時、多渠道的觀測位移數據，本項目進行了多平臺位移快速精確測量系統的設計與開發。
1 多平臺位移測量系統的方案設計
為了實現用戶能夠快捷、實時、多渠道地觀測位移數據，本文進行了多平臺位移快速精確測量系統的設計與開發， 構建了基于Windows的PC端藍牙數據接收和顯示模塊，實現用戶可通過電腦對單片機采集的位移數據進行實時、快速、精確的顯示；為了解決用戶在沒有電腦的情況下也能進行位移數據觀測，構建了基于Android的移動設備的藍牙數據接收和顯示模塊，實現用戶通過手機對單片機采集的位移數據進行實時、快速、精確的顯示。如圖1所示，該多平臺位移快速精確測量系統包含了位移傳感器模塊、單片機系統、接收和顯示模塊。通過設計單片機電路，以構建包含AD轉換模塊和藍牙模塊的單片機系統。選擇合適的位移傳感器，設計傳感器電路，實現將位移值轉換成電壓值（模擬量）；通過ADD換模塊，將表示位移的電壓值（模擬量）轉換成數字量；通過AD接口，實現單片機對數字量的讀取，并將該數字量轉換成位移值；通過藍牙模塊，實現單片機對位移值的發送。該多平臺位移快速精確測量系統的設計方案如圖1所示。
1.1 多平臺位移測量系統的組織結構
PC（Windows）客戶端控制系統組織結構，如圖2所示。 為減小 Windows 客戶端系統的大小，降低軟件復雜度， 提高軟件運行速度，Windows 客戶端系統的組織結構只包含登入管理、系統管理、位移檢測和輔助功能 4個子模塊。
1.2 多平臺位移測量系統的工作流程
多平臺位移測量系統的工作流程，如圖3所示。用戶通過訪問Windows客戶端或者Android客戶端，即可接收到藍牙所發送的數據信息，其中將構建檢測狀態字，目的是減少藍牙發送的數據量，提高發送速度，同時使單片機能夠快速識別用戶需求。
2 多平臺位移測量系統的硬件設計
2.1 變阻值位移傳感器模塊
直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩態直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。
2.2 AD轉換模塊
A/D轉換器是用來通過一定的電路將模擬量轉變為數字量。在此多平臺位移測量系統當中，我們使用的模擬量是位移量，經過直線位移傳感器轉化為電壓信號。
2.3 單片機模塊
該多平臺位移測量系統使用的單片機是STC89C52單片機，單片機具有實時控制能力強的特點。[3]圖4為單片機最小系統電路，該電路中具有晶振電路和復位電路。
2.4 藍牙模塊
藍牙通信基于 HC-06 系列藍牙芯片實現?；谖灰茩z測控制電路、AD轉換控制電路、 藍牙控制電路和單片機最小系統電路，設計系統硬件電路，如圖5所示。
3 多平臺位移測量系統的應用
本文對上述設計好的多平臺位移測量系統進行開發，構建了單片機系統、AD轉換模塊、藍牙模塊和數據接收顯示模塊，如圖6所示。在Visual studio 2008開發環境下編譯出基于Windows XP/Windows7平臺的人機交互界面及藍牙設備實時控制程序，實現藍牙數據接收和顯示模塊，從而實現對單片機采集數據的實時顯示。在Eclipse開發環境下編譯出基于Android系統的人際交互界面以及藍牙設備實時控制程序，實現藍牙數據接收和顯示模塊，從而實現對單片機采集數據的實時顯示。
本多平臺位移測量系統的運行結果如圖7所示。通過改變位移傳感器桿的長度，可以實時地檢測到位移值的變化。
4 總結
本文設計并開發了一種基于Windows/Android的多平臺位移快速精確測量系統，構建了包含AD轉換模塊、藍牙模塊的單片機系統；選擇合適的位移傳感器，設計傳感器電路，實現了將位移值轉換成電壓值（模擬量）；通過AD轉換模塊，將表示位移的電壓值（模擬量）轉換成數字量；通過AD接口，實現了單片機對數字量的讀取，并將該數字量轉換成位移值；通過藍牙模塊，實現單片機對位移值的發送，構建了基于Windows的PC端藍牙數據接收和顯示模塊，實現了用戶可通過電腦對單片機采集的位移數據進行實時、快速、精確的顯示；構建了基于Android的移動設備的藍牙數據接收和顯示模塊，實現了用戶通過手機對單片機采集的位移數據進行實時、快速、精確的顯示。
參考文獻：
[1]錢志鴻，楊帆，周求湛.藍牙技術原理、開發與應用[M].北京： 北京航空航天大學出版社，2006.
位移測量范文4
關鍵詞 微小伸長量 霍爾元件 線脹系數
物質具有熱脹冷縮的特性，當溫度升高時，物體的體積發生膨脹。在只考慮一維情況時，物體受熱后長度增加的現象稱為熱線膨脹。在相同條件下，不同材料的物體發生熱線膨脹的程度不相同，線脹系數就是表征物體這種熱膨脹特性的物理量。在工程設計、機械加工等領域，都需要對所選用材料的線脹系數進行測量。①
對材料線脹系數測量的關鍵是材料在加熱時其長度變化量測量。長度微小變化量測量的方法有很多，如光杠桿法、激光杠桿法、劈尖干涉法、邁克爾遜干涉儀、千分表、螺旋測微器、電橋法等。②③④⑤這些方法各有優劣，但存在精度不夠高、或裝置復雜、成本較高等。
本文采用高精確度霍爾元件傳感器，在設定溫度范圍內測量微小伸長量，將力學量轉換為電學量測量， 具有靈敏度高、價格廉價等優點。
1 原理和方法
線脹系數是表征物體受熱時，其長度方向變化程度的物理量。它是工程技術中選擇材料的一個重要的技術指標。
在常溫下，條狀或桿狀固體材料的長度和溫度之間存在如下的線性關系：
=（1+ ） （1）
式中，為溫度 =0 ℃時桿狀固體材料的長度，是與被測物質有關的常數，稱為該材料的線脹系數。假設固體在溫度、時的長度分別為和+%= ，依據（1）式整理可得：
= （2）
因%=L和L相比甚小，所以L（）遠大于%=·，則（2）式可近似寫成：
= （3）
由（3）式可知為線脹系數表示該材料在（，）溫區內溫度每升高1 ℃時材料的相對伸長量。
在式（3）中，、和均容易測定，只有%=是一微小伸長量，很難用測長儀器測準，于是測量線脹系數的主要問題就是怎樣準確測量由溫度變化引起的長度的微小變化%=。
2 裝置設計
如圖1所示，實驗主要裝置是將95A霍爾元件放置于同極相對放置的永磁鐵間，調節兩磁鋼的間距，使磁感應強度滿足霍爾元件的線性區域，根據霍爾效應得出，輸出電壓與元件所在位置亦成線性關系。通過給螺旋線圈通以交流電，金屬棒會被加熱，由于金屬受熱線性膨脹的特性，會使與之相連的95A霍爾元件在磁場中發生微小位移，導致輸出電壓發生改變，通過位移改變量與輸出電壓變化的關系函數，求出改變的微小位移量， 即金屬受熱膨脹伸長距離%=L。由數字溫度計記錄求得溫度變化，根據式（3）計算金屬的線膨脹系數。
3 測量結果與誤差分析
3.1 儀器測量定標
3.2黃銅線脹系數的測量
實驗使用的測試樣品為黃銅（H62），它的線脹系數的標準值：20.6？0-6/℃（25～℃）。
我們采用的是直徑為12.00mm，長度為129.35mm的黃銅（H62），開始測量前先利用位移微調裝置移動兩磁鋼的位置，使霍爾元件處于兩磁鋼的中心位置，也就是調節零點磁場，這時候霍爾電壓處于0.000V，讀取黃銅試樣的初始溫度，然后讓螺線管通以交流電給黃銅加熱，當黃銅溫度升高10℃時讀取霍爾電壓為0.019V，根據霍爾電壓改變量V與霍爾片移動距離L的線性關系，求得霍爾片距離改變L為0.026mm，根據式（3）求得線脹系數為20.1？0-6/℃，如表2所示。
3.3 本實驗裝置所測數據與SGR-I型熱膨脹實驗數據對比
利用SGR-I型熱膨脹實驗儀（邁氏干涉法）所測量的金屬線膨系數，如表3所示。此實驗儀器為我校本科生做物理實驗所用的成熟產品。
4 結論
霍爾器件具有線性特性好、靈敏度高、穩定性好、可控簡單、方便等特點，可將微小長度變化轉化為宏觀電信號，同時，通過螺旋磁場可對金屬加熱，使其受熱，線性膨脹，這些為實驗的可實施提供了基礎依據和可操作的科學性。
目前，人們利用霍爾效應生產的霍爾器件，通常用于檢測磁場和檢測電流，但在微小位移檢測中的應用卻很少；對金屬的線性膨脹系數的確定測量，大多采用電熱爐對其進行加熱，而本實驗則通過采用磁場加熱的方式；通過實驗操作，所確定的測量數據與現有實驗室相關實驗數據對比，所得結果分析，以上均表明該實驗設計具有較強的創新性、先進性。當前測量金屬線膨系數，主要采用邁式干涉、電容傳感器、光杠桿等方法，尚未有使用霍爾元件測量金屬線膨系數的實驗設計，而本實驗裝置在此則體現了其的獨創性。
位移測量范文5
一、橋梁的全面檢測理論
1、對引道及橋址周邊環境進行檢查量測
(1)查看正橋與引橋、引道(線)的銜接處是否正常，與竣工時的情況相比較，是否有變化。
(2)橋址及其附近的水流河道是否改變，必要時還應測定主河槽的水流速度及其流向；橋下凈寬有無改變，橋墩臺處的局部沖刷與設計有有關數據相比是否增大。
(3)兩岸的橋頭填土石砌錐坡有無沖刷、滑移和損壞。
2、量測全橋的標高和線形
(1)橋的標高和線形有聯系關系，但又有區別。前者是指某點的高程值，后者則是橋梁相關點的連線。一座設計施工質量良好的橋梁，其標高和線形均應達到設計期望值。
(2)量測的主要部位和項目有：墩臺的支承墊石(即支座墊板)頂面、承臺頂面和梁底處的標高；墩臺身在橋的縱、橫向有無偏移傾斜。對斜拉橋和懸索橋，還應量測其主塔身在橋的縱、橫向有無偏移傾斜，塔頂的變位。對懸素橋，還應量測主纜的線形；對拱橋，還應量測拱肋軸線的線形。
3、圬工梁拱檢查量測
(1)檢查圬工有無風化、剝落、破損及裂逢，特別注意變截面處、加固修復處及防水層的情況。對圬工剝落、裂縫處，應注意鋼筋的銹蝕情況。
鋼筋混凝土粱應重點檢查寬度超過0.2mm的豎向裂縫，并注意檢查有無斜向裂縫及順方向的縱向裂縫。預應力鋼筋混梁要觀測梁的上拱度變化，并注意檢查有無不允許出現的垂直于主筋的豎向裂縫。
(2)拱橋應量測實際拱軸線和拱圈(或拱肋)尺寸，并檢查它們有無橫向(垂直于路線方向)的裂縫發生。
4、鋼結構檢查量測
(1)檢查鋼結構構件油漆涂層的完好程度，有無起皮、剝落、銹斑等。特別是容易積水積塵或不通風部位有無銹蝕。銹蝕嚴重的，應量測鋼板或構件的實際剩余厚度，似便考慮斷面削弱的影響。
(2)檢查構件有無裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等。要特別注意以下部位有無疲勞裂紋發生：承受拉力或反復應力的桿件與節點板連接處或桿(構)件接頭處；由于損傷造成桿(構)件斷面削弱及應力集中處；縱粱與橫梁的連接角鋼；無蓋板的縱梁上翼緣角鋼；主梁間的縱向聯結系的連接處；單剪鉚釘處。焊縫端部及其附近的基材；u形肋與橫隔板連接處焊縫等。
(3)檢查鋼箱粱工地拼接的大環形焊縫(即同一截面的頂板腹板底板腹板的周圈焊縫)和u形肋嵌補段焊縫有無異常。
(4)檢查桿件的平直度，當城市桿的彎曲矢大于桿件由長度1‰、拉桿的彎曲矢度大于桿件自由長度的1／500時，均應注意彎曲的影響。
(5)檢查鉚釘頭有無銹蝕，鉚釘有無松動。檢查高強度螺栓是否完好，有無松動和延遲斷裂等情況；有無因銹蝕或其它原因降低磨擦力現象；并應嚴密注意節點滑移的拱度的變化。
5、磚石砌體的檢查量測
磚石砌體不同于鋼筋混凝土的一個特點是，抗拉強度更小，結構脆性大，開裂荷載比較接近或幾乎等于破壞荷載。因此，當磚石砌體出現由于荷載引起的裂縫時，往往是砌體破壞的特征或前兆。
6、墩臺及基礎的檢查量測
(1)墩臺的缺陷主要表現是：裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及銹蝕、老化、變形位移等。
(2)檢查時，應對裂縫及破損具置、寬度、長度、深度進行量測和描述，繪制成圖。
7、地基的檢驗
當發現墩臺有沉降、傾斜、位移時，一定要對地基進行探測和商討。
對已成橋的地其檢測是比較困難和麻煩的?？捎糜|探和鉆孔取樣的方法，也可用荷載板試驗。但很難在原位進行，常常只能是接近基礎原位。對巖地基，可在基巖的露頭地點進行檢驗。
二、橋梁的檢測定位方法
在結構損傷檢測定位方面，目前可分為模型修正法和指紋分析法兩類。
1.精確的有限元建模是大型橋梁鳳震響應預測的重要前提；也是結構安全監測，損傷檢測以及實現最優振動控制的基礎。但是，盡管有限無法得到了高度的發展，實際復雜結構的有限元模型仍然是有誤差的。有限元建模為結構飛行提供完整的理論模態參數集，但這些參數常常與結構模態實驗得到的參數不一致。因此，必須對結構理論模型進行調整或修正，使得修正后的模態參數與實驗相一致，這一過程即有限元模型修正。
模型修正法在橋梁監測中主要用于把實驗結構的振動反應記錄與原先的模型計算結果進行綜合比較，利用直接或間接測知的模態參數，加速度時程記錄，頻響函數等，通過條件優化約束，不斷地修正模型中的剛度和質量信息，從而得到結構變化的信息，實現結構的損傷判別與定位。其主要方法有：
(1)矩陣型法，是發展最早，最成熟，修正計算模型的整個矩陣的一類方法，它具有精度高、執行容易的特點。主要缺點是所修正的模型的物理意義不明確，喪失了原有限元模型的帶狀特點，這方面的代表應屬Berman／Baruch的最優法。
(2)子矩陣修正法，通過對待修正的字矩陣或單元矩陣定義修正系數，通過對宇矩陣修正系數的調整來修正結構剛度，該方法的最大優點是修正后的剛度矩陣仍保持者原矩陣的對稱，稀疏性。
(3)靈敏度法修正結構參數通過修正結構的設計參數彈性模量E截面面積A等來對有限元模型進行修正。
2.指紋分析方法，尋找與結構動力特性有關的動力指紋，通過這些指紋的變化來判斷結構的真實狀況。
位移測量范文6
關鍵字：激光技術 建筑施工測量 應用
隨著當前建筑業的快速發展，工程規模目益擴大，施工機械化和自動化程度也迅速提高，施工技術精度要求越來越高。因而在土建工程的施工測量中，采用原有的測量方法和手段已受到巨大沖擊，有些必將被淘汰。建筑企業的管理者要有發展的眼光，結合自身發展需要，引進實用先進的高精度儀器，以提高建筑施工測量質量，適應現代建筑工程快速、高效、優質的施工需要。
激光技術的高速發展對測量儀器的更新換代有著跨時代的特殊意義。國際測量師聯合會（FIG）還專門設有進行激光技術在工程測量中的應用的工作組。我國也已研制出多種激光測量儀器，并廣泛應用于各類施工測量中。
一、激光定位儀器的原理
激光定位儀器主要由氦氖激光器和發射望遠鏡構成，這種儀器提供了一條空間可見的有色激光束。該激光束發散角很小，可成為理想的定位基準線。如果配以光電接收裝置，不僅可以提高精度，減輕勞動強度，保證工程質量，加快工程進度，還可在機械化、自動化施工中進行動態導向定位。基于這些優點，激光定位儀器得到了迅速發展，相繼出現了多種激光定位儀器。常見的包括激光水準儀，激光經緯儀，激光垂準儀，激光平面儀，激光全站儀以及三維激光掃描儀等。
二、激光定位儀器及其應用
1.激光水準儀及其應用
激光水準儀是在普通水準儀望遠鏡筒上固裝激光裝置而制成的，激光裝置由氦氖激光器和棱鏡導光系統所組成。其激光光路是從氦氖氣體激光器發射的激光束，經四只反射棱鏡轉向目鏡，經望遠鏡系統的目鏡組、十字絲分劃板、調焦鏡組和物鏡射出激光束。
激光水準儀在建筑施工中主要應用于大型地下結構及管道施工，經常采用的自動化頂管施工技術，利用激光水準儀可以為自動化頂管施工進行動態導向，監測挖掘機掘進方向。在掘進機頭上安裝光電接收靶和自動裝置。當掘進方向出現偏位時，光電接收靶就給出偏差信號，并通過液壓糾偏裝置自動調整機頭方向，繼續掘進。
2.激光經緯儀及其應用
激光經緯儀的構造和使用與激光水準儀相似。激光經緯儀大多都是直接利用配套的激光附件裝配在光學經緯儀上，組成激光經緯儀。激光附件有激光目鏡、光導管、氦氖激光器和激光電源組成，換裝激光附件比較簡單，只要取下標準目鏡，換上激光目鏡，再將激光器和激光電源分別裝在三腳架的兩條腿上即可。這種激光裝置由于采用光導管作為光線傳遞，重量輕且便于隨望遠鏡轉動瞄準任意目標，還可以通過望遠鏡目鏡直接瞄準或觀察激光光斑。
激光經緯儀可用于定線、定位、測角、測設已知的水平角和坡度等，與光電接收器相配合可進行準直工作，亦可用于觀測建筑物的水平位移。例如：激光經緯儀常用于檢驗墻角線的垂直，檢驗建筑物的傾斜度，以及為自動化頂管施工進行動態導向等。
3.激光垂準儀及其應用
激光垂準儀又稱鉛垂儀或垂線儀，是將激光束置于鉛直方向以進行豎向準直的儀器，測量相對鉛垂線上的微小偏差以及進行鉛垂線的豎向定位傳遞。主要用于高層建筑、煙囪、電梯等施工過程中的垂直定位及以后的傾斜觀測，精度可達0.5×10-4。
4.激光掃平儀及其應用
激光掃平儀是一種新型的平面定位儀器。激光掃平儀從主機的旋轉發射筒中連續射出平行激光束，在掃描范圍內提供水平面、鉛垂面或傾斜面，能快速完成非常繁瑣的平面測量工作，為施工和裝修提供大范圍的平面、立面和傾斜基準面。
激光掃平儀能瞬間建立起大范圍的基準面。它廣泛應用于機場、廣場、體育場館等大面積的土方施工及基礎掃平作業；在室內裝修工程中，用于測設墻裙水平線、吊頂龍骨架水平面和檢測地坪平整度等，工效高并省去設置標樁等工序和原材料。
5.激光全站儀
激光全站儀即全站型電子速測儀。全站儀幾乎可以用在所有的測量領域。激光全站儀由電源部分、激光系統、測角系統、測距系統、數據處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。激光全站儀是新一代測量儀器，集測距、測角于一身，并且在有棱鏡和無棱鏡狀態下均可有效使用，在實際工作中比較靈活，實現對測量數據進行自動獲取、顯示、存儲、傳輸和計算處理等多項功能。激光全站儀與普通全站儀相比最大的特點在于激光對中和激光指示目標。這使得對中和瞄準精度進一步得到保證。
全站儀的激光指示在黑暗環境下作用最為突出，一道紅色光束，可以指示儀器視準軸的方向，如可以用于建筑深基坑放樣，定點等，當紅色光束照射到棱鏡后，黑暗環境下可以看到棱鏡反回的光，可用于確認是否照準棱鏡，在無棱鏡測距過程中，還可以明確待測點的具置。
6.三維激光掃描儀
三維激光掃描技術又被稱為實景復制技術，是二十世紀九十年代開始出現的一種新技術，三維激光掃描儀的構造主要包括激光測距系統和激光掃描系統，同時也有集成CCD 和控制系統以及校正系統。三維激光掃描技術通過高速激光掃描測量的方法，快速獲取大面積高分辨率被測對象表面的三維坐標數據。運用采集的空間點位信息，構建物體的三維立體模型，它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢。
在建筑物的立面測量領域，三維激光掃描測量技術克服了傳統建筑立面測量的局限性，對建筑物進行無接觸掃描，同時將獲得的點云信息快速轉換成計算機可以處理的數據的高效測量方式。解決了建筑物立面數據采集時所帶來的精度損失、效率損失等問題，尤其是解決了高層建筑物立面元素無法量測的問題。
三維激光掃描技術采用非接觸式測量方法可以對高層建筑物的變形糾偏進行監控，利用高密度點云所形成的三維模型監控高層建筑物整體結構，并從整體到細部監控高層建筑物各層面上的形變與扭曲程度。
三、合理有效配置激光定位儀器
各種激光定位儀器有不同的功能和使用要求，價位也不同。建設單位在合理配置儀器時不僅要充分考慮工程項目所需的功能，還需綜合考慮儀器的性價比。激光全站儀功能齊全，可以實現自動測量，觀測速度快，數據處理精度高，但價格較高，在大中型施工項目中使用。激光掃平儀精度高，觀測速度快，可以自動提供一個激光水平面或豎直面，作為裝飾施工的基準，是建筑裝飾項目的必備工具。激光垂準儀、激光水準儀和激光經緯儀不僅價格合理，而且使用方便，一般也是建筑施工項目的必備激光定位儀器。
四、結語
激光技術、計算機與精密自動導向技術的發展，帶動了現代測繪儀器的更新變革， 推動著建筑工程測量及相關其它工程領域的前進， 也必將產生巨大的經濟效益和社會效益。同時， 測量及其相關技術的研究和發展， 又為測繪定位新儀器和新技術指明了方向。
文獻參考：