[发明专利]一种刚性结构竖向位移变形误差计算方法

说明书

本发明涉及工程监测技术领域，具体为一种刚性结构竖向位移变形误差计算方法，包括以下计算步骤：S1、在刚性结构上取点测量；S2、通过倾角传感器测量各点的旋转角度；S3、利用全站仪获取两端点的高程值；S4、建立各端点产生的累积位移量方程；S5、泰勒展开累积位移量方程，得到条件方程；S6、根据最小二乘原理，得到修正数方程；S7、根据条件方程和修正数方程，计算刚性结构测点的修正数。本发明通过综合坐标轴旋转与平差方法，计算得到各测点角度变化测量值与假设条件下变化值间差量，对测量值进行修正，使其能够符合假设预期，提升监测效果。

技术领域

本发明涉及工程监测技术领域，具体为一种刚性结构竖向位移变形误差计算方法。

背景技术

现行规范规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产的设施基础、动力设备基础等均要进行沉降观测，特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测技术加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息，为勘察、设计、施工提供详尽的第一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响使用功能的质量问题，造成巨大的经济损失。

在刚性结构长度范围内利用倾角传感器，通过获取各测点倾角变化来计算监测段各处的相对沉降变化量时，通常假设起算点为固定端，直接累积计算所得到的值，实际为各测点真实沉降值、测量误差值和计算误差值的叠加。而在利用倾角传感器进行刚性结构沉降量测量时，通常假设监测段的两端点应为固定端(不动点)，各测点沉降值皆为相对两固定端的变化值。

因此，单纯利用所测量的倾角通过三角函数进行累积位移计算，所得到的沉降变化量，往往与预期出入较大，已无法满足刚性结构沉降竖向位移变形计算的要求。鉴于上述原因，必须在各测点测量值基础上，设计一种计算方法，除去两端点相对沉降值与各测点测量误差和计算误差的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚性结构竖向位移变形误差计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种刚性结构竖向位移变形误差计算方法，包括以下计算步骤：

S1、在刚性结构的长度范围内依次取A、B、C、D四点，分别测量出直线段AB长度L₁、直线段BC长度L₂、直线段CD长度L₃；

S2、在A、B、C三点安置倾角传感器，当刚性结构发生沉降后，利用倾角传感器分别测出B点相对直线段AB的旋转角度θ₁、C点相对直线段BC的旋转角度θ₂、C点相对直线段CD的旋转角度θ₃；

S3、在A、D两点放置全站仪，利用全站仪获取A点的高程值H₁和D点高程值H₂；

S4、设定沉降后，A、D两点所在直线与水平面的夹角为Δθ，并设定为Δθ的真实值，为θ₁的真实值，为θ₂的真实值，为θ₂的真实值，各端点产生的累积位移量满足以下关系：

S5、用泰勒公式在(θ₁，θ₂，θ₃)处将进行展开，得到：

令为θ₁的修正数，为θ₂的修正数，为θ₃的修正数，得到：

令

得到条件方程：

S6、根据最小二乘原理，令权阵数得到：