[发明专利]一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法

说明书

本发明提供一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，步骤如下：待测木柱两个为一组，沿建筑物横纵轴方向选取，在工程现场架设全站仪，将全站仪站点一设置为观测原点；并利用反光片布设转点，转点数目2个；使用全站仪对待测木柱进行测量，测量分为两个截面高度，下水平截面靠近木柱底部，上水平截面靠近木柱顶部；依次进行两个水平截面的n个点空间坐标的测量；根据所测得的各站点的空间坐标依次计算各水平截面的圆心坐标；以两根木柱连线方向为Y方向，垂直于连线方向为X方向建立右手法则坐标系，依次计算两根木柱在X、Y方向的倾斜分量和倾斜率。本发明可以方便地计算出倾斜分量，提高了测量的准确性和可靠性。

【技术领域】

本发明涉及土木工程健康监测与工程测量技术领域，具体涉及一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法。

【背景技术】

古建筑因年久失修，地基沉降等因素发生倾斜。木结构中木柱倾斜测量问题，主要存在两个难点：第一是木材天然存在大小头，加之木材在加工过程中存在加工偏差，使得截面形心难以测量；第二是圆柱倾斜方向任意，而工程中往往以建筑物轴线进行定位，故在倾斜分量计算上比较复杂。对于圆形截面柱，目前常用的方法是使用方位角法或者全站仪测三点坐标来拟合圆，从而求出上下截面的圆心坐标来进行圆柱倾斜率的求解。

在上述现有的测量方法中，三点法拟合圆往往具有很大误差，而方位角法在实际工程中不易操作。

基于此，本发明提供了一种古建筑木结构圆柱倾斜的测量方法，提高了测量的可靠性。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，可以方便地计算出倾斜分量，提高了测量的准确性和可靠性。

本发明是这样实现的：

一种测量古建筑木结构大小头圆柱倾斜的方法，步骤如下：

步骤1、待测木柱两个为一组，沿建筑物横纵轴方向选取，在工程现场架设全站仪，将全站仪站点一设置为观测原点；并利用反光片布设转点，转点数目2个；

步骤2、使用全站仪对待测木柱进行测量，测量分为两个截面高度，下水平截面靠近木柱底部，上水平截面靠近木柱顶部；依次进行两个水平截面的n个点空间坐标的测量；

步骤3、根据所测得的各站点的空间坐标依次计算各水平截面的圆心坐标；

步骤4、以两根木柱连线方向为方向，垂直于连线方向为X方向建立右手法则坐标系，依次计算两根木柱在X、Y方向的倾斜分量和倾斜率。

进一步地，所述步骤2中，使用2个转点进行全站仪转站，在站点一依次观测转点，记录转点坐标；在站点二依次观测转点，记录转点坐标；计算出两个站点的竖向z坐标差值；

再在站点二依次测量同一水平高度下的余下圆周各点；若仍需转点，则按上述步骤进行转站即可。

进一步地，所述步骤2中，n个点所在的圆周所对的圆心角要尽可能大。

进一步地，根据建筑物纵横轴线建立全站仪坐标系，计算出沿建筑物轴线方向的倾斜分量。

进一步地，单个木柱中根据所测的上下两个水平截面的n个点，由于n个点位于同一水平截面上，故可以忽略z坐标，将其转换成平面坐标进行计算；将两个水平截面内n个点的平面坐标分别用最小二乘法拟合成圆，并依次求得上水平截面圆心A₁坐标(x₁,y₁)、下水平截面圆心A₂坐标(x₂,y₂)；同理，求得另一根木柱上水平截面圆心B₁坐标(x₃,y₃)、下水平截面圆心B₂坐标(x₄,y₄)。