一種現澆混凝土變形測量系統及其測量方法與流程

本發明涉及工程建設領域，尤其涉及一種現澆混凝土變形測量系統及其測量方法。

背景技術：

大體積混凝土底板澆筑后由于水泥水化熱的釋放會引起底板溫度的上升與體積膨脹，在水泥水化熱釋放速度變緩以后，又會由于底板表面散熱而導致溫度下降引起底板體積收縮。混凝土底板的膨脹與收縮將受到地基土與樁基礎的約束，不能自由發生，但地基土與樁基礎對底板的約束變形大小很難通過計算獲得，所以底板的早期水化熱變形難以通過計算獲得。

目前，本領域采用的一種較好的能夠測量出大體積混凝土底板的水化熱變形的方式是：利用激光測距儀和擋板對混凝土澆筑前的底板結構進行實時測量，從而可以利用實時測量到的變形反推出地基土與樁基礎對底板的約束作用力。

然而，當混凝土結構上放置擋板時，為了保證擋板隨同混凝土一同發生位移，需將擋板底部支架插入混凝土結構中，但在綁扎支架及澆筑混凝土過程中，總不可避免的使擋板發生傾斜，不能與墻體保持垂直，更不能做到與激光裝置在同一水平高度并保證垂直于激光點，所以不能得到準確實際的混凝土結構位移變化。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種現澆混凝土變形測量系統及其測量方法，能夠調節測距裝置和擋板裝置的高度及傾斜角度，保證測距儀器發射的激光正好打在擋板中央，且與擋板位于同一水平高度并且保持垂直，從而有效提高混凝土結構變形測量的準確性和可靠度。

為實現上述技術效果，本發明公開了一種現澆混凝土變形測量系統，包括：

測距裝置，包括支設于混凝土結構的第一側上的測距盒及容置于所述測距盒內的激光測距儀；所述測距盒的底部開設有對應于所述激光測距儀的底部四周的第一調節孔；所述測距盒的側部開設有對應于所述激光測距儀的與激光線同方向的側部的第二調節孔；

第一調節桿，豎向可調節地裝配于所述第一調節孔中，且所述第一調節桿的端部抵頂于所述激光測距儀的底部；

第二調節桿，水平可調節地裝配于所述第二調節孔中，且所述第二調節桿的端部抵頂于所述激光測距儀的側部；

擋板裝置，包括支設于混凝土結構的相對于所述第一側的第二側上的調節基礎及安裝于所述調節基礎的面向所述激光測距儀的一側上的激光反射板；所述調節基礎上開設有對應于所述激光反射板的背面四周的第三調節孔；

第三調節桿，水平可調節地裝配于所述第三調節孔中，且所述第三調節桿的端部鉸接于所述激光反射板的背面；以及

檢查尺裝置，包括垂直設置于所述激光反射板的反射面上的尺托及設于所述尺托上的檢查尺尺體，所述檢查尺尺體垂直于所述尺托且所述檢查尺尺體的原點對應于所述激光反射板的反射中心。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述測距盒通過第一支架支設于混凝土結構上，所述第一支架包括支設于所述測距盒的底部四周與所述混凝土結構之間的第一支架立桿。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述測距盒包括底板、圍設于所述底板四周的側板及蓋設于側板上的蓋板，所述側板中對應于激光線的一側上形成有激光發射窗。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述測距裝置還包括支托板，承托于所述激光測距儀的底部并抵靠于所述第一調節桿的端部。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述調節基礎通過第二支架支設于混凝土結構上，所述第二支架包括下端埋入所述混凝土結構中的多根第二支架立桿及固定于所述第二支架立桿并抵靠于所述混凝土結構的上表面的支架橫桿；所述調節基礎固定于所述第二支架立桿的上端。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述第三調節桿的端部通過球鉸鉸接于所述激光反射板的背面。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述第一調節孔、所述第二調節孔及所述第三調節孔為螺紋孔，所述第一調節桿、所述第二調節桿及所述第三調節桿為螺桿或螺栓，通過螺紋連接的方式對應裝配。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述尺托包括吸附于所述激光反射板的反射面上的直角板及固定于所述直角板并與所述反射面相垂直的引導板，所述檢查尺尺體設于所述引導板上。

所述現澆混凝土變形測量系統進一步的改進在于，所述直角板的一直角楞對準于所述激光反射板的反射中心，所述引導板的一引導邊楞與所述直角楞位于同一直線且垂直于所述激光反射板的反射面；所述檢查尺尺體樞接于所述引導板，所述檢查尺尺體的原點在所述檢查尺尺體垂直于所述引導板時對準于所述引導邊楞。

本發明還公開了一種現澆混凝土變形測量方法，包括步驟：

于混凝土結構澆筑前的鋼筋籠上支設擋板裝置；

澆筑混凝土結構，使擋板裝置固定支設于澆筑完成的混凝土結構的第一側上；

于混凝土結構的對應于所述第一側的第二側上支設測距裝置的測距盒；

將激光測距儀置入測距盒中，通過豎向調節第一調節桿對激光測距儀的高度位置進行調節，通過水平調節第二調節桿對激光測距儀的水平位置進行調節，使激光測距儀的激光線對準于擋板裝置的激光反射板的反射中心；

通過水平調節第三調節桿對激光反射板的豎向垂直度進行調節，使激光反射板豎直，并保持激光測距儀的激光線對準于激光反射板的反射中心；

將檢查尺裝置的尺托垂直設置于激光反射板的反射面上，將尺托上的檢查尺尺體垂直于尺托，使檢查尺尺體的原點對準于激光反射板的反射中心，并使激光測距儀的激光線投射在所述檢查尺尺體上；

觀察激光測距儀的激光線于檢查尺尺體上的投射情況，通過水平調節第三調節桿對激光反射板的水平垂直度進行調節，使激光測距儀的激光線對準于所述檢查尺尺體的原點，以及

于激光反射板上取下檢查尺裝置，利用激光測距儀和激光反射板測量混凝土結構的變形。

本發明由于采用了以上技術方案，使其具有以下有益效果：

通過在測距盒上設置第一調節桿和第二調節桿，可以對容置在測距盒中的激光測距儀的高度位置和水平位置進行精確調節，使激光測距儀射出的激光線投射到激光反射板的反射中心，實現對激光測距儀的位置調整；

通過在調節基礎上設置第三調節桿，可以對激光反射板的豎直垂直度進行精確調節，使激光反射板豎直；

利用檢查尺裝置對激光反射板的水平垂直度進行精確調節，確保激光測距儀發射的激光線可以準確地投射在激光反射板的反射中心，而且該激光線與激光反射板位于同一水平高度并且保持垂直，從而有效提高混凝土結構變形測量的準確性和可靠度。

附圖說明

圖1為本發明一種現澆混凝土變形測量系統的使用狀態示意圖。

圖2為本發明一種現澆混凝土變形測量系統的測距裝置的結構示意圖。

圖3為本發明一種現澆混凝土變形測量系統的擋板裝置的結構示意圖。

圖4為本發明一種現澆混凝土變形測量系統的檢查尺裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

一般的測距儀器無法調節其高度及傾斜角度，即普通的測距儀器無法保證測距儀器發射的激光正好打在擋板中央，且與擋板位于同一水平高度并且保持垂直。本發明一種現澆混凝土變形測量系統及其測量方法可以完美解決上述問題。

首先參閱圖1所示，本發明一種現澆混凝土變形測量系統主要由測距裝置、擋板裝置和檢查尺裝置三部分組成。其中，測距裝置中包含有激光測距儀11、測距盒12、第一調節桿13和第二調節桿14，主要功能為發射激光線及調整激光線的反射高度和角度；擋板裝置中包含有激光反射板15、調節基礎16和第三調節桿17，主要功能為反射測距裝置發射的激光線，以及對反射中心的位置調節；檢查尺裝置中包含有檢查尺尺體18和尺托19，主要功能為檢查、校正擋板裝置的豎向垂直度和水平垂直度，確保測距裝置反射的激光線能夠正好打在擋板裝置的反射中心，且與擋板裝置位于同一水平高度并保持垂直，從而有效提高混凝土結構變形測量的準確性和可靠度。

具體配合圖2所示，測距裝置的測距盒12通過第一支架支設在澆筑完成的混凝土結構的第一側上，激光測距儀11容置于該測距盒12中，測距盒12對容置在其中的激光測距儀起到防護作用，防止外界天氣、環境污染、周邊工程等因素對激光測距儀造成損傷或影響測量精度，激光測距儀11在使用時，一般要與外部電腦端連接，可采用有線或無線連接，由電腦端實時記錄激光測距儀的讀數，獲取測量結果。

在本實施例中，測距盒12由一矩形底板121、圍設于該底板121四周的四塊側板122及蓋設于四塊側板122上的一蓋板123組成，蓋板123可采用鉸鏈與四塊側板122中的一塊鉸接，便于測距盒12的開合。為實現激光測距儀發射的激光線能夠射出測距盒，設向對應的激光反射板，通常會在測距盒的對應于激光線的一側側板上開設激光發射口，在本發明中，采用將測距盒的對應于激光線的一側側板的上半段截去，形成激光發射窗，使該側板的保留部分的高度低于激光線的高度，從而確保測距盒不會阻擋激光線的發射，同時擴大了激光發射口，便于在對激光測距儀的水平位置進行調節的過程中，激光線始終不會被阻擋。

用于支設測距盒12和激光測距儀11的第一支架，由四根第一支架立桿21構成，該四根第一支架立桿21分別垂直焊接在測距盒12底部的矩形底板121的四個角部，在本實施例中，四根第一支架立桿21的長度同一為0.5m，下端支撐在澆筑完成的混凝土結構上。

進一步地，在測距盒12的底部底板121上開設有對應于容置在其中的激光測距儀11的底部四周的第一調節孔。第一調節桿13豎向可調節地裝配于該第一調節孔中，且第一調節桿13的端部抵頂于激光測距儀11的底部。通過豎向調節第一調節桿13，可以對激光測距儀11的高度位置進行調節。該第一調節孔可為螺紋孔，相應地，第一調節桿13為螺合于第一調節孔中的螺桿或螺栓，通過螺紋連接的方式實現第一調節桿13于第一調節孔內的豎向可調節。此外，還可以采用伸縮桿作為第一調節桿，將伸縮桿的伸縮端穿過第一調節孔而伸入到測距盒內，抵頂激光測距儀。

作為本發明的較佳實施方式，在激光測距儀11的底部設置有一支托板111，第一調節桿13的頂部抵頂于該支托板111的底部，該支托板111呈矩形，對應于該矩形支托板111的底部四角各設置一根第一調節桿13，共四根第一調節桿13同時對支托板111進行抵頂，可平穩地支撐起支托板111上的激光測距儀11，并使激光測距儀的高度調節和水平調節分離，在后續水平調節的過程中，不會出現激光測距儀11從第一調節桿13上掉落的威脅。

在測距盒12的側部開設有對應于激光測距儀11的與激光線同方向的側部的第二調節孔。第二調節桿14水平可調節地裝配于該第二調節孔中，且第二調節桿14的端部抵頂于激光測距儀11的側部，通過水平調節第二調節桿14，可以對激光測距儀11的水平位置進行調節，可沿激光線的方向在激光測距儀的側部設置至少兩根該第二調節桿14，兩根第二調節桿14同時抵推激光測距儀時，可調節激光測距儀的縱向位置，而單獨一根第二調節桿14抵推激光測距儀時，可調節激光測距儀的水平傾斜角度。

再配合圖3所示，擋板裝置的調節基礎16通過第一支架固定支設在混凝土結構的相對于其第一側的第二側上，激光反射板15通過第三調節桿17安裝在該調節基礎16的面向激光測距儀11的一側上。該調節基礎16可為一塊矩形板體，作為激光反射板15的支架。第二支架包括下端埋入混凝土結構中的第二支架立桿22及固定于該第二支架立桿22并抵靠于混凝土結構的上表面的支架橫桿23。調節基礎16的一側焊接固定于第二支架立桿22的上端。在本實施例中，采用兩根0.7m長的第二支架立桿，其中，第二支架立桿下部的0.2m插入混凝土結構中，與混凝土結構中的鋼筋籠固定，并盡量保持第二支架立桿的豎直度，第二支架立桿上部的0.5m與測距裝置的第一支架保持相同高度，使測距裝置和擋板裝置大致在同一水平高度上。支架橫桿23焊接固定在第二支架立桿22的0.2m高度位置，在兩根第二支架立桿上分別焊接一根支架橫桿，并使支架橫桿垂直于第二支架立桿，并平行于混凝土結構的上表面，使第二支架立桿能放在鋼筋籠上而不至于傾斜歪倒，在第二支架支設安裝的過程中，使其上的擋板裝置大致上垂直于混凝土結構。

激光反射板15的一側面向激光測距儀，為激光反射板15的反射面，另一側背向激光測距儀，為激光反射板15的背面，在激光反射板15的反射面上可刷上白漆，便于紅色激光的反射，并且將反射面劃分成1cm×1cm的網格面，將反射面的中心作為原點，及激光反射板15的反射中心。

調節基礎16上開設有對應于激光反射板15的背面四周的第三調節孔。第三調節桿17水平可調節地裝配于該第三調節孔中，且第三調節桿17的端部鉸接于激光反射板15的背面。通過水平調節第三調節桿17，可以對激光反射板15的豎向垂直度和水平垂直度進行調節。該第三調節孔可為螺紋孔，相應地，第三調節桿17為螺合于第三調節孔中的螺桿或螺栓，通過螺紋連接的方式實現第三調節桿17于第三調節孔內的水平可調節。此外，還可以采用伸縮桿作為第三調節桿，將伸縮桿的伸縮端穿過第三調節孔而與激光反射板15相鉸接。

在本實施例中，激光反射板15采用矩形板體，對應于激光反射板的背面四個角部分別設置有上述第三調節桿17，共四根第三調節桿17，水平設置，且一端螺紋連接于調節基礎16上的第三調節孔中，另一端通過球鉸151鉸接于激光發射板15的背面。球鉸151有球體可球殼兩部分構成，球體設于球殼內，且球體可在球殼中轉動，但兩者的轉動為僅可繞共同的球心相對轉動。球鉸的球殼固定在激光反射板15的背面四個角部，球鉸的球體固定在第三調節桿17的端部，利用球鉸鉸接連接激光反射板15和第三調節桿17，可避免單獨調節四根第三調節桿中的某根時，引起激光反射板15的受力變形，確保四根第三調節桿之間的調節不會相互干擾并保護激光反射板。

再配合圖4所示，檢查尺裝置的尺托19垂直設置于激光反射板的反射面上，可采用磁鐵吸附的方式將尺托19吸附在激光反射板的反射面上，以便于在檢查完畢后取下檢查尺裝置，不會影響測距裝置和擋板裝置的實際測量，磁鐵193安裝在尺托19的靠近激光反射板的一端上。檢查尺尺體18為刻度尺，刻度的原點位于檢查尺尺體的中心，原點的兩側形成兩段刻度，刻度值自原點向兩側逐漸增大。檢查尺尺體18設于尺托上，在使用時垂直于尺托19并平行于激光反射板，使檢查尺尺體18的原點對應于激光反射板的反射中心。

其中，尺托19由一直角板191和一引導板192構成，該直角板191進一步由互成90°的兩角板拼接而成，兩角板互成90°的側邊所在棱線為該直角板191的直角楞。磁鐵193安裝在直角板191上，在使用時，直角板191通過磁鐵吸附于激光反射板的反射面上。引導板192固定于直角板191上，且引導板192與直角板191相互垂直，即引導板192與激光反射板相互垂直。引導板192的一條邊楞與直角板191的直角楞重合(即額位于同一直線)，構成引導板192的引導邊楞。因此，直角板191與引導板192的連接處構成一個棱體角點。

檢查尺尺體18設于該引導板192上，檢查尺尺體18可采用樞接的方式轉動連接于該引導板192上，可以旋轉至與引導板192平行或垂直，在安裝時，將檢查尺尺體旋轉至與引導板192平行，便于安裝和收折，在檢查使用時，將檢查尺尺體旋轉至于引導板192垂直，即與激光反射板平行，并使檢查尺尺體的原點對準于激光反射板的反射中心。

為了便于對準檢查尺尺體的原點和激光反射板的反射中心，在安裝尺托19時，先確保直角板191的直角楞對準于激光發射板的反射中心，由于引導板192的引導邊楞與直角板191的直角楞位于同一直線且垂直于激光反射板的反射面，因此，該引導邊楞與該直角楞所在直線對準激光發射板的反射中心并與激光反射板垂直。此時，只要控制檢測尺尺體18在旋轉至于引導板相垂直時，檢測尺尺體18的原點恰好對準引導板192的該引導邊楞，即可保證檢測尺尺體18的原點對準于激光反射板的反射中心且檢測尺尺體平行于激光反射板。

利用本發明一種現澆混凝土變形測量系統進行現澆混凝土變形測量的方法，主要包括如下步驟：

1、預先放置擋板裝置

在混凝土結構(如混凝土墻)澆筑之前，在混凝土結構的鋼筋籠的一端放置擋板裝置。將第一支架放在鋼筋籠上，將擋板裝置的激光反射板朝向混凝土結構的另一端(放測距裝置的一端)，大致調整第一支架，使其在豎向上垂直于混凝土結構的鋼筋籠，水平垂直于混凝土結構的鋼筋籠的長度方向，用鋼絲綁扎牢固即可。

2、澆筑混凝土結構，使擋板裝置固定支設于澆筑完成的混凝土結構的第一側上。

3、安放測距裝置，并調整對中

混凝土結構澆筑完成后，將測距裝置放于混凝土結構的另一端(相對于擋板裝置的一端)，使測距裝置大致對著擋板裝置。為方便找到激光測距儀發射的激光線落在激光反射板上的激光點位置，可用一塊木板引著到激光反射板，邊引邊調整激光測距儀，利用測距盒側部的第二調節桿調整激光測距儀的水平位置，利用測距盒底部的第一調節桿調整激光測距儀的豎直位置，最終使激光點打在激光反射板的反射中心位置。

4、調整激光反射板的豎直垂直度

用吊錘法調整激光反射板的豎直垂直度。將吊錘線掛于激光反射板中間上端，通過同時水平調節位于上方的兩個第三調節桿或同時水平調節位于下方的兩個第三調節桿，推抵激光反射板，使激光反射板豎直。在調整過程中應保證激光測距儀的激光點始終對落在激光反射板的反射中心位置，若激光點偏離激光反射板的反射中心，可再利用第一調節桿和第二調節桿來調整激光測距儀的位置，使其激光點落在激光反射板的反射中心。

5、調整激光反射板的水平垂直度

將檢查尺裝置的尺托靠在激光反射板的反射面上，使檢測尺尺體的原點對應于激光反射板的反射中心。檢查尺尺體底部兩邊也與相應網格線水平。將檢查尺尺體旋轉至與尺托的引導板垂直，激光點將被檢查尺尺體擋住，根據激光點在檢查尺尺體的刻度位置，來調整激光反射板左邊兩個第三調節桿或右邊兩個第三調節桿，直到激光點落在檢查尺尺體的零刻度位置(即原點位置)，即表示激光反射板已經與激光線垂直。

6、待檢測完畢后，從激光反射板上取下檢查尺裝置；

7、觀察記錄

由電腦端記錄激光測距儀的讀數，分析混凝土結構長度方向位移變化。觀察激光點在激光反射板上的偏移距離并記錄，此即為混凝土結構的側向位移。

本發明一種現澆混凝土變形測量系統及其測量方法通過在測距盒上設置第一調節桿和第二調節桿，可以對容置在測距盒中的激光測距儀的高度位置和水平位置進行精確調節，使激光測距儀射出的激光線投射到激光反射板的反射中心，實現對激光測距儀的位置調整；通過在調節基礎上設置第三調節桿，可以對激光反射板的豎直垂直度進行精確調節，使激光反射板豎直；利用檢查尺裝置對激光反射板的水平垂直度進行精確調節，確保激光測距儀發射的激光線可以準確地投射在激光反射板的反射中心，而且該激光線與激光反射板位于同一水平高度并且保持垂直，從而有效提高混凝土結構變形測量的準確性和可靠度。

以上結合附圖及實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。