本发明专利技术公开一种监控隧道、采煤巷道、地下管廊、拱桥等拱形建筑物拱顶沉降和周边收敛的方法及其结构，它包括测距装置、反射装置Ⅰ、数据处理装置及报警装置，该方法在测距装置上设有倾角仪，通过倾角仪以获取测距装置光线夹角的变化；在拱状建筑物拱顶悬挂下端面水平的反射装置Ⅱ以便于弧形拱顶沉降的计算；本发明专利技术有利于对拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛进行实时监控，有利于节省人力物力并确保安全。有利于节省人力物力并确保安全。有利于节省人力物力并确保安全。
【技术实现步骤摘要】
的距离初始测距为L2；拱顶沉降量h和周边收敛L
收
的公式具体如下：
[0010]①
当只发生拱顶沉降，周边未收敛,倾角仪的角度未发生变化：
[0011]h＝(L1‑
L3)sinθ1[0012]L
收
＝0
[0013]其中L3为拱顶沉降后，测距装置与反射装置Ⅱ的距离；
[0014]②
当只发生周边收敛,拱顶未沉降，倾角仪的角度未发生变化：
[0015]h＝0
[0016]L
收
＝L2‑
L4[0017]其中L4为周边收敛后，测距装置与反射装置的距离；
[0018]③
当发生拱顶沉降，周边发生收敛,倾角仪的角度发生变化：
[0019]h＝【L1‑
L5sin(θ1‑
θ2)/sin(1800‑
θ1)】sinθ1[0020]L
收
＝L2‑
L6cosθ2[0021]其中,L5为拱顶沉降后测距装置与反射装置Ⅱ的距离,θ1为预设定光线与水平线的夹角；θ2为倾角仪变化的角度：L6为周边收敛后,测距装置与反射装置的距离；
[0022](3)数据处理装置发现拱顶沉降和周边收敛超出阈值，向报警装置发出报警信号。
[0023]该监控拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛的结构，它包括测距装置、反射装置Ⅰ、数据处理装置及报警装置，所述测距装置、反射装置Ⅰ分别位于拱状建筑物左右两侧，所述数据处理装置分别与测距装置和报警装置无线连接，在拱状建筑物的拱顶悬挂有反射装置Ⅱ，所述反射装置Ⅱ在重力作用下其下端面水平，所述测距装置激光照在反射装置Ⅱ的下端面，在测距装置上设有倾角仪。
[0024]所述的反射装置Ⅱ为悬挂的水平板。
[0025]所述反射装置Ⅰ通过挂绳悬挂在拱状建筑物的一侧。
[0026]与现有技术比较，本专利技术监控拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛的方法及其结构，具有的优点如下：
[0027](1)现有技术，在计算拱顶沉降高度时，因为拱顶为弧形状，不方便计算沉降高度，而通过在拱状建筑物拱顶悬挂下端面水平的反射装置Ⅱ，这样能避免弧形拱顶带来的计算干扰，有利于计算沉降高度。
[0028](2)反射装置Ⅱ为悬挂的水平板，结构简单，成本低，又能避免弧形拱顶带来的计算干扰，有利于推广。
[0029](3)通过监控测距装置和反射装置Ⅱ之间距离差的变化，有利于测量拱状建筑物周边的收敛。
附图说明
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：
[0031]图1是本专利技术的连接结构示意图。
[0032]图2是只发生拱顶沉降，周边未收敛状态的连接结构示意图。
[0033]图3是只发生周边收敛,拱顶未沉降，倾角仪的角度未发生变化状态的连接结构示意图。
[0034]图4是发生拱顶沉降，周边发生收敛,倾角仪的角度发生变化的连接结构示意图。
[0035]图5是图4中A部分的放大结构示意图。
[0036]图6是发生拱顶沉降，周边发生收敛,倾角仪的角度发生变化后的计算示意图。
[0037]图7是图2中B部分的放大结构示意图。
[0038]其中，测距装置1；反射装置Ⅰ2；数据处理装置3；报警装置4；反射装置Ⅱ5；倾角仪6。
具体实施方式
[0039]以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0040]实施例1.如图1所示，一种监控拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛的方法，它包括测距装置1，测距装置1为激光仪器、反射装置Ⅰ2、数据处理装置3及报警装置4，该方法在测距装置1上设有倾角仪6，通过倾角仪6以获取测距装置1光线夹角的变化；在拱状建筑物拱顶悬挂下端面水平的反射装置Ⅱ5以便于弧形拱顶沉降的计算。
[0041]它包括以下步骤：
[0042](1)在拱状建筑物左右两侧分别安装有测距装置1和反射装置Ⅰ2，在拱状建筑物拱顶吊装有反射装置Ⅱ5，所述反射装置Ⅱ5下端面在重力作用下保持水平，所述测距装置1的光线打在反射装置Ⅱ5的下端面并实现反射测距。
[0043](2)根据光线角度变化，自适应计算拱顶沉降和周边收敛：
[0044]安装测距装置1和倾角仪6，通过人工预先设定各监测的参数；所述参数具体为：预先设定测距装置1射在反射装置Ⅱ5上的光线与水平线的夹紧为θ1，测距装置1与反射装置Ⅱ5监测点的初始距离为L1；预先设定测距装置1与反射装置Ⅰ2之间水平反射，测距装置1与反射装置Ⅰ2的距离初始测距为L2；拱顶沉降量h和周边收敛L
收
的公式具体如下：
[0045]①
当只发生拱顶沉降，周边未收敛,倾角仪6的角度未发生变化：
[0046]h＝(L1‑
L3)sinθ11
[0047]L
收
＝02
[0048]其中L3为拱顶沉降后，测距装置1与反射装置Ⅱ5的距离；
[0049]②
当只发生周边收敛,拱顶未沉降，倾角仪6的角度未发生变化：
[0050]h＝03
[0051]L
收
＝L2‑
L44
[0052]其中L4为周边收敛后，测距装置1与反射装置的距离；
[0053]③
当发生拱顶沉降，周边发生收敛,倾角仪6的角度发生变化：
[0054]h＝【L1‑
L5sin(θ1‑
θ2)/sin(1800‑
θ1)】sinθ1[0055]L
收
＝L2‑
L6cosθ2[0056]其中,L5为拱顶沉降后测距装置1与反射装置Ⅱ5的距离,θ1为预设定光线与水平线的夹角
；
θ2为倾角仪6变化的角度：L6为周边收敛后,测距装置1与反射装置的距离；
[0057]具体的，如图6所示，在ΔACO
‘
中，根据正弦定理“在任意一个平面三角形中，各边和它所对角的正弦值的比相等，其中L1为OF的长度，L5为AO
‘
的长度，θ1为预设定光线与水平线的夹角
；
θ2为倾角仪6变化的角度，且L1、L5、θ1及θ2均为已知，通过即O
‘
C/sin(θ1‑
θ2)＝L5/
sin(1800‑
θ1)，可得出O
‘
C＝L5sin(θ1‑
θ2)/sin(1800‑
θ1)；求出O
‘
C后，我们可以预设只发生周边收敛，角度未变，这时，长度O
‘
C＝OE,即EF＝L1‑
OE＝L1‑
L5sin(θ1‑
θ2)/sin(1800‑
θ1)，最后，h＝EFsinθ1,即可求出沉降高度FD的值。
[0058](3)数据处理装置3发现拱顶沉降和周边收敛本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种监控拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛的方法，它包括测距装置(1)、反射装置Ⅰ(2)、数据处理装置(3)及报警装置(4)，其特征在于：该方法在测距装置(1)上设有倾角仪(6)，通过倾角仪(6)以获取测距装置(1)光线夹角的变化；在拱状建筑物拱顶悬挂下端面水平的反射装置Ⅱ(5)以便于弧形拱顶沉降的计算。2.根据权利要求1所述的监控拱状建筑物拱顶沉降和周边收敛的方法，其特征在于，它包括以下步骤：(1)在拱状建筑物左右两侧分别安装有测距装置(1)和反射装置Ⅰ(2)，在拱状建筑物拱顶吊装有反射装置Ⅱ(5)，所述反射装置Ⅱ(5)下端面在重力作用下保持水平，所述测距装置(1)的光线打在反射装置Ⅱ(5)的下端面并实现反射测距。(2)根据光线角度变化，自适应计算拱顶沉降和周边收敛：安装测距装置(1)和倾角仪(6)，通过人工预先设定各监测的参数；所述参数具体为：预先设定测距装置(1)射在反射装置Ⅱ(5)上的光线与水平线的夹紧为θ1，测距装置(1)与反射装置Ⅱ(5)监测点的初始距离为L1；预先设定测距装置(1)与反射装置Ⅰ(2)之间水平反射，测距装置(1)与反射装置Ⅰ(2)的距离初始测距为L2；拱顶沉降量h和周边收敛L
收
的公式具体如下：
①
当只发生拱顶沉降，周边未收敛,倾角仪(6)的角度未发生变化：h＝(L1‑
L3)sinθ
1 (1)L
收
＝0 (2)其中L3为拱顶沉降后，测距装置(1)与反射装置Ⅱ(5)的距离；
②
当只发生周边收敛,拱顶未沉降，倾角仪(6)的角度未发生变化：h＝0 (3)L
【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，龙万学，刘发林，邹源江，王文青，
申请(专利权)人：北京久感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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