垂球是一种由金属制成的测量工具,通常呈圆锥形状,上部较大而下部逐渐变尖。它常被用来确保地面点的正确投影或者检测物体是否垂直放置。
形状特征
垂球是一枚圆锥体形的金属锤,顶端尖锐,底端较宽。在使用过程中,通过将其尖端对准地面控制点,同时将另一端系有一条细绳并连接至仪器中心,从而实现对地球重力线方向的测定。
应用场景
垂球在测量工作中有多种用途,它可以作为全站仪、经纬仪和平板仪等设备的附件。然而,由于垂球容易受到风力干扰,目前更多地使用垂直杆来替代垂球。
测量方法
垂球与垂准线法
在某些情况下,特别是对于高耸建筑的倾斜情况,可以通过垂准线法来计算顶部点的水平位移。具体操作是,在建筑物的某个高度点,如墙角或几何中心处悬挂垂球,使其尖端刚好不触及底部。然后,通过测量垂球尖端与其在底部理论投影位置之间的距离,就可以得出相应点的水平位移。
垂球与钢尺量距
在地形起伏不太明显的区域进行距离测量时,常常会使用垂球辅助完成。这种方法需要保持钢尺处于水平状态,并借助垂球来标记每个分划线对应的地面点位,以便最终获得直线的水平距离。
垂球与井筒施工测量
在矿井建设中,立井的掘进和砌壁施工必须严格遵循设计要求,以确保井壁的垂直度以及井筒断面尺寸和预留梁窝的位置准确性。为了达到这一目的,需要在井筒中心固定垂球线,并在浇筑立井永久锁口之后,继续使用垂球线作为施工的基准。
提升吊桶不在井筒中心位置时的操作
如果提升吊桶未位于井筒中心,则可在井筒中心附近的一个钢梁上焊接角钢,并在其上精确标注井筒中心位置。随后,在此位置钻孔或切割出三角形缺口,使得垂球线能够穿过孔洞或缺口自由悬挂,这样垂球线就会指向井筒中心点。
提升吊桶在井筒中心位置时的操作
若提升吊桶恰好位于井筒中心,则无法直接放下垂球线指示掘进方向。此时,可以使用一种称为“定点杆”的活动装置来设置下线点。该装置可通过角钢制造,带有下线孔,两端通过带螺纹的销钉连接。当需要标定井筒中心垂线时,停止吊桶提升,安装活动“中线杆”,放下井筒中心垂球线;标定完成后,收回垂球线,移除活动“中线杆”,吊桶便可继续提升。当井筒深度较大时,中心垂球线摆幅可能较大,难以找准中心点。这时,可以采用摆动观测的方式精确投点,并及时向下移动设定点。当两次投点确定的点位误差不超过10毫米时,取中间值作为移动的井筒中心下线点。
新型垂球
随着技术的发展,出现了新型的激光垂球。这种垂球内部集成了激光发射器和激光束通道,使得垂球不仅具有传统垂球的功能,还具备更高的精度和更便捷的使用体验。此外,激光垂球也不受天气条件的影响,结构简单易于生产和加工。