中国建筑第八工程局有限公司
摘要：工欲善其事，必先利其器。良好的工具能给工程建设者带来极大的便利，因此在生产实际中不断有各种工具、设备的诞生。本论文以鄂州市中核城城市之光项目为例，在竖向构件尺寸校核时，面临众多的问题，检测方法受限，原有的角度测量手段在本工程中无法实现。管理人员集思广益，利用工地上常用的建筑材料，结合该工程的特点，打造了一种全新的重力式便携倾角测量尺，极大地提高了施工过程中对竖向构件倾角角度校核的测定效率。
关键词：重力式；倾角测量；竖向构件；新型工具
一、引言
结构施工时，通常涉及到尺寸及角度校核，对于结构构件一般采用水平角度测量仪器进行角度复核。实际应用中角度测量工具应达到尺度精准、省时省力、简单易学的效果。目前通用的测量仪器有角度尺、量角器、经纬仪等。根据现场施工条件的不同，所选择的测量器具也不尽相同。本论文特针对测量工具的选择和研发进行探讨，用以提高类似工程中关于竖向构件倾角核查效率。
二、工程概况
鄂州市新开临空区规划519地块配套住宅项目，涉及多栋高层住宅，精品洋房，配套学校及相关设备建筑。原高层住宅屋面花架，结构复杂，高度偏高操作不便不利于人工使用仪器测量检测，及配电机房大倾角斜屋面施工无法利用已有工具对竖直构件进行有效且精确的角度测量。
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图1大倾角配套机电设备房
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图2高层花架复杂结构体
由上文可知现场实际倾角测量面临两大难点
难点一：现场结构构件形状不规整且角度连续变幻无法直接测量倾角。
难点二：施工需求对构件角度精准度要求较高，如尺寸偏差较大易导致构件后续整体施工困难。
三、测量装置的研究
测量装置根据现场的实际情况，进行了科学的改进，目的是为了适应检验的要求，提高检查效率。
（一）重力式便携倾角测量装置的设计
重力式便携倾角测量装置构造为：
1。测量尺主要分为5个部分，尺大臂、刻度尺、铅锤、铅垂线、铰链。
2。尺大臂通过铰链与刻度尺连接，尺大臂另一端通过铰链与铅垂线连接，铅垂线另一端与铅锤连接；刻度尺分两节，通过铰链连接；测量尺可通过铰链进行折叠、展开，折叠后可呈现“一”字型，方便收纳取用。
3。尺大臂长600mm，铅锤末端及铅垂线有效长度为600mm，刻度尺总长860mm，刻度尺分两段，与尺大臂铰接的部分长459mm，另一段长401mm。
4。倾角测量时，将尺大臂背部紧贴于待测物体下方，铅垂线尾部与尺大臂铰接处朝上，使铅垂线自然下垂；调整尺大臂位置，使铅垂线、尺大臂、刻度尺处于同一平面内，此时通过尺大臂与刻度尺之间的铰链将刻度尺向上转动，直到刻度尺与铅锤头部微微接触，读取此时刻度尺面数据即可得到待测物体倾角。
5。主要原理：
三角形余弦定理：已知三角形两边和夹角，可根据公式求得第三边长度。公式如下：
a2=b2+c2-2bccosA（倾角测量中A取0～90°，精度0.1°）
根据铅垂线及铅锤长度（b=600mm），尺大臂长度（b=600mm），通过二者夹角取值带入上述公式可求得0°～90°中任意角度对应的a的长度。因角A与待测倾角互为90°补角，固待测倾角δ=90°-∠A。最后将待测倾角与刻度尺上的长度a一一对应，即可得到刻度尺上的单位刻度。本技术中刻度尺带刻度部分长度为848.528mm，单位刻度取0.1°，0°～90°共计900个刻度，其中最小单位刻度为0.741mm，最大单位刻度为1.047mm，易于辨识读数。当铅锤指于0mm时对应倾角90°，当铅锤指于600mm时对应倾角60°，当铅锤指于848.528mm时对应倾角0°。测量时，将尺大臂背部紧贴于待测物体下方，铅垂线尾部与尺大臂铰接处朝上，使铅垂线自然下垂；调整尺大臂位置，使铅垂线、尺大臂、刻度尺处于同一平面内，此时通过尺大臂与刻度尺之间的铰链将刻度尺向上转动，直到刻度尺与铅锤头部微微接触，读取此时刻度尺面数据即可得到待测物体倾角。
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图1重力式便携倾角测量装置俯视图
（二）重力式便携倾角测量装置的应用
根据设计尺寸，重力式便携倾角测量装置的尺大臂刚好贴合待测构件，通过重力式便携倾角测量装置的铅锤装置读取刻度数据。测量时，将尺大臂背部紧贴于待测物体下方，铅垂线尾部与尺大臂铰接处朝上，使铅垂线自然下垂；调整尺大臂位置，使铅垂线、尺大臂、刻度尺处于同一平面内，此时通过尺大臂与刻度尺之间的铰链将刻度尺向上转动，直到刻度尺与铅锤头部微微接触，读取此时刻度尺面数据即可得到待测物体倾角。
此种装置优点在于
1.组成材料皆为常见建筑材料，制作方便；
2.利用铅锤系统，能极大程度保证装置的精确性；
3.提前标注刻度读数快捷简便提高复核效率；
4.操作简单，利于教学推广。
四、总结思考
在建筑施工过程中，工具的合适使用和创新能极大地提高施工效率。关于这次复杂不规整竖向构件角度测量受限的问题，项目通过发明自主创新的重力式便携倾角测量装置，因地制宜解决了倾角检测难题。测量装置制作方便，能够循环使用，绿色经济，效益良好，提高了检测效率、节约了检验时间，塑造了良好的企业形象。
相关荣誉：专利两项：倾角测量装置及其测量方法CN201910526622.0（发明专利）；倾角测量装置ZL201920915882.2（实用新型专利）。
参考文献
1.钱钟泰.测量结果或测量装置误差分析的建议方法[J].仪器仪表学报，2011（4）：62-67
2.黄向平，姜惠英，测量误差分析[J].水利科技.2014.0（1）：61-62+33
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图2重力式便携倾角测量装置实测图