[科普中國]-垂球

簡介

測量工作中的一種簡單工具。為一圓錐體形的金屬錘，用時(shí)以尖端對(duì)準(zhǔn)地面控制點(diǎn)，另一端系以細(xì)繩（并與儀器中心相連），其自由下垂時(shí)的方向即地球重力線的方向。1

作用測量工作中用于投影對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)或檢驗(yàn)物體是否鉛垂豎立的簡單工具。為一上端系有細(xì)繩的呈倒圓錐形的金屬錘。一般作為全站儀、經(jīng)緯儀和平板儀的附件。因垂球易受風(fēng)力影響，現(xiàn)多用垂直桿代替。

垂球與垂準(zhǔn)線法一些高聳的建筑物發(fā)生傾斜時(shí)，用垂準(zhǔn)線法可求出頂部點(diǎn)的水平位移值。利用垂球建立垂準(zhǔn)線時(shí)是在高處的某點(diǎn)，如墻角、建筑物的幾何中心處懸掛垂球，垂球線的長度應(yīng)使垂球的尖端剛剛不與底部接觸用尺子量出垂球尖至高處該點(diǎn)在底部的理論投影位置的距離，即為高處該點(diǎn)的水平位移。2

垂球與鋼尺量距在傾斜不大的地區(qū)量距，一般采取抬高尺子的一端或兩端,使尺子呈水平狀態(tài)以量得直線的水平距離。如圖所示，地面傾斜較小，在丈量時(shí)，使尺子一端對(duì)準(zhǔn)地面標(biāo)志點(diǎn)，將另一端抬高使尺子呈水平。拉緊后，對(duì)準(zhǔn)尺上分劃懸掛垂球線，再標(biāo)出垂球尖端所對(duì)的地面點(diǎn)位，即為該分劃線的水平投影位置。連續(xù)分段丈量，得到AB 直線的水平距離D。這種丈量方法需要掌握好鋼尺水平、垂球穩(wěn)定、每段高差適當(dāng)，一般從高處向低處丈量。

垂球與井筒施工測量立井是礦山建設(shè)的重要工程，井筒掘進(jìn)和砌壁施工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，井壁必須豎直，井筒斷面尺寸和預(yù)留梁窩的位置必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定。因此進(jìn)行井筒中心垂球線的固定，澆筑立井的永久鎖口后，立井還要繼續(xù)向下掘進(jìn)延深，因而必須懸掛垂球線作為施工的依據(jù)。

1、當(dāng)提升吊桶不在井筒中心位置時(shí)，可以在井筒中心附近的鋼梁上焊接一塊角鋼，然后在角鋼上精確標(biāo)定出井筒中心位置，并在標(biāo)出的位置上鉆孔或鋸出三角形缺口，讓垂球線經(jīng)過孔或缺口后自由懸掛，此時(shí)的垂球線就是經(jīng)過井筒中心點(diǎn)的垂線，可以指示井筒掘進(jìn)延深的方向。

2、當(dāng)提升吊桶在井筒中心位置時(shí)，就不可能直接下放垂球線指示掘進(jìn)方向。此時(shí)可以采用活動(dòng)式“定點(diǎn)桿”設(shè)置下線點(diǎn)。其原理是，當(dāng)需要標(biāo)定井簡中心垂線時(shí)，就停止吊桶提升，安置活動(dòng)“中線桿”，下放井簡中心垂球線；當(dāng)標(biāo)定結(jié)束后，隨即收線，移去活動(dòng)“中線桿”，吊桶即可繼續(xù)提升。活動(dòng)式“中線桿”可用角鋼制作，其上有下線孔，兩端用帶螺紋的銷釘連接。當(dāng)井筒較深時(shí)，中心垂球線擺幅大，不易找中，為此可用擺動(dòng)觀測的方法精確投點(diǎn)，并及時(shí)向下移設(shè)。當(dāng)兩次投點(diǎn)確定的點(diǎn)位互差不超過10mm 時(shí)，取其中數(shù)作為移設(shè)的井簡中心下線點(diǎn)。

激光垂球激光垂球，包括圓錐體、固聯(lián)于圓錐體上的吊環(huán)及一端系扣在吊環(huán)上的細(xì)繩，其特殊之處是圓錐體內(nèi)設(shè)有激光發(fā)射器及激光束通道，激光束通道與圓錐體同軸，激光束通道的進(jìn)光口與激光發(fā)射器的出光口相連通，激光束通道的出光口設(shè)在圓錐體的頂點(diǎn)。激光垂球精度較高、使用方便且不受天氣條件的影響，而且結(jié)構(gòu)簡單、容易加工生產(chǎn)。