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      大壩及巖土工程安全監測儀器生產公司

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      水庫岸坡安全監測布置及儀器安裝說明
      來源:四川葛南儀器有限公司 | 作者:四川葛南儀器 13990288886 | 發布時間: 2021-09-04 | 2561 次瀏覽 | 分享到:
      水庫左岸邊坡和右岸邊坡,主要安裝錨桿應力計和多點位移計,監測其岸坡滑動變化情況。

      1 VWRF型錨桿應力計規格及主要技術參數

      規格代號

      F-16

      F-18

      F-20

      F-22

      F-25

      F-28

      F-32

      F-36

      F-40


      連接桿直徑d,  mm

      16

      18

      20

      22

      25

      28

      32

      36

      40

      尺寸參數

      鋼套截面積A,  cm2

      2.01

      2.55

      3.14

      3.80

      4.91

      6.16

      8.04

      10.2

      12.6


      鋼套長度L,    mm

      120


      應力測

      拉伸, MPa

      300


      量范圍

      壓縮, MPa

      200


      最小讀數k,    MPa/F

      ≤0.10

      性能參數

      溫度測量范圍, ℃

      -25~+80


      溫度測量精度, ℃

      ±0.5


      溫度修正系數b,MPa/℃

      ≤0.10


      絕緣電阻,     MΩ

      ≥50

      注:頻率模數F=Hz2×10-3

      2 計算方法:

        a) 當外界溫度恒定錨桿應力計僅受到軸向應力時,其應力σ與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:

                 σ= k△F

                △F = F - F0

           式中:k — 錨桿應力計測量應力值的最小讀數,單位為MPa/F;

                   △F — 錨桿應力計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;

                     F — 錨桿應力計的實時測量值,單位為F;

                    F0 — 錨桿應力計的基準值,單位為F。

        b) 當錨桿應力計不受外力作用時,而溫度增加△T時,錨桿應力計有一個輸出量△F′,這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的,因此在計算時應給以扣除。

             實驗可知△F′與△T具有如下線性關系:

               σ′= k△F′+ b△T = 0

               k△F′= -b△T

              △T = T - T0

           式中:b — 錨桿應力計的溫度修正系數,單位為MPa /℃;

                   △T — 溫度實時測量值相對于基準值的變化量,單位為℃;

                     T — 溫度的實時測量值,單位為℃;

                    T0 — 溫度的基準值,單位為℃。

        c) 埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內的錨桿應力計,受到的是應力和溫度的雙重作用,因此錨桿應力計一般計算公式為:

                     σm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)

            式中:σm — 被測結構物鋼筋所受的應力值,單位為MPa 。

           注: 

                 SWRF型振弦式錨桿應力計的溫度修正系數很小,一般可直接用a)中公式計算。 

      3埋設與安裝

          3.1概述

           錨桿應力計由傳感器和連接鋼套兩部分組成,傳感器用于測量,兩個連接鋼套用于傳感器與被測鋼筋的連接,從而完成力的傳遞。

           錨桿應力計是測量受力物體應力的儀器,儀器經加裝一些附件可以組成錨桿測力計、基巖應力計等,這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同,所以埋設安裝方法有所不同。下面主要對埋設在混凝土內的錨桿應力計的安裝方法作一些簡述,其他場合的埋設安裝方法可參照進行。

           3.2 錨桿應力計與被測鋼筋的連接方法

           錨桿應力計與被測鋼筋的連接常用方法有兩種:

           3.2.1方法1

          3.2.1.1 當工地上有剝肋直螺紋滾絲機設備,被測鋼筋網未綁扎完,將兩根被測鋼筋滾絲后直接與錨桿應力計兩端的連接鋼套旋緊,形成一根長鋼筋后將其就位到被測鋼筋網中。

          3.2.1.2 當工地上有剝肋直螺紋滾絲機設備, 被測鋼筋網已綁扎完,在鋼筋網準備安裝錨桿應力計的部位截取0.8~1m 米長鋼筋(長度視配筋大小),將其一裁二根,將兩根被測截筋滾絲后直接與錨桿應力計兩端的連接鋼套旋緊,形成一根長鋼筋后將其焊接到被截部位。

          焊接可采用對焊或搭焊在鋼筋網上,搭焊長度要大于10倍的錨桿應力計直徑,焊接時要給傳感器的部位澆水冷卻,使傳感器溫度不要太高,溫度過高將會使傳感器造成永久損壞,但不得在焊縫處澆水。

          3.2.1方法2

          3.2.1.1當工地上沒有剝肋直螺紋滾絲機設備,被測鋼筋網未綁扎完,將兩根被測鋼筋焊接在連接鋼套上,焊接前先將錨桿應力計兩端的連接鋼套擰下,分別與長筋焊接在一起,焊接可采用高頻對焊、接口倒角電焊和熔槽焊,焊接一定要在同一軸線上焊接牢靠,焊好后變形要小。角度大了要調整,使其盡量保持在同一軸線上。冷卻后與錨桿應力計旋緊,形成一根長鋼筋后將其就位到被測鋼筋網中。

          3.2.1.1當工地上沒有剝肋直螺紋滾絲機設備,被測鋼筋網已綁扎完,在鋼筋網準備安裝錨桿應力計的部位截取0.8~1m 米長鋼筋(長度視配筋大小),將其一裁二根,將兩根被測截筋與錨桿應力計的兩頭連接鋼套焊接。焊接前先將錨桿應力計兩端的連接鋼套擰下,分別與截筋焊接在一起,焊接可采用高頻對焊、接口倒角電焊和熔槽焊,焊接一定要在同一軸線上焊接牢靠,焊好后變形要小。角度大了要調整,使其盡量保持在同一軸線上。

          3.2.1.1截筋與連接鋼套焊接好后,用管絲鉗擰緊,擰緊時不得將管絲鉗作用在錨桿應力計的傳感器出線嘴部位上,否則錨桿應力計會造成永久損壞。將接長截筋的錨桿應力計搭焊在鋼筋網上,搭焊長度要大于10倍的錨桿應力計直徑,焊接時要給傳感器的部位澆水冷卻,使傳感器溫度不要太高,溫度過高將會使傳感器造成永久損壞,但不得在焊縫處澆水。

          3.3錨桿應力計的選型

           正常情況下根據設計要求按被測鋼筋的直徑選配相應規格的錨桿應力計。當所選用的錨桿應力計規格與被測鋼筋不匹配(或要求測量的應力范圍大于所配錨桿應力計的測量范圍時),此時可采用錨桿應力計標號大于被測鋼筋直徑的方法,但計算時K值要乘比例面積的換算系數。

          4測量

           測量振弦式傳感器應先將測量線快速插頭插入VW-102型讀數儀的左邊插座上,將測量線的各色夾子對應連接上傳感器的輸出電纜, 黑、紅測頻率,白、綠測溫度。振弦式傳感器內附有智能識別芯片,其內存貯有該傳感器的編號、系數K、溫度修正系數b等信息。用讀數儀測量時會自動將識別信息讀出,可順序存入讀數儀內,通訊給計算機,方便快速統計計算及查詢,使測量實現人工智能無紙化操作。

          工程現場多支傳感器電纜被意外挖斷,僅用讀數儀測量一遍,就可自動識別出每支傳感器所對應的編號及身份信息。

          5 傳感器故障檢查

           當傳感器測量出現故障時,可用萬用表檢查傳感器芯線間的電阻值,其正常狀況紅、黑芯線電阻值通常為200~450左右;綠、白芯線電阻值在溫度25℃時應為3k左右;紅、黑線對綠、白線或對屏蔽線(裸線)間絕緣電阻值應﹥50M (測量絕緣電阻時可使用100V直流兆歐表,萬用表測量絕緣電阻應用M檔,其值應為無窮大∞)。


      VWM型多點位移計規格及主要技術參數

      規格型號

      VWM-50()

      VWM-100()

      VWM-200()

      儀器外徑mm

      30

      24

      儀器長度mm

      330

      300

      430

      測量范圍mm

      0~50

      0~100

      0~200

      靈敏度mm

      ≤0.02

      ≤0.04

      ≤0.08

      擬合精度

      ≈0.1%F.S/0.5%F.S

      測溫范圍

      -40℃~+80℃

      靈敏度

      ±0.1℃

      測溫精度

      ±0.5

      修正系數b


      ≈0.969 F/℃

      耐水壓

      ≥1MPa

      絕緣電阻

      ≥50MΩ

      儲存溫度

      -30℃~+70℃

      :頻率模數F=Hz2×10-3



          1計算方法

          a) 當外界溫度恒定多點位移計僅受到軸向位移時,其位移量L與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:

                            L = K×△F

                          △F = F - F0

           式中:L—多點位移計的測量值,單位為mm;

                     k—多點位移計的測量靈敏度,單位為mm/F;

                    △F—多點位移計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;

                      F—多點位移計的實時測量值,單位為F;

                     F0—多點位移計的基準值,單位為F。

           b) 當多點位移計不受外力作用時(儀器兩端標距不變),而溫度增加△T時,多點位移計有輸出量△F′,這個輸出量是由溫度變化而造成的,因此在計算時應給以扣除。實驗可知△F′與△T具有如下線性關系:

                        L′= k×△F′+(b – h×α)×△T = 0

                   K×△F′= -(b – h×α)×△T 

                      △T = T - T0

           式中:b—多點位移計的溫度修正系數,單位為mm/℃;

                  △T—溫度實時測量值相對于基準值的變化量,單位為℃;

                    T—溫度的實時測量值,單位為℃;

                  T0—溫度的基準值,單位為℃;

                   h—測桿長度,單位為mm;

                    α—測桿的線膨脹系數,單位為10-6/℃。

           注:測桿材料為不銹鋼,不銹鋼的線膨脹系數通常為:α=16.5×10-6/℃。

            c) 埋設在巖土結構物或其它結構物內的多點位移計,受到的是變形和溫度的雙重作用,因此多點位移計的一般計算公式為:

             Lm = k×△F+(b - h×α)×△T = k×(F - F0)+(b - h×α)×(T - T0)

                   式中:Lm—被測結構物的位移量,單位為mm。

           注:VWM型振弦式多點位移計有溫度自動補償功能,溫度修正系數小于最小讀數,使用中不需要溫度修正,計算用公式為:

                Lm = k×△F – h×α×△T = k×(F - F0)–h×α×(T - T0)

            向下埋設

            多點位移計整體組裝好后,放入測孔內位移計測桿處于懸掛狀態,接長測桿的自重將會使位移計測桿(Y)拉出在滿量程的位置(測桿拉出最大)。

            多點位移計入孔,確認就位正??晒酀{(一般巖體結構用混凝土砂漿,土體結構用膨潤土),固結后,及時調整位移計的拉壓范圍。方法:取下安裝基座保護罩,將固定每支位移計的契塊螺栓(基座面上位移計旁)松開,推動位移計到設定的位置(調整位移計的拉壓范圍),此時X和Y同步變化,調整完畢后擰緊契塊螺栓固定位移計,完成位移計測量范圍的調整。

            整體向上埋設

            向上埋設:多點位移計整體組裝好后,推入測孔內位移計測桿處于受壓狀態,接長測桿的自重將會使位移計測桿(Y)收于在最小量程的位置。

           向上推入前首先將位移計在基座面上的部分推到底位(X=0),位移計測桿也收到最小量程的位置(Y=0),調整后擰緊契塊螺栓固定位移計即可推入。多點位移計入孔,確認就位正??晒酀{(一般巖體結構用混凝土砂漿,土體結構用膨潤土),固結后,及時調整位移計的拉壓范圍,松開契塊螺栓向后拉動位移計調整到合適的位置(調整位移計的拉壓范圍),此時X和Y同步變化,調整完畢后再擰緊契塊螺栓固定位移計,完成位移計測量范圍的調整。

           拼接安裝埋設

          在空間狹小的高邊坡,或多點位移計無法事先整體組裝的施工現場,入孔必須從錨頭開始,1件件向孔中傳遞,安裝時需要附加拼接附件:

          1)100mm長不銹鋼正反牙測桿,用于接長測桿與正反牙接頭的連接;

          2)不銹鋼正反牙六方接頭,用于接長測桿與位移計測桿的連接;

           3) 0.5米內徑18mm PVC護管,用于最后護管封口,在連接最后1節接長測桿時,將18mm PVC護管先套在護管上,在接長測桿與位移計測桿用反牙六方接頭連接上后,套上18mm PVC護管封口,兩頭用膠密封。

          通氣管和灌漿管

          多點位移計向下埋設:排氣管從多點位移計安裝基座旁邊插入,排氣管伸進孔內0.5~1米處。灌漿管也在多點位移計安裝基座的旁邊插入,深達測桿錨頭的下部(孔底灌漿)。

          多點位移計向上埋設:排氣管與接長測桿綁扎在一起,其長度應比最長的測桿錨頭長出20cm以上,以保證注漿時空氣能全部排出。灌漿管在多點位移計安裝基座旁邊插入,深度伸進孔內0.5~1米處(孔口灌漿)。

          排氣管采用小口徑無接頭能承受一定壓力的長塑料硬管為宜。

          選取基準值

          多點位移計的測量值為實時測量值相對于基準值的變化量,所以基準值選取的準確與否,將直接影響到測值的準確性。

          在外荷載變動不大選取相同時間、穩定氣溫的3次相近的讀數,經平均后做為基準值,多點位移計安裝在混凝土中應選取水化熱過后的測值?;鶞手颠x定后應做好記錄,作為計算的基準值。 

          為使基準值取的更準確,可將以上操作重復進行兩次,如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5%F.S),則證明基準值取值正確。

          多點位移計的測量值出現偏差時,可用以上方法重新校準基準值。

          測量

           測量多點位移計用VW-102型讀數儀,用測量線一頭連接讀數,測量線另一頭多點線共有6個紅色夾子,將其中某1個連接上測力計觀測電纜兩兩同色中的一根,兩兩同色中另一根連黑色共用線,即此測量頻率。白、綠線測溫度。









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