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      四川葛南仪器

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      振弦式脱空计
          发布时间: 2017-12-05 21:13    

      VWJV 型振弦式脱空计适用于长期测量面板坝的混凝土面板与垫层料,或其它混凝土结构物与地基之间因变形造成的脱空,同步测量埋设点的温度和智能识别功能。

          本使用说明仅适用于本公司(四川葛南仪器有限公司)生产的 VWJV型振弦式脱空计,其中包括有 VWJV-50、VWJV-100两种型号。
      1 用途
        
      VWJV型振弦式脱空计适用于长期测量面板坝的混凝土面板与垫料层间,及其它混凝土结构物与地基之间因变形造成的脱空,并可同步测量埋设点的温度。
       
      振弦式脱空计的传感器采用的是VWJV型振弦式位移计,由其加装配套附件而组成。振弦式位移计有温度自动补偿功能,经试验温度修正系数甚小,使用中不需要温度修正。振弦式脱空计具有智能识别功能。
      2 规格及主要技术参数

      规格代号

      VWJV-50

      VWJV-100

      尺寸

      参数

      最大外径D       mm

      30.5

      30.5

      长度L             mm

      340

      400

      性能

      参数

      测量范围,         KPa

      050

      0100

      最小读数k       KPa/F

      0.02

      0.04

      测量精度,         %F.S

      ±0.1

      分辨力,           %F.S

      0.1

      温度测量范围,     

      -25+80

      温度测量精度,     

      ±0.5

      温度修正系数b KPa/

      ≈0.12

      耐水压

      1MPa

      绝缘电阻,        MΩ

      ≥50

      执行

      国标GB/T 3410.2-2008

      非直线度≤2.0%F.S;不重复度≤0.5%F.S;滞后≤1.0%F.S;综合误差≤2.5%F.S

         注:频率模数F=Hz2×10-3
      3 结构及工作原理

      3.1结构

      VWJV型振弦式位移计由脱空计专用支架、万向连轴节、不锈钢护管、二级机械负放大机构、信号传输电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

      3.2工作原理
       由于混凝土面板堆石坝的垫层料与面板间存在脱空现象,但过量的脱空位移势必恶化面板的运行,监测其脱空间距对坝体的安全显得尤为重要。
       
      当面板坝的混凝土面板与垫层料之间发生位移变形时(脱空),将会带动位移计的测杆伸缩,经万向节传递给位移计,位移计内的二级机械负放大机构将变形传递给振弦,转变成振弦应力的变化,从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置,即可计算出被测结构物的变形量。同时可同步测出埋设点的温度值。


         脱空计布置在面板与垫层料之间,两支位移传感器分别固定在ACBC边上。为计算方便,面板上的两个锚固点AB与埋设在垫层料内的锚固点C形成等边三角形两个边,其组成的平面与面板垂直,两支位移计分别固定在面板与垫层料的锚固点之间。C点与面板间的法线垂直距离位移即为面板的脱空变化量,通过计算三角形ΔABC的高OC的变化,即ACBC变化到A C′、B C′的高OC′,便可计算出面板与垫层料之间的脱空变化量。
      计算方法

      4.1位移计计算方法

      位移计受到的是变形和温度的双重作用,位移计的一般计算公式为:

             Lm= kF + bT = k (F - F0)b (T - T0)

      式中:Lm—被测结构物的变形量,单位为mm

      K —位移计的测量灵敏度,单位为mm/F

      F—位移计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F

      F —位移计的实时测量值,单位为F

      F0—位移计的基准值,单位为F

      b —位移计的温度修正系数,单位为mm/℃;

      T—温度实时测量值相对于基准值的变化量,单位为℃;

      T —温度的实时测量值,单位为℃;

      T0—温度的基准值,单位为℃。

      注:VWJV型振弦式位移计的敏感测量元件,其与固定机架的材料线膨胀系数极为接近,试验所得其温度修正系数小于最小读数,由此一般计算可用公式。

              Lm= kF = k (F - F0)

      4.2脱空位移计算方法

      计算的方法很多,可参照用计算三角形高的方法算出脱空的位移量。设面板两个锚头之间的距离为常数AB,两只位移计测量出相应边的增量,各增量加上初始边长即为变化后的各边长,以此可计算出顶点(0)到面板的垂直距离(即高OC),变化后三角形的高与初始之比即为实际脱空位移量。
       
      5 安装与埋设
       5.1仪器的安装
       
      5.1.1预埋沉降网
        沉降网是用于固定垫层料锚头,当垫层料发生沉降位移时将带动沉降网,沉降网带动位移传感器,即可测量出其沉降量。
        沉降网的安装是在坝体填筑达到设计高程时(即图中C点),将制做好的沉降网固定于设计部位,并在垫层料上做出标记,完成后再继续填筑。
        5.1.2当垫层料全部填筑完成后,在将要埋设仪器位置挖坑,直挖到沉降网为止,并焊上垫层料锚头。
        5.1.3 组装仪器:将位移计连接上读数仪,用手拉压测杆,确认读数正常后开始组装仪器。将位移计测杆与传递杆用传递杆接头连接起来,套上保护管,保护管套在位移计上的一端有密封圈,以防泥沙进入。位移计装入保护管中时应预留出压缩量(大小根据设计或现场情况确定),仪器组装完成后应再用读数仪复测。在保护管的另一端装上端盖,端盖一头连着传递杆、一头连着万向节。
        5.1.4 安装仪器:在垫层料锚头装上两支万向节,在万向节后装上组装好的仪器,将连着仪器另一头的万向节拧在面板锚头上。面板锚头固定在面板钢筋上,用钢尺量取AB点的距离L(AB点为两万向节之间距离)。安装好的脱空计应是一个等边三角形,面板锚头处的两个万向节为三角形的AB点,垫层料锚头处的两个万向节为三角形的C点(近似为三角形的顶点)。
        5.1.5 精确量取所形成三角形各个边长(精确到0.1mm)作为边长的初始值,同时将传感器编号和所在的边等数据记录下来以备计算用。
        5.1.6 埋设
        仪器安装就位后,在回填之前应作好电缆的牵引,特别是在靠近传感器根部的电缆应呈弯曲状,预留足够的伸缩量。回填时传感器及测杆周围可采用人工夯实,夯实时不能过分冲击,避免损坏电缆和仪器,待埋设安装完成后即可进行初始读数的测量。

          5.2 仪器的安装
          5.2.1 锚杆在坝体填筑达到设计高程时(即图2中横向锚杆的高程),应该在垫层料填筑过程中的设计位置预埋锚杆并做标记,锚杆为φ25mm螺纹钢,其长度为1.5~2m,分别为垂直与水平布置并交叉,在交叉点焊接,此后再进行填筑。
          5.2.2 当砼面板浇筑达到仪器的埋设高程时,应将该仪器位置的预埋的锚杆挖出来,并在锚杆与面板间形成一块不小于 1.5×1.5M 的工作面,以便于仪器器的安装。
          5.2.3 在仪器埋设处的面板钢筋帮扎完毕后,用一钢尺量取900mm,在锚杆的交会处固定其一端,然后在面板浇筑混凝土的内侧面位置找出面板锚头的固定位置。注意应该留足够的调整范围。待初步确定后,应该先安装面板锚头,面板锚头焊接在面板的钢筋网上,并保证锚头的连接端部露出浇筑后的内侧,特别是万向节不可埋入混凝土内,在焊接时应保证两个万向节的中心距离为900mm为佳。
         5.2.4 上述步骤完成后,开始安装垫层料锚头,应根据等腰三角形的原则,确定垫层料锚头的实际位置,使该锚头的两个连接空的交叉点在等腰三角形的一个顶点上,然后进行焊接,焊接要稳固结实。
          5.2.5 安装传感器及传递杆:将两个传感器用相应的万向节连接在锚杆的安装孔上,然后连接传递杆。在预留传感器的预拉量(大小根据设计或现场情况确定)的同时,应该照顾到连接各自到面板锚头的具体长度,如果传递杆过长,可进行截断多余部分进行调节,待长度符合要求后,在传感器及测杆表面涂抹足够厚度的黄油,分别套入PVC波纹管(波纹管应压缩后套入,以便伸长时有足够的保护长度),再连接到各自的面板锚头。用螺丝上紧。
          5.2.6 精确量取所形成三角形各个边长(精确到0.1mm)作为边长的初始值,同时将传感器编号等数据记录下来以备计算
      仪器安装到位后,在回填之前应作好电缆的牵引,特别是在靠近传感器根部的电缆应呈弯曲状,预留足够的活动量。
          5.2.7 回填
          回填的材料一般为细纱,也可根据设计要求及相应规范确定回填。传感器及测杆周围采用人工夯实,夯实时不能冲击,避免损坏电缆和仪器,待埋设安装完成后再进行初始读数,以确定传感器是否损坏计算的方法很多,按照三角形高的计算方法,来计算脱空位移量。此时面板两个锚头之间的距离为常数(如900mm),两只位移传感器即反映相应边的当前增量变化,根据量取的初始边长与相应增量相加,即得实际边长,再计算该顶点到面板的垂直距离(即高),得到最终的变化值。如果需要计算与面板相平行的错动位移,可参照有关方法进行。
          5.2.8  数据处理
          计算的方法很多,按照三角形高的计算方法,来计算脱空位移量。此时面板两个锚头之间的距离为常数(如900mm),两只位移传感器即反映相应边的当前增量变化,根据量取的初始边长与相应增量相加,即得实际边长,再计算该顶点到面板的垂直距离(即高),得到最终的变化值。如果需要计算与面板相平行的错动位移,可参照有关方法进行。












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