1、用途

　　VWD-S型振弦式脫空計(jì)適用于長(zhǎng)期測(cè)量面板壩的混凝土面板與墊料層間，及其它混凝土結(jié)構(gòu)物與地基之間因變形造成的脫空，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　振弦式脫空計(jì)的傳感器采用的是VWD型振弦式位移計(jì)，由其加裝配套附件而組成，振弦式脫空計(jì)具有參數(shù)識(shí)別功能。

　　2、規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

　　注：頻率模數(shù)F=Hz²×10^-3

　　3、結(jié)構(gòu)及工作原理

　　3.1結(jié)構(gòu)

　　VWD型振弦式脫空計(jì)由測(cè)桿、護(hù)管、后接座、二級(jí)機(jī)械負(fù)放大機(jī)構(gòu)、測(cè)溫元件、觀測(cè)電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。

　　(圖3.1) VWD型振弦式位移計(jì)結(jié)構(gòu)圖

　　3.2工作原理

　　當(dāng)面板壩的混凝土面板與墊層料之間發(fā)生變形時(shí)(脫空)，將會(huì)帶動(dòng)脫空計(jì)的測(cè)桿伸縮，經(jīng)萬(wàn)向節(jié)傳遞給脫空計(jì)，脫空計(jì)內(nèi)的二級(jí)機(jī)械負(fù)放大機(jī)構(gòu)將變形傳遞給振弦，轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可計(jì)算出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的變形量。同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　如(圖3.2)所示，脫空計(jì)布置在面板與墊層料之間，兩支脫空計(jì)分別固定在AC與BC邊上。面板上的兩個(gè)錨固點(diǎn)A、B與埋設(shè)在墊層料內(nèi)的錨固點(diǎn)C形成等邊三角形兩個(gè)邊，其組成的平面與面板垂直，兩支脫空計(jì)分別一頭固定在面板上，另一頭固定在墊層料的錨頭上。C點(diǎn)與面板間的法線垂直位移的距離即為面板的脫空變化量，通過計(jì)算三角形?ABC的高OC的變化，即AC、BC變化到A  C′、B C′的高O′C′，可計(jì)算出面板與墊層料之間的脫空變化量。

　　(圖3.2)脫空計(jì)測(cè)量原理圖

　　4、計(jì)算方法

　　4.1位移計(jì)計(jì)算方法

　　脫空計(jì)受到的是變形和溫度的雙重作用，脫空計(jì)的一般計(jì)算公式為：

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

　　式中：Lm—位移計(jì)的測(cè)量值，單位為mm。

　　K—位移計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為mm/F;

　　△F—位移計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F;

　　F—位移計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F;

　　F₀—位移計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F;

　　b—位移計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為mm/℃;

　　△T—溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃;

　　T—溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃;

　　T₀—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　4.2脫空計(jì)算方法

　　脫空計(jì)的計(jì)算方法可參照(圖3.2)用計(jì)算三角形高的方法算出脫空的位移量，設(shè)面板兩個(gè)錨頭之間的距離為常數(shù)AB，兩支脫空計(jì)測(cè)量出相應(yīng)邊的增量，各增量加上初始邊長(zhǎng)即為變化后的各邊長(zhǎng)，以此可計(jì)算出頂點(diǎn)(0′)到面板的垂直距離(高O′C′)，變化后三角形的高與初始之比即為實(shí)際脫空位移量。

　　一般計(jì)算O′C′公式為：

　　5、安裝與埋設(shè)

　　5.1安裝附件

　　VWD-S型振弦式脫空計(jì)由VWD型振弦位移計(jì)加裝附件而組成，其附件見圖5.1。

　　(圖5.1) VWD-S型振弦式脫空計(jì)附件圖

　　5.2 脫空計(jì)的組裝

　　將脫空計(jì)連接上讀數(shù)儀，手拉壓測(cè)桿，確認(rèn)讀數(shù)正常后開始組裝儀器。

　　將脫空計(jì)護(hù)管無(wú)密封圈的一端裝上端蓋，從位移計(jì)有測(cè)桿端穿入，  B型萬(wàn)向節(jié)有外螺紋的一端，與端蓋和位移計(jì)測(cè)桿連接。在位移計(jì)的另一端用A型萬(wàn)向節(jié)將位移計(jì)與鋼筋錨頭連接起來(圖5.2)。

　　按以上步驟組裝成兩支脫空計(jì)備用。

　　錨頭與沉降板用螺栓連接牢固后，將組裝好的兩支脫空計(jì)前面的A型萬(wàn)向節(jié)分別與沉降板錨頭上的兩個(gè)螺桿連接，組裝成完整的脫空計(jì)(圖5.2)。

　　5.3 脫空計(jì)的安裝

　　先設(shè)定脫空計(jì)的初始值(測(cè)量的拉壓范圍)，拉動(dòng)測(cè)桿到設(shè)定的初始值位置，用尺量取A型和B型兩萬(wàn)向節(jié)之間距離，兩支脫空計(jì)應(yīng)該一樣長(zhǎng)，將組裝好的脫空計(jì)的兩個(gè)鋼筋錨頭，分別焊接在面板鋼筋上。也可先焊接在1米長(zhǎng)的鋼筋上，再將此鋼筋連接鋼筋網(wǎng)。

 (圖5.2) VWD-S型振弦式脫空計(jì)安裝示意圖

　　安裝好的脫空計(jì)應(yīng)是一個(gè)等邊三角形，鋼筋錨頭處的兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)為三角形的AB點(diǎn)，沉降板錨頭為三角形的C點(diǎn)(近似為三角形的頂點(diǎn))，如圖5.2所示。

　　5.4 脫空計(jì)的埋設(shè)

　　安裝好的脫空計(jì)用讀數(shù)儀復(fù)測(cè)，確保完好。脫空計(jì)的沉降板是固定在墊層料中，當(dāng)墊層料發(fā)生沉降時(shí)將帶動(dòng)沉降板，沉降板錨頭帶動(dòng)測(cè)桿位移，即可測(cè)出沉降量。

　　當(dāng)壩體填筑達(dá)到脫空計(jì)埋設(shè)高程時(shí)(即圖3.2中C點(diǎn))  ，將沉降板固定于埋設(shè)部位，人工回填墊層料壓實(shí)沉降板，在脫空計(jì)埋設(shè)位置用模板圍起來，完成壩體墊層料的鋪設(shè)和碾壓后取出模板，調(diào)整好脫空計(jì)的初始值位置，將脫空計(jì)的錨頭焊接在面板鋼筋上，繼續(xù)回填墊層料并人工搗實(shí)直到填滿挖坑，最后澆筑面板將脫空計(jì)埋入在壩體內(nèi)(圖5.4)。

　　(圖5.4) VWD-S型振弦式脫空計(jì)埋設(shè)示意圖

　　5.5 埋設(shè)注意事項(xiàng)

　　脫空計(jì)固定后，要及時(shí)量取所形成等邊三角形的邊長(zhǎng)，同時(shí)將脫空計(jì)編號(hào)和所在高程坐標(biāo)等數(shù)據(jù)記錄下來以備計(jì)算用。安裝完成后要測(cè)量脫空計(jì)的始讀數(shù)，做好記錄。

　　脫空計(jì)在安裝前，要將脫空計(jì)的觀測(cè)電纜的接長(zhǎng)，在敷設(shè)電纜時(shí)要蛇形放線，特別是在靠近脫空計(jì)根部的電纜應(yīng)留環(huán)圈狀，預(yù)留足夠的伸縮量。

　　觀測(cè)電纜集中按設(shè)計(jì)走向敷設(shè)并做好防護(hù)，根據(jù)脫空計(jì)編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔。

　　5.6選取基準(zhǔn)值

　　脫空計(jì)的測(cè)量值為實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，所以基準(zhǔn)值選取的準(zhǔn)確與否，將直接影響到測(cè)值的準(zhǔn)確性。

　　在外荷載變動(dòng)不大選取相同時(shí)間、穩(wěn)定氣溫的3次相近的讀數(shù)，經(jīng)平均后做為基準(zhǔn)值，脫空計(jì)安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測(cè)值?；鶞?zhǔn)值選定后應(yīng)做好記錄，作為計(jì)算的基準(zhǔn)值。

　　為使基準(zhǔn)值取的更準(zhǔn)確，可將以上操作重復(fù)進(jìn)行兩次，如果兩次測(cè)值基本相同(誤差≤0.5%F.S)，則證明基準(zhǔn)值取值正確。

　　脫空計(jì)的測(cè)量值出現(xiàn)偏差時(shí)，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　6、測(cè)量

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量脫空計(jì)用VW-102A型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，測(cè)量線另一頭連接各色夾子對(duì)應(yīng)連接上脫空計(jì)的輸出電纜，  黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。脫空計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該脫空計(jì)的編號(hào)、標(biāo)定系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量工作實(shí)現(xiàn)人工智能無(wú)紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支脫空計(jì)電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，就可自動(dòng)識(shí)別出每支脫空計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。

　　7、故障檢查

　　紅/黑之間正常300多歐姆

　　綠/白之間測(cè)出阻值查表可以得出溫度

　　紅或黑或綠或白對(duì)地之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　紅或黑對(duì)綠或白之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　如果以上測(cè)量不正常說明傳感器或接頭待檢查，請(qǐng)與我司技術(shù)人員聯(lián)系

　　配套選購(gòu)

　　·YSPT-4P 雙護(hù)套四芯屏蔽電纜

　　·VM-103 全功能讀數(shù)儀、MCU 系列自動(dòng)化采集模塊

　　·峟思單機(jī)版軟件、峟思云平臺(tái)

　　遵循標(biāo)準(zhǔn)

　　·SL361-2006《大壩觀測(cè)儀器位移計(jì)》

　　·GB/T 24105-2009 《巖土工程儀器基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法》

　　·GB/T 13606-2007 《巖土工程儀器 振弦式傳感器通用技術(shù)條件》

　　·SL 530-2012 《大壩安全檢測(cè)儀器檢驗(yàn)測(cè)試規(guī)程》

　　·DL/T 1271-2013 《鋼弦式監(jiān)測(cè)儀器鑒定技術(shù)規(guī)程》

　　·GB/T21029-2007《巖土工程儀器系列型譜》

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