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3.1結構

VWJV型振弦式位移計由脫空計專(zhuān)用支架、萬(wàn)向連軸節、不銹鋼護管、二級機械負放大機構、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線(xiàn)圈等組成。

3.2工作原理
 由于混凝土面板堆石壩的墊層料與面板間存在脫空現象，但過(guò)量的脫空位移勢必惡化面板的運行，監測其脫空間距對壩體的安全顯得尤為重要。
 當面板壩的混凝土面板與墊層料之間發(fā)生位移變形時(shí)(脫空)，將會(huì )帶動(dòng)位移計的測桿伸縮，經(jīng)萬(wàn)向節傳遞給位移計，位移計內的二級機械負放大機構將變形傳遞給振弦，轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線(xiàn)圈激振振弦并測量其振動(dòng)頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數裝置，即可計算出被測結構物的變形量。同時(shí)可同步測出埋設點(diǎn)的溫度值。

   脫空計布置在面板與墊層料之間，兩支位移傳感器分別固定在AC與BC邊上。為計算方便，面板上的兩個(gè)錨固點(diǎn)A、B與埋設在墊層料內的錨固點(diǎn)C形成等邊三角形兩個(gè)邊，其組成的平面與面板垂直，兩支位移計分別固定在面板與墊層料的錨固點(diǎn)之間。C點(diǎn)與面板間的法線(xiàn)垂直距離位移即為面板的脫空變化量，通過(guò)計算三角形ΔABC的高OC的變化，即AC、BC變化到A C′、B C′的高O′C′，便可計算出面板與墊層料之間的脫空變化量。
4 計算方法

4.1位移計計算方法

位移計受到的是變形和溫度的雙重作用，位移計的一般計算公式為：

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

式中：Lm—被測結構物的變形量，單位為mm。

K —位移計的測量靈敏度，單位為mm/F；

△F—位移計實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量，單位為F；

F —位移計的實(shí)時(shí)測量值，單位為F；

F0—位移計的基準值，單位為F。

b —位移計的溫度修正系數，單位為mm/℃；

△T—溫度實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；

T —溫度的實(shí)時(shí)測量值，單位為℃；

T0—溫度的基準值，單位為℃。

注：VWJV型振弦式位移計的敏感測量元件，其與固定機架的材料線(xiàn)膨脹系數極為接近，試驗所得其溫度修正系數小于最小讀數，由此一般計算可用公式。

        Lm= k△F = k (F - F0)

4.2脫空位移計算方法

計算的方法很多，可參照用計算三角形高的方法算出脫空的位移量。設面板兩個(gè)錨頭之間的距離為常數AB，兩只位移計測量出相應邊的增量，各增量加上初始邊長(cháng)即為變化后的各邊長(cháng)，以此可計算出頂點(diǎn)(0′)到面板的垂直距離(即高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。
 5 安裝與埋設
 5.1儀器的安裝
 5.1.1預埋沉降網(wǎng)
  沉降網(wǎng)是用于固定墊層料錨頭，當墊層料發(fā)生沉降位移時(shí)將帶動(dòng)沉降網(wǎng)，沉降網(wǎng)帶動(dòng)位移傳感器，即可測量出其沉降量。
  沉降網(wǎng)的安裝是在壩體填筑達到設計高程時(shí)(即圖中C點(diǎn))，將制做好的沉降網(wǎng)固定于設計部位，并在墊層料上做出標記，完成后再繼續填筑。
  5.1.2當墊層料全部填筑完成后，在將要埋設儀器位置挖坑，直挖到沉降網(wǎng)為止，并焊上墊層料錨頭。
  5.1.3 組裝儀器：將位移計連接上讀數儀，用手拉壓測桿，確認讀數正常后開(kāi)始組裝儀器。將位移計測桿與傳遞桿用傳遞桿接頭連接起來(lái)，套上保護管，保護管套在位移計上的一端有密封圈，以防泥沙進(jìn)入。位移計裝入保護管中時(shí)應預留出壓縮量(大小根據設計或現場(chǎng)情況確定)，儀器組裝完成后應再用讀數儀復測。在保護管的另一端裝上端蓋，端蓋一頭連著(zhù)傳遞桿、一頭連著(zhù)萬(wàn)向節。
  5.1.4 安裝儀器：在墊層料錨頭裝上兩支萬(wàn)向節，在萬(wàn)向節后裝上組裝好的儀器，將連著(zhù)儀器另一頭的萬(wàn)向節擰在面板錨頭上。面板錨頭固定在面板鋼筋上，用鋼尺量取AB點(diǎn)的距離L(AB點(diǎn)為兩萬(wàn)向節之間距離)。安裝好的脫空計應是一個(gè)等邊三角形，面板錨頭處的兩個(gè)萬(wàn)向節為三角形的AB點(diǎn)，墊層料錨頭處的兩個(gè)萬(wàn)向節為三角形的C點(diǎn)(近似為三角形的頂點(diǎn))。
  5.1.5 精確量取所形成三角形各個(gè)邊長(cháng)(精確到0.1mm)作為邊長(cháng)的初始值，同時(shí)將傳感器編號和所在的邊等數據記錄下來(lái)以備計算用。
  5.1.6 埋設
  儀器安裝就位后，在回填之前應作好電纜的牽引，特別是在靠近傳感器根部的電纜應呈彎曲狀，預留足夠的伸縮量?；靥顣r(shí)傳感器及測桿周?chē)刹捎萌斯ず粚?shí)，夯實(shí)時(shí)不能過(guò)分沖擊，避免損壞電纜和儀器，待埋設安裝完成后即可進(jìn)行初始讀數的測量。

    5.2 儀器的安裝
    5.2.1 錨桿在壩體填筑達到設計高程時(shí)（即圖2中橫向錨桿的高程），應該在墊層料填筑過(guò)程中的設計位置預埋錨桿并做標記，錨桿為φ25mm螺紋鋼，其長(cháng)度為1.5~2m,分別為垂直與水平布置并交叉，在交叉點(diǎn)焊接，此后再進(jìn)行填筑。
    5.2.2 當砼面板澆筑達到儀器的埋設高程時(shí)，應將該儀器位置的預埋的錨桿挖出來(lái)，并在錨桿與面板間形成一塊不小于 1.5×1.5M 的工作面，以便于儀器器的安裝。
    5.2.3 在儀器埋設處的面板鋼筋幫扎完畢后，用一鋼尺量取900mm，在錨桿的交會(huì )處固定其一端，然后在面板澆筑混凝土的內側面位置找出面板錨頭的固定位置。注意應該留足夠的調整范圍。待初步確定后，應該先安裝面板錨頭，面板錨頭焊接在面板的鋼筋網(wǎng)上，并保證錨頭的連接端部露出澆筑后的內側，特別是萬(wàn)向節不可埋入混凝土內，在焊接時(shí)應保證兩個(gè)萬(wàn)向節的中心距離為900mm為佳。
   5.2.4 上述步驟完成后，開(kāi)始安裝墊層料錨頭，應根據等腰三角形的原則，確定墊層料錨頭的實(shí)際位置，使該錨頭的兩個(gè)連接空的交叉點(diǎn)在等腰三角形的一個(gè)頂點(diǎn)上，然后進(jìn)行焊接，焊接要穩固結實(shí)。
    5.2.5 安裝傳感器及傳遞桿：將兩個(gè)傳感器用相應的萬(wàn)向節連接在錨桿的安裝孔上，然后連接傳遞桿。在預留傳感器的預拉量（大小根據設計或現場(chǎng)情況確定）的同時(shí)，應該照顧到連接各自到面板錨頭的具體長(cháng)度，如果傳遞桿過(guò)長(cháng)，可進(jìn)行截斷多余部分進(jìn)行調節，待長(cháng)度符合要求后，在傳感器及測桿表面涂抹足夠厚度的黃油，分別套入PVC波紋管（波紋管應壓縮后套入，以便伸長(cháng)時(shí)有足夠的保護長(cháng)度），再連接到各自的面板錨頭。用螺絲上緊。
    5.2.6 精確量取所形成三角形各個(gè)邊長(cháng)（精確到0.1mm）作為邊長(cháng)的初始值，同時(shí)將傳感器編號等數據記錄下來(lái)以備計算
儀器安裝到位后，在回填之前應作好電纜的牽引，特別是在靠近傳感器根部的電纜應呈彎曲狀，預留足夠的活動(dòng)量。
    5.2.7 回填
    回填的材料一般為細紗，也可根據設計要求及相應規范確定回填。傳感器及測桿周?chē)捎萌斯ず粚?shí)，夯實(shí)時(shí)不能沖擊，避免損壞電纜和儀器，待埋設安裝完成后再進(jìn)行初始讀數，以確定傳感器是否損壞計算的方法很多，按照三角形高的計算方法，來(lái)計算脫空位移量。此時(shí)面板兩個(gè)錨頭之間的距離為常數（如900mm），兩只位移傳感器即反映相應邊的當前增量變化，根據量取的初始邊長(cháng)與相應增量相加，即得實(shí)際邊長(cháng)，再計算該頂點(diǎn)到面板的垂直距離（即高），得到最終的變化值。如果需要計算與面板相平行的錯動(dòng)位移，可參照有關(guān)方法進(jìn)行。
    5.2.8  數據處理
    計算的方法很多，按照三角形高的計算方法，來(lái)計算脫空位移量。此時(shí)面板兩個(gè)錨頭之間的距離為常數（如900mm），兩只位移傳感器即反映相應邊的當前增量變化，根據量取的初始邊長(cháng)與相應增量相加，即得實(shí)際邊長(cháng)，再計算該頂點(diǎn)到面板的垂直距離（即高），得到最終的變化值。如果需要計算與面板相平行的錯動(dòng)位移，可參照有關(guān)方法進(jìn)行。