四川葛南儀器
VWJ 型振弦式表面測縫計適用于長(cháng)期布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上,測量結構物伸縮縫或周邊縫的開(kāi)合度(變形),并可同步測量埋設點(diǎn)的溫度和智能識別功能。
本公司生產(chǎn)的VWJ型振弦式表面測縫計,其中包括有VWJ-12、VWJ-20、VWJ-25、VWJ-50、VWJ-100等型號。
1用途
VWJ型振弦式表面測縫計適用于長(cháng)期布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上,測量結構物伸縮縫或周邊縫的開(kāi)合度(變形),并可同步測量埋設點(diǎn)的溫度。加裝配套附件可組成基巖變位計、表面裂縫計等測量變形的儀器。
2規格及主要技術(shù)參數
規格代號 |
VWJ-12 |
VWJ-20 |
VWJ-50 |
VWJ-100 |
儀器外徑: mm |
30.5 |
30.5 |
30.5 |
30.5 |
儀器長(cháng)度: mm |
300 |
300 |
340 |
400 |
測量范圍, mm |
0~12 |
0~20 |
0~50 |
0~100 |
最小讀數 k, mm/F |
≤0.006 |
≤0.01 |
≤0.02 |
≤0.04 |
測量精度, F.S |
±0.1% |
±0.1% |
±0.1% |
±0.1% |
溫度測量范圍, ℃ |
-25~+80 |
|||
溫度測量精度, ℃ |
±0.5 |
|||
耐水壓: MPa |
≥1 |
|||
溫度修正系數b,mm/℃ |
≈0.002 |
|||
絕緣電阻, MΩ |
≥50 |
注:頻率模數F=Hz2×10-3
3.計算方法:
3.1結構
VW-J型振弦式測縫計由前后端座、保護筒、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
當被測結構物發(fā)生變形時(shí)將會(huì )帶動(dòng)測縫計變化,通過(guò)前、后端座傳遞給振弦使其產(chǎn)生應力變化,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,即可測出被測結構物的變形量。同時(shí)可同步測量埋設點(diǎn)的溫度值。
a)當外界溫度恒定測縫計僅受到軸向變形時(shí),其變形量J與輸出的頻率模數△F具有如下線(xiàn)性關(guān)系:
J = K△F
△F = F - F0
式中:k — 測縫計測量變形量的最小讀數,單位為mm/F;
△F — 測縫計實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量,單位為F;
F — 測縫計的實(shí)時(shí)測量值,單位為F;
F0 — 測縫計的基準值,單位為F。
b)當測縫計不受外力作用時(shí)(儀器兩端標距不變),而溫度增加△T時(shí),測縫計有一個(gè)輸出量△F′,這個(gè)輸出量?jì)H僅是由溫度變化而造成的,因此在計算時(shí)應給以扣除。
實(shí)驗可知△F′與△T具有如下線(xiàn)性關(guān)系:
J′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中:b — 測縫計的溫度修正系數,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℃。
c)布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上的測縫計,受到的是變形和溫度的雙重作用,因此測縫計一般計算公式為:
Jm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)
式中:Jm—被測結構物的變形量,單位為mm。
注:
VWJ型振弦式測縫計的敏感測量元件,與機架的材料線(xiàn)膨脹系數為同一量級,所以實(shí)測時(shí)溫度修正系數甚小,一般計算時(shí)可用公式a。
4 埋設與安裝
測縫計使用場(chǎng)合很廣,儀器經(jīng)加裝一些附件可以組成裂縫計、基巖變位計、錨桿計等測量變形的儀器,這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同,所以埋設安裝方法也會(huì )有所不同。
4.1 安裝預備
儀器安裝前首先檢查是否完好。方法是:將儀器接上讀數儀,用手握住儀器兩端,向兩頭拉或向中間推壓測桿,看讀數儀讀數是否變化和正常。當確認測縫計完好后,將固定套筒卸下,準備安裝固定套筒和位移傳感器。安裝前根據設計要求確定埋設高程和方位。
4.2 電纜布設
測縫計安裝時(shí),應將電纜導線(xiàn)埋在同一壩段內引出,不要分別埋設在多個(gè)壩段內(電纜跨縫,縫開(kāi)合時(shí)會(huì )拉斷電纜)。雖然也可采用其他的埋設方案,電纜的跨縫的保護措施比較復雜,所以埋在同一壩段內引出比較安全方便。
4.2.1 測縫計的典型埋設步驟(圖一)
在測縫計將要安裝的位置上,先將套筒端蓋固定在左(或右)壩段的澆筑模板內表面,再把帶前端座的固定套筒擰在端蓋上,直到管口與摸板平齊,完成了儀器套筒的安裝。(1-1)
待混凝土固結后,小心拆去裝有測縫計套筒處的模板,旋開(kāi)套筒端蓋,將測縫計的傳感器裝入套筒內擰緊(為便于安裝應在傳感器的表面涂黃油),然后調整測縫計安裝就位的初始工作范圍。測縫計的初始工作范圍應以能滿(mǎn)足測量縫可能發(fā)生的最大開(kāi)合量為準,將電纜按
設計走向引出。(1-2)
安裝完成后應及時(shí)用讀數儀讀取測縫計的初始工作數據,并根據設計編號作好儀器的編號、電纜長(cháng)度、初始讀數的記錄和存檔。
4.2.2 巖體與混凝土交接面上的測縫計埋設步驟(圖二)
安裝前先在測縫計安裝位置的巖體上打孔,孔徑應大于 9cm,深度為 50cm,如巖體有節理存在,視節理發(fā)育程度確定孔深,一般應大于 1 米。
在孔內填入一大半膨脹水泥砂漿,將帶有加長(cháng)桿的套筒擠入孔中,使保護筒口與孔口平齊。然后將螺紋口涂上機油,筒內填滿(mǎn)棉紗,旋上塞蓋。
當混凝土澆至高出測縫計埋設位置 20cm 時(shí),挖去搗實(shí)的混凝土,打開(kāi)套筒端蓋,取出填塞物,旋上傳感器,回填混凝土。以上步驟也可一步完成,將帶有加長(cháng)桿的套筒并已旋上測縫計一并擠入孔中。(圖二)
按需要調整好儀器的初始位置,及時(shí)測量初始值,并作好記錄。
按設計走向固定埋設電纜,保護好露天電纜,防止電纜頭進(jìn)水。
4.2.3 裂縫計埋設步驟
4.2.3.1 混凝土中埋入法(圖三)
此方法適用于在建壩,除加長(cháng)彎鉤桿和儀器凸緣盤(pán)外應全部用多層塑料布包裹。在埋設位置上將搗實(shí)的混凝土挖深約 20cm 的坑,將裂縫計放入,回填混凝土。其它要求同前。
4.2.3.2 挖坑埋入式(圖四)
此方法適用于已建壩,是將原安裝在表面的儀器埋入坑內便于保護。
在埋設位置上橫跨裂縫在壩體混凝土表面挖深約 20cm,長(cháng)約 60cm,寬約 20cm 的坑,將裂縫計安裝在坑內,引出電纜,坑口用鐵板蓋住。其它要求同前。
4.3 注意事項
測縫計安裝定位后應及時(shí)測量?jì)x器初值,根據儀器編號和設計編號作好記錄并存檔,嚴格保護好儀器的引出電纜。
4.4 測量
測量單支振弦式傳感器時(shí)將測量線(xiàn)快速插頭插在讀數儀的左邊插座上,將連接電纜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。
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