仪器设备(天生桥).doc

1、水管式沉降仪工作原理：采用连通管原理测量测头的沉降，即采用水管将坝内测头连通水管的水杯与坝外量测板上的玻璃测量管相连接，使坝内水杯与坝外量管两端都处于同一大气压中，当水杯充满水并溢流后，观测房中玻璃管中高程即为坝内水杯杯口高程。测得水杯杯口高程的变化量即为该测点的相对垂直位移量。主要技术指标：生产厂家：南京水利科学院土工所量程：2mm；管长：300m；埋设安装要点：水管式沉降仪通常采用挖沟槽方法埋设，也可不挖沟槽直接在填筑面铺设。现简述挖沟槽埋设要点。当填筑到测点以上1米高程时，沿埋设线开挖沟槽，深约1.2m。在埋设处浇筑10cm厚混凝土基床，并用水平尺校平，不平整度不应大于2mm。将测头置于基床面上，连接各管路，在其周围大于测头外径10cm处立模浇筑混凝土，到距顶面10cm时，平放钢筋网，继续浇筑，将顶面抹平。正常护养至白拆模。各管路外套保护管，然后沿已整平的基床蛇形平放到观测房的量测板上。将各测头的管路对号就位接到量测板上，打开通气管路上阀门，给各测头排气充水，气泡排尽后开通向玻璃量管的阀门，使其水位升高一点，并紧水阀，待管内水位稳定后，读出水面刻尺数值，此值即测头起始读数。2、引张线式水平位移计工作原理：引张线式位移计的工作原理见图。在测点高程水平铺设能自由伸缩、经防锈处理的镀锌钢管（或硬质高强度塑料管），从各测点固定盘引出铟瓦合金钢丝至观测台固定标点，经导向轮，在其终端系一恒重砝码，测点移动时，带动钢丝移动，在固定标点处用游标卡尺量出钢丝的相对位移，即可算出测点的水平位移量。测点位移大小等于某时刻t时读数与初始读数之差，加相应观测台内固定标点的位移量。技术指标：厂家：南京水利科学研究院岩土所型号：ZP；规格：管长100400m；位移量程：500mm；测读精度：3mm；温度变化：10400m；钢丝变化：22.8mm；耐水压：0.5Mpa埋设要点：引张线式水平位移计的埋设方法有挖坑槽埋设方法（坝体）和不挖坑槽（表面）埋设方法两种。具体埋设步骤要点如下：定位。表面埋设时，在土体填筑到距埋设高程约30cm时，测量定出埋设的管线和测点位置。挖坑槽埋设时，在填筑到埋设高程以上约1m时，测量定出埋设的管线和测点位置，开挖至埋设高程以下约30cm。细心整平埋设基床成水平。在细颗粒料中，整平压实到埋设高程。在粗颗粒料中，以滤层形式填平补齐压实到埋设高程。整平的基床不平整度不大于2mm，达到的压实度应与周围土体相同。4、固定式测斜仪工作原理：钢弦式。技术指标：制造厂家：南京水利科学研究院土工所型号：GGCX量程：50100150200分辨率：0.1%FS温度范围：2060温度系数：2Hz/10%/Geokon 6300型固定式测斜仪制造厂商:美国基康产品型号:Geokon6300型原理:振弦式量程: 土100分辨率:10弧秒精度:士0.1%FS温度范围:20+80埋设安装要点：固定式测斜仪安装前，应测定测斜管的垂直度不要超出传感器量程极限。对测斜管导向槽应标注永久标记用以确定测斜管的正方向，传感器的固定轮即放入该导向槽内。依照安装次序，准备支承管和传感器，并把各传感器与其标记管连接，然后测试各传感器极性的正、反向和稳定性。把传感器和支管一起放入测斜管，并使传感器的正向对准测斜管的正向导向槽。下放时使用接在测斜仪底部的钢缆绳须固定在防绞棒上以免与电缆绞缠。当将传感器的第二组导向轮放入测斜管时，由于该轮备有万向节，故要用一个专用校直工具。5、单向测缝计（差动电阻式）工作原理：当测缝计承受外部变形时，由于外壳波纹管以及传感器部件中的吊拉弹簧将大部分变形承担了，小部分变形引起钢丝电阻的变化。而且两组钢丝的电阻在新变形时的变化是差动的，电阻的变化与变形成正比。测出电阻比即可算出测缝计承受的变形量，根据差动电阻式仪器的特性还可利用测出的电阻值算出测点的温度值。技术指标：制造厂商：南京自动化设备厂型号：CF12量程：压1mm,拉12mm；分辨率：0.04mm/0.01%精度：1.0%FS温度范围：2560耐水压：0.5MPa埋设：6、二、三向测缝计工作原理：通过测量标点C相对于A和B点的位移，计算出周边缝的开合度。当产生垂直面板的升降时，位移计2和3均产生拉伸，当面板仅有趋向河谷的位移时，位移计3应无位移量示出，位于上部的位移计2拉出，位于下边的位移计2压缩，如果有较大位移发生，该位移计也会拉伸。利用量程调节杆10，可以调节每支位移计的量程在适当范围。技术指标：制造厂商：南京电力自动化设备厂型号：CF量程：040mm；分辨率：0.07mm/0.01%;耐水压力：0.5MPa绝缘电阻：50M使用环境温度：2560测缝计的安装：三向测缝计是装在趾板与所在的平面上。当趾板均高出面板时，在面板上要作一安装墩，其顶部应与趾板面在一个平面上。面板和趾板上要预留固定螺孔。测缝计的传输电缆埋设沟槽应预设在周围的趾板上，直到观测房。这样电缆就不会因面板移动而受到拉伸，也免去通过面板纵横缝所遇到的困难。测缝计安装步骤：制备测缝计安装基面，使趾板和面板在同一平面上，用模板安装基面上预留好安装螺孔。将测缝计的两个固定支座分别放在趾板和面板的确定位置，从固定板螺孔中穿出地脚螺杆至趾板和面板内，浇注环氧水泥砂浆固定地脚螺杆，移去固定钢板，等待砂浆凝固。将测缝计固定板对准地脚螺杆放置在安装基面上，拧紧螺帽，安装位移计并调整其量程，检查技术性能应满足设计要求。盖上测缝计的保护罩，将传输电缆蛇形地放在电缆沟内，并用150水泥砂浆封固。记载安装的工作过程。测记各位移计的起始读数，测量AB、BC、CA的准确距离，供以后计算周边缝开合度。7、静力水准仪工作原理：技术指标：ESL50型差动变压器式静力水准仪（同武汉地震所JSY型）测量范围：1515mm；分辨率：0.01mm；精 度：0.2%FS；长期零飘：0.1% FS/yr；温度系数：0.1% FS/；工作温度：10+60；埋设：8、钢弦式渗压计制造厂商：美国Geokon型 号：4500系列工作原理：钢弦式渗压计将一根振动钢弦与一灵敏受压膜片相连，当孔隙水压力经透水板传递至仪器内腔作用到承压膜上，承压膜连带钢弦一同变形，测定钢弦自振频度的变化，即可把液体压力转化为等同的频率信号测量出来。技术指标：量 程：0.01500MPa分辨率：0.025%FS精 度：0.5工作温度：2965安装埋设：埋设在基岩表层时。先钻集水孔，孔深为0.51m，孔径5cm，在孔口放仪器处可稍扩大，先在孔内填满反滤料，再将装入铜砂网袋内并浸水饱和（下同）的仪器放入孔口内，用水泥砂浆覆盖封堵。埋设在基岩内部时。先在设计位置钻仪器孔，孔深由设计决定，但不小于1m，孔径10cm。孔底1m范围内填满反滤料并将装入铜砂网袋内的仪器放入距孔底0.5m处，距孔底1m以上用水泥砂浆封堵。如孔深较大、仪器电缆较长时，可在电缆上绑扎14号铅丝保护。埋设在混凝土块体内时。先将已装入铜砂网袋中的仪器浸水饱和后放在测点部位，60cm范围内混凝土用人工捣实。埋设在混凝土施工缝上时。在缝下层已浇注混凝土预留或开挖长、宽、深各为30、20、30cm的槽，将仪器放入槽内，周围填满级配砂，上部用水泥砂浆封住。安装前先将透水石放入纯净水中煮沸两小时除其孔隙气泡和油污，冷却后使其浸入冷水中饱和等待备用。在安装前应按厂家提供的方法建立仪器的初始读数，检查和标定仪器的参数，并作好记录。在埋设混凝土内，可采用风钻钻孔，孔径50mm，钻孔深度应深入围岩60厘米。成孔后应清孔，安放孔隙压力计前应填入15厘米细石英砂，细石英砂也需充分饱和。孔隙压力计导入测孔细砂垫层后，续填入细石英砂，直至将孔隙压力计埋没，且超高30厘米并捣实，孔的上部回填预缩水泥砂浆至与衬砌表面齐平。仪器电缆沿槽架引向观测站。记录首次读数，并及时填写埋设记录。9、量水堰仪YL型量水堰渗流量仪生产厂家：南京自动化研究院大坝监测研究所结构和原理：YL型量水堰渗流量仪由量水堰和差动电容感应式液位传感器组成（见图）。通过测量堰上的水位变化，而求得渗流量。依据堰形要求，在堰体前3H处引一水管，拉入量水堰仪的容器内。量水堰仪的主体上、下位置安装有两只圆筒，主体容器内浮子中间装有一中间极，当堰上水位变化时，则浮子带动中间极在两只圆筒板中差动变化，测出差动电容的比值，即可测得水位变化H值。根据堰形可计算出渗流量。主要技术参数：量程：0100mm(H2O)综合精度：0.10.2mm最小分辨率：0.2mm(H2O)温度系数：0.05%FS/相对湿度：能在100%的环境下长期稳定工作长期稳定性：0.05%FS/年量水堰渗流量仪安装方法根据流量确定量水堰的堰形。根据设计现场放样，确定仪器的安装位置。开挖仪器埋设坑，该坑的深度与堰槽深度相当。将引水管与仪器埋设坑连接。在坑底部垫一些细沙，将仪器放入坑底，并回填细沙。自动化测量仪器读数，同时用尺子人工读取堰上水头，作为初始值。进行自动化与人工对比观测堰上水头。需要时，可将人工测量的流量与自动化测量的堰上水头计算的流量进行对比，两者差别较大时，可通过修正量水堰的经验公式里的券数来解决。注意:安装量水堰时堰板应与水流方向垂直，垂直度误差不得超过1。堰槽段全长应大于7倍堰上水头，但不得小于2m。其中，堰板上游段应大于5倍堰上水头，但不得小于1.5m；下游段长应大于2倍堰上水头，但不小于0.5m。堰槽宽度应不小于堰口最大水面宽度的3倍堰身应用水泥浆抹平，水尺应设在堰口上游35倍堰上水头处，并与地面垂直。型号：FL1型堰槽流量仪结构与原理：如图所示，堰壁的堰口采用三角形、矩形或梯形，利用浮子自动监测三角堰水位，通过三角堰的流量公式，求得渗流量的大小。仪器由保护筒、浮子、导向装置、传感器、电路盒、数字显示俯角仪及量水堰组成。保护筒底板用地脚螺栓固定在堰槽测点的地基上；浮子通过连杆与传感器的铁芯相连；导向装置保证浮子随水面变动作上下垂直运动，从而连动铁芯在传感器的线圈内上下位移，将位移量转换成电量，通过电路盒经电缆传输至观测室，由数字显示仪显示水位，实现遥测。如果人工测读，则利用测针读取水位。主要技术参数：量程：100mm，可扩展到200mm；刻度：0.1mm或0.01mm；传输距离：100m；相对湿度：可在100%环境条件下工作。安装与调试；仪器应放置距堰壁0.5m以上的沟槽内，也可距堰几米至十几米远的位置设置水池，用水管将水池与堰相通，仪器放在水池中。如放在沟槽内，上游应设挡泥墙，防止泥砂将仪器淤积。根据水深选用底脚螺栓长度，保证保护筒底板离水面距离80mm；底脚螺栓与基础用水泥砂浆浇结。将浮子漂于水面上，仔细调整浮子上平衡螺丝，浮子连杆处于垂直位置；贺卡加上保护筒，安装上板及传感器、电路盒；调平上板，使传感的线筒处于垂直位置。布设电缆，检查无误后进行通电，数字显示器即有数字显示。标定：调整传感器线圈筒位置，此位置用百分表测量，相应数字显示变化，反复几次，即可得到仪器标定值。10、土压力计工作原理：以分离式压力计为例，当土压力计作用于压力盒承压膜（一次膜）上，承压膜即产生微小挠性变形，使油腔内液体受压，因液体不可压缩特性而产生液体压力，通过接管传到压力传感器的受压膜即二次膜上，或使钢弦式传感器的自振频率发生变化，或使差动电阻式传感器的电阻比和电阻值发生变化。对电阻应变片式传感器而言，则使四个桥臂的电阻发生变化。通过测读仪表，测出相应的变化值，经换算即可求得所测压力值。技术指标：生产厂家：美国基康公司型号：4800E、4800C量程：0.3434MPa精度：0.25%FS分辨率：0.1% FS零漂：0.05% FS温度范围：2965埋设； 在粘性土中坑槽深约 1.2m，坑底面积约 1.2m，坑底面积约 lml.2m，以能方便工作为准。对于铅直向与倾斜向埋入式土压力计，按要求向在坑底挖浅槽。仪器就位后，将开挖的土料筛除大于5mm的碎石，薄层回填，专门压实。接触感应膜的土石材料的最大粒径，以不损伤感应膜并能均匀感应土压力为限，在粘性土中宜先以薄层砂保护。11、差动电阻式应变计工作原理： 当仪器温度不变而轴向受到应变量为的变形时，电阻比变化Z与具有=fZ的线性关系，f为仪器最小读数（106/0.01%）。当仪器两端标距不变，而温度增加t时，电阻比变化Z/，表明仪器存在应变量/，且/=fZ/,是由温度变化产生的。由实验知/=fZ/=bt,常数b为仪器的温度修正系数（106/）。埋设在混凝土建筑物内部的应变计，受变形和温度双重作用，其应变计算公式为：m= fZ+ bt式中m混凝土应变量（106）。仪器内部总电阻Rt=（R1+R2）与仪器温度t有如下关系：当60t0时，t=/（Rt-R0/）当0t25时，t=/（Rt-R0/）式中t埋设点的温度，Rt仪器总电阻值（Rt= R1+R2），；R0/仪器计算冰点电阻，由厂家给出；/仪器零点温度系数（/），由厂家给出；/仪器零下温度系数（/），由厂家给出。由上述可知测出应变计的电阻值Rt和电阻比Z即可算出混凝土的应变量。技术指标： 型号： DI-25测量范围：压缩1000；拉伸：500；最小读数4；温度范围：256；温度精度：0.5绝缘电阻在使用温度范围内（在0.5MPa水中）50M。埋设：DI-25型应变计是埋设在混凝土中监测混凝土应力应变的仪器，本工程设置的应变计均为单支单方向布置。埋设时应确保设计要求的万向，在混凝土浇筑时，应避免仪器受到冲击:振捣器应离开仪器50cm以上。12、无应力计工作原理：（同应变计）技术指标：（同应变计）埋设：无应力计是与应变计配套布置的，安装时应先将应变计用细铅丝悬置于无应力计筒中心，无应力计筒大口朝上，待仓内混凝土浇到仪器高程时，用人工将混凝土(去掉大骨料)细心填入无应力计筒内，并用插钎轻轻捣实，在其上部覆盖混凝土时不得在半径50cm范围内强力振捣。应变计组埋设时应严格控制方向，其单支应变计角度误差不得超过 士1.0；应变计组可采用将应变计组用铅丝固定在两侧钢筋中间即可，所有的应变计应按照厂家的安装要求固定在支架上，以保证仪器的正确方向。无应力计应大口向上。挖坑的深度应保证仪器安装后其上万用人工捣实的混凝土回填层厚不小于30cm。无应力计筒内应填满与应变计组附近相同的混凝土，用人工捣实。无应力计与应变计组的间距为l.5m。13、差动电阻式钢筋计工作原理：钢筋计与受力钢筋对焊后连成整体，当钢筋受到轴向拉力时，钢套便产生拉伸变形，与钢筋紧固在一起的感应组件跟着拉伸，使电阻比产生变化，由此可求得轴向的应力变化。由于差动电阻式仪器的特性，还可兼测测点的温度。技术指标：制造厂家：南京电力自动化设备总厂量程：0200Mpa；分辨率：700kPa/0.01%；工作温度：2560；耐水压：0.5Mpa；埋设：钢筋计是安装在大坝混凝土受力钢筋上监测钢筋应力的仪器，埋设在混凝土中。钢筋计的安装方法为钢筋计的一端，应与钢筋对焊或进行帮条焊接，如果施工现场进行对焊有困难时可以采用帮条焊接方法，但帮条焊接部分应涂上沥青，以便与混凝土脱开。其安装示意图如图。安装时钢筋计应与钢筋保持在同一轴线上。焊接处的强度不低于被测钢筋的强度。焊接时及焊接后，应在仪器部位浇水冷却，使仪器温度不超过60。但不得在焊缝处浇水以免影响焊接质量。钢筋计直径应与连接的钢筋直径相同，当没有此型号的钢筋计时，允许采用小于一个级别的钢筋计。钢筋计采用便携式PSMR型数字式电阻比指示仪进行测量，仪器在被混凝土埋没前和刚被埋没时应立即进行观测此后按2小时测一次4次，4小时测一次共4次，之后15天内按12次/天，1530天为1次/2天，3090天为12次/周，90天以后为13次/月，此后转入正常观测按部颁标准混凝土大坝安全监测技术规范进行。14、电阻温度计工作原理：电阻温度计的工作原理是基于铜线电阻随温度而变化的性质。将电阻温度计三芯引出电缆的白、黑两芯线与水工比例电桥的白、黑接线柱相