引张线法观测大坝水平位移

引张线引张线是用于监测大坝安全的仪器，与安装在直线型坝上的引张线装置相配合，可测量坝体沿上下游方向的水平位移。双向引张线还可同时监测垂直位移。仪器结构简单，适应性强，易于布设，测量不受环境影响，观测精度高。1仪器布置原则一般引张线布置在坝体廊道内、坝顶或土坝坡面上，两端点应尽可能布设在两岸地基稳定处。若端点布设在坝体上，则端点处需用倒垂线或其它措施测定端点的位移。另外坝顶与下游侧布线较多，上游侧布线较少。2仪器结构型式引张线用一条不锈钢丝在两端挂重锤，或一端固定另一端挂重锤，使钢丝拉直成为一条直线，利用此直线来测量建筑物各测点在垂直该线段方向上的水平位移。引张线一般在两端点以倒垂线为工作基点。引张线测量系统由端点、测点、测线、保护管和测读仪等部分组成。引张线的端点由混凝土墩座、夹线装置，滑轮和重锤等部件组成，如图1所示。混凝土墩是设置端点各部件的基础，它也是整条引张线的基准，常与倒垂线相连接。夹线装置起着固定不锈钢丝的作用，使因钢丝在各次观测中相对于墩座的位置始终保持不变。它是一个关键部位，在各次测量中，为了不使钢丝磨损，夹线装置的V型槽和板上应嵌有铜质的金属。滑轮和重锤用以拉紧钢丝，锤的重量应视钢丝直径，允许应力，整条测线及测点之间的距离而定。长度为200600m的引张线，一般采用4080kg的重锤张拉。测线通常采用直径为1mm左右的不锈钢丝，钢丝要求表面光滑、粗细均匀和抗拉强度大。观测点由浮托装置（水箱、浮船）、保护管、读数尺（或测读仪）及托架等部件组成，如图2所示。1引张线；2保护管；3夹线装置；4线锤连接装置；5混凝土墩；6仪器座；7滑轮；8引张线钢丝；9重锤；10V型槽图1 引张线端点结构1保护箱；2引张线；3浮船；4水箱；5保护箱；6读数尺；7托梁；8槽钢；9箱盖图2 引张线测点结构3仪器工作原理柔性弦线（铟钢丝）两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内呈悬链线形状，它在水平面上的投影应该是一条直线，利用此直线作为基准线可以测定附近测点的横向偏移值，这种方法称为引张线法。如图3、图4所示。图3 引张线法原理示意图图4 浮托原理示意图4测线及其保护管测线一般采用直径为0.61.2mm的铟钢丝，在两端重锤作用下引张为一直线。保护管保护测线不受损坏，同时起防风作用。保护管可用直径大于10cm的塑料管，以保证测线在管内有足够的活动空间。5测读方法早期安装在大坝上的引张线仪，采用直接设置在测点上的读数尺，由人工测读尺，由人工测读水平位移。随着自动化技术的发展，已将引张线与自动化测读仪表做成一体化的观测系统，如步进电机光电跟踪式引张线仪、电容感应式引张线仪以及光机式引张线仪。这些仪器的工作原理与同原理的垂线坐标仪相仿。5.1读数显微镜法利用刻有微分划线的读数显微镜进行的，测微分划线最小刻划为0.1mm，可估读到0.01mm。如图5所示。图5 读数显微镜法示意图5.2反向光学对点器法反向光学对点器可以用来测定相对于引张线的偏离值。一般需要专门设计制造，也可以利用一个望远镜加上五角棱镜后改造而成。为了测量光学对中器中心轴偏离引张线的距离，把望远镜及五角棱镜装在滑块上，滑块在轨道上移动，其