差阻式鋼板計作業指導書

2022-05-18 12:05:07 字數 4176 閱讀 8898

目錄1、適用範圍及依據 2

1.1適用範圍 2

1.2標準及依據 2

2、測量原理及儀器結構 2

2.1測量原理: 2

2.2儀器結構: 4

3、安裝埋設 5

3.1驗收與保管 5

3.2儀器安裝 6

3.3 電纜安裝 7

3.3.1 儀器電纜接長 7

3.3.2 電纜的接長 7

4、 資料讀取與計算 8

4.1 人工測量與計算 8

4.1.1 儀器與差阻式儀器檢測儀的連線 9

4.1.2 資料讀取與記錄 9

4.2 自動測量 10

4.2.1 自動測量的計算 10

5、 注意事項 10

6、安全與環保 10

6.1安全施工 10

6.2環境保護 11

7、附件 11

鋼板計作業指導書

鋼板計:差阻式鋼板計用於監測岩土工程中鋼板結構物的應變,適用於長期安裝在水工建築物或其它建築物的鋼板、鋼管上,測量鋼結構中的應變和應力。鋼板計也可以安裝在鋼筋、鋼纜上量測其應變和應力。

dl/t 5178-2003 《混凝土大壩安全監測技術規範》

sl 60-1994 《土石壩安全監測技術規範》

gb/t 3408-1994 《差動電阻式應變計》

差阻式鋼板計安裝於鋼板上,鋼板的變形將通過夾具和凸緣盤引起儀器內電阻感應元件發生相對位移,從而使其元件上的兩根電阻絲電阻值發生變化(如圖),其中一根r1減小(增大),另一根r2增大(減小),相應電阻比發生變化,通過差動電阻數字儀測量其電阻比變化而得到鋼板的應變變化量。鋼板計可同時測量電阻值的變化,經換算即為測點的溫度測值。

(1)當儀器溫度不變而軸向受到應變數為ε的變形時,電阻比將有增量δz的變化。

ε與δz有如下線性關係:

ε= (z-z0)=δz

常數為儀器的最小讀數,單位為10-6/0.01%.

(2)當儀器兩端標距不變而溫度增加δt 時,這時電阻比亦將有δz ′的變化, 表現為儀器存在乙個應變數ε′ = f δz ′,這個應變數僅僅是溫度變化造成的,而儀器並沒有變形(儀器兩端標距不變),因此在計算儀器應變數時,必須加以扣除。

通過實驗可知,ε′、δz ′與δt 具有下列線性關係:

ε′=fδzˊ=–bδt

常數 b稱為儀器的溫度修正係數,單位為 10-6/c

(3)埋設在結構物鋼板上的鋼板計,受著變形和溫度的雙重作用,因此鋼板計的一般計算公式為:

ε=fδz+bδt

式中:ε— 總應變數(10-6);

f — 鋼筋計最小讀數(mpa /0.01%)由廠家所附卡片給出

b —鋼筋計的溫度修正係數( mpa /c )由廠家所附卡片給出

δz —電阻比相對於基準值的變化量,溫度公升高為正,壓縮為負,單位(0.01%)δt — 溫度相對於基準值的變化量,溫度公升高為正,降低為負,單位(c )

(4)儀器內部的總電阻值rt =( r1 + r2 ),與儀器t具有如下關係:

當60c≥t≥0c時

t= aˊ(r1-r0′)

當0c﹥t≥-25c時

t= a″(r1-r0′)

式中:t — 埋設點的溫度(c )

rt — 儀器的總電阻值(ω )

r0′— 儀器計算零度電阻值( ω ),由廠家所附卡片給出

σˊ— 儀器零上溫度係數( c / ω )由廠家所附卡片給出

σ″ — 儀器零下溫度係數( c / ω )由廠家所附卡片給出

(5)當進行應力計算時,僅需要由荷載和約束引起的工作應力,故須從總應變中扣除鋼板的非應力應變(通常認為鋼板的非應力應變僅為自由溫度變形) 即:

σw= e(ε-ε0 )= e [fδz+(b-α)δt]

式中:σw— 工作應力(mpa);

e — 鋼板的彈性模量(mpa);

ε— 總應變數(10-6);

ε0— 非應力應變(10-6);

f— 應變計最小讀數(10-6/0.01%),由廠家所附卡片給出;

δz — 電阻比相對於基準值的變化量,拉伸為正,壓縮為負;

b — 應變計的溫度修正係數(10-6/c),由廠家所附卡片給出;

α — 鋼板的溫度線膨脹係數(10-6/c),由廠家所附卡片給出;

δt— 溫度相對於基準值的變化量,溫度公升高為正,降低為負,單位為c。

差阻式鋼板計由三個主要部分構成:差阻式應變計、電纜及夾具,下圖為鋼板計結構示意圖。

2.3儀器規格、技術指標:(例如南瑞nzgs系列)

(1)儀器到達施工現場後,應開箱檢查。使用者開箱驗收儀器時,應先檢查儀器的數量(包括儀器附件)及檢驗合格證與裝箱單是否相符。

(2)對於箱內每台儀器,先用 100v 兆歐表及萬用表,分別檢查常溫絕緣電阻及總電阻值,絕緣電阻不應低於 50m,總電阻值與常溫電阻值相比較不應有大的變化。

(3)儀器各項係數的檢查驗收方法,可參照 gb/t3408-94 第六章的實驗方法進行。

(4)應變計自由狀態的電阻比,隨溫度變化和波紋管的變形等因素而變化,儀器內部中性變壓器油,當溫公升時,體積增大產生軸向拉伸。對於大應變計,每公升高 1c 時,電阻比約增加 2×0.01%,小應變計每公升高 1c 時,電阻比約增加 1×0.

01%,儀器零度電阻比若有變化,表明波紋管由於某些原因產生永久變形。考核儀器穩定性的指標是零度實測電阻值,儀器零度實測電阻值不應有較大的變化。

(5)儀器存放環境,應保持乾燥通風,搬運時應小心輕放,切忌劇烈震動。

(6)如經檢測有不正常讀數的儀器,請返回廠家,不可在現場開啟儀器檢修。

差阻式鋼板計主要有以下安裝方式:

焊裝於結構物的鋼板上;

卡裝於鋼筋或錨索上。

3.2.1 鋼板計安裝

(1) 在結構鋼板上安裝

1)差阻式鋼板計在安裝前必須對已率定好的小應變計逐一進行檢測,當確認儀器正常,並按規範要求檢查加長電纜達到規定的技術條件,方可按設計要求將小應變計接長電纜。應特別注意,儀器電纜的一端必須將保護罩套上後,才能聯接加長電纜。聯接電纜方法除了硫化外還可以進行熱縮。

做好儀器編號和存檔工作,同時考慮適當的儀器備用量。

2)根據施工進度,確定埋設安裝方法。首先要在鋼結構上放樣定點,在鋼板計的夾具置於測點位置上與鋼結構進行焊接時,為保證夾具的同心度,應以模具代替儀器安裝在夾具中定位。

3)夾具焊接定位後,應冷卻至常溫,然後從夾具中取出模具,再安裝小應變計。夾具上緊時要對角線逐個均勻上緊,並在上緊過程中用數字電橋量測,儀器的電阻比變化不得大於 20×0.01%。

在夾具上緊時可根據需要調整測量範圍。

4)小應變計夾緊後,經測量認為儀器工作為正常,然後將保護罩扣上去,沿保護罩周邊焊接,做到密封固定在鋼板上,防止澆築混凝土時水泥砂漿進入。

5)在安裝前後要測量,記錄儀器的電阻、電阻比和絕緣電阻。如發現儀器不正常應立即返工。 鋼板計安裝示意如下圖。

(2) 在鋼纜(錨索)或鋼筋上安裝

1)在鋼纜或鋼筋上進行應變和應力監測可採用應變計,其安裝方法與鋼板計類似。但因鋼纜或鋼筋為非平面物體,通常不允許進行焊接,故宜採用 u 型卡環連線。卡環內徑需視鋼纜或鋼筋實際情況專門加工。

2)安裝在鋼纜或鋼筋上的應變計同樣應予以防護,保護罩應專門加工,並也宜採用u型卡環連線。 應變計的連線和安裝方法如圖所示。

儀器電纜布置時不得與交流電纜一同敷設,電纜走線應盡量避免受到移動裝置、尖銳材料等的傷害。埋入壩體混凝土中的儀器電纜應詳細記錄埋設部位,使灌漿鑽孔時避開纜線。

差阻式鋼板計採用專用水工五芯電纜將儀器電纜接長,接長電纜的黑、藍兩根芯線與儀器電纜的黑芯線焊接在一起,接長電纜的綠、白芯線與儀器電纜的白芯線焊接在一起,接長電纜的紅芯線與儀器電纜的紅芯線焊接在一起(如圖所示) ,電纜接頭可採用熱縮管密封電纜接頭技術(見下一節) 。

差阻式鋼板計採用專用水工五芯電纜按照相同顏色芯線將電纜接長,電纜接頭可採用熱縮管密封電纜接頭技術,其步驟如下∶

先將儀器電纜頭每根芯線套上 5.0mm(長度 3~4cm可自定)細熱縮管,然後與電纜每根芯線一一進行對聯接。各聯接芯線再用電烙鐵焊錫焊牢,焊錫後將細熱縮管覆蓋住焊錫頭,由中間向兩邊反覆轉動,用酒精燈或加熱器對熱縮管進行加熱。

如果是二根芯線與一根芯線焊接後則用稍大一些的 6.0mm中熱縮套管套上(長度 3~4cm可自定) 。

各芯線聯接熱縮好後,用 j-20 電工自粘絕緣膠帶分別纏緊,長度要求覆蓋住每根芯線。然後用 j-20電工自粘絕緣膠帶總紮緊,要求纏均勻,長度以覆蓋住所有芯線為宜(見圖) 。

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