串联杆液压式沉降仪2009.ppt

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1、一、装置的原理和构成,1.工作原理 串联杆式位移计以岸坡为基点,在各测点埋设锚固板,将电位器式位移计安装在锚固板处, 基点与各测点锚固板用串联杆（不锈钢杆）联系在一起, 串联杆外采用钢管保护，串联杆将基点的位移或测点的位移传递到相邻的测点,用电位器式位移计测量各测点锚固板与串联杆间的相对位移X1、X2Xn（Xn=Kf（a0-ai）即可计算出任一点相对与基点的位移量为： Xn=X1+X2+Xn（n为测点数）。,串联杆式位移计,照片,照片,照片,照片,照片,照片,2、系统组成 串联杆式位移计主要由锚固板、串联杆、保护钢管、定位环、万向节和电位器式位移计等组成。 2.1电位器式位移计 电位器式位移计

2、是直滑式精密导电塑料电位器，传感器由圆形和方形金属外壳，导电塑料及滑动导杆，导块组成。位移计有三根引出线，两根端点线和一根活动触点引出线。滑动导杆或导块位移使电位器活动触点位置变化。测量时传感器采用5芯电缆恒流供电，使仪器测值不受传输电缆长度及环境温度变化等的影响。,电位器式位移计主要性能指标： 量程：10、20、40、50、100、300、500mm等 工作温度：-2060 环境湿度：室内85% 室外95% 最小分辨率：0.05%FS或0.01mm 基本误差：0.5%FS 温度系数：0.05%FS/ 读数仪表:自动化采用NDA1611数据采集智能模块,电位器式位移计性能特点： (1)传感器采

3、用直滑式精密导电塑料电位器，其质量符合美国军标MIL-R-39023。寿命1000万次以上，测量精度高，温度系数小，长期稳定性好。 (2)感器测量范围大，仪器体积小，重量轻，遥测距离长。 (3)传感器内无一电子元件及电子转换电路，抗雷击、抗电磁干扰能力强，长期运行可靠。 2.2串联杆 串联杆采用优质不锈钢管，外径8毫米，壁厚1.5毫米。串联杆两端加工M6内螺纹，两根串联杆通过专用接头连接。 2.3定位环 定位环起到在保护钢管内支撑串联杆的作用。他的材料选用尼龙1010，具有重量轻、减摩性能好等优点。,2.4万向节 考虑到测点和锚固点之间的不均匀沉陷，为了避免把传感器拉坏，所以在传感器和串联杆之

4、间增加一个万向节。 3、现场准备 由于串联杆式位移计的安装施工量大，为保证安装顺利进行，施工的场地应有足够的安装空间。应根据设计图纸中仪器的桩号、高程，在坝体填筑到仪器安装位置前做好准备工作。 埋设方法1：当填筑超过测点高程1米左右时，根据仪器安装的中心线挖一条底部宽约4米的沟，震动碾压平整，然后回填20cm的过渡料震动碾压平整，再回填10cm的垫层料（粒径应小于1cm）震动碾压密实平整，作为仪器安装的基床。 埋设方法2：当填筑到测点高程时，以仪器安装的桩号为中心线，用过渡料或垫层料铺一条宽4米厚度约50cm的埂，震动碾压平整，作为仪器安装的基床。 经过碾压后的场地高程误差应小于10cm。 由

5、于现代施工机械化作业，填筑速度快，施工干扰大，加上工程工期等因素，方法1较难采用。 4、安装 4.1安装前的准备 a.仪器安装时尽可能从下游向上游方向进行安装，并且安装时注意传感器的电缆应位于下游测，以减少电缆用量及安装工作量。 b.安装前应保证仪器安装高程处的填料碾压的密实度。 c.安装前应保证安装面平整度小于5cm，否则应整平。,4.2仪器的安装 （1） 在测点处预浇一个混凝土墩子，尺寸为80cm（长）*30cm（宽）*20cm（高），混凝土墩子顶面与地面保持水平。把仪器安装底板（钢板）固定在测点墩上，固定方法可以采用预埋螺栓法，也可以采用打膨胀螺栓法。把电位器式位移计固定在仪器安装底板上

6、。 （2） 根串联杆两端10cm处各套一个定位环，为了防止定位环在串联杆上左右移动，在定位环左右两边的串联杆上缠几圈电工胶布。在串联杆外套入保护钢管。 （3）串联杆式位移计的保护管有两种，一种是串联杆保护管，另一种是电缆保护管。串联杆保护管采用1吋镀锌钢管（6米长），2根之间用伸缩节连接。具体连接如图3所示。保护管套入伸缩节内10cm，拧紧紧定螺栓，防止保护管在安装过程中从伸缩节内滑脱。,电缆保护管的材料和规格根据现场的实际情况决定，可以用钢管，也可以用厚聚乙烯管。 （4） 串联杆的一端固定在锚固板上，另一端通过万向节与电位器式位移计相连。保护罩右侧挡板处伸入一段保护钢管，为了防止保护钢管自由

7、移动，需要在挡板左右侧各装一个保护管夹，具体情况如图4所示，最后把传感器的电缆穿过保护管引至观测房内。,（5）在观测房内拉动串联杆，检查其能否自由移动；同时用专用小仪表测量电位器式位移计，看位移值是否随之变动。如果一切正常即可回填。 4.3回填保护 测试结果正常后，安装上测点保护罩，在保护罩外立模浇混凝土保护墩。保护管周围回填料应选取粒径小于1cm的河砂或人工砂，回填厚度约25cm左右，然后回填的垫层料和过渡料，回填厚度约25cm左右。回填后必须用人工捣实。,液压式沉降仪,一、测量原理 YCJ型液压式沉降仪多用于面板堆石坝中垂直位移的测量。如图1所示，“压力容器”安装在测点处，通过“连通管”将

8、各测点的“压力容器”和观测房内的“储水桶”连成一体。当测点发生垂直位移时，利用“压力容器”内置的“微压传感器”测出水压力的变化值，从而计算出测点的垂直位移量。“回水管”阀门平时处于关闭状态，只有当管路需要重新换水时才打开。,二、仪器主要技术指标 1. 量程：1米；2米；4米 2. 测量误差：35mm 3. 重复精度：2mm 4. 最小读数：0.1mm 三、系统组成 YCJ型液压式沉降仪由微压传感器、压力容器、储水桶和尼龙水管等组成。 1.微压传感器 微压传感器采用南瑞公司的NTR系列陶瓷电容式高精度微压传感器。该传感器采用陶瓷膜片作承压元件。当水介质压力作用于陶瓷膜片，使膜片产生极小偏移，膜片

9、位移产生的电容量由与其直接连接的电子部件检测放大，转换成标准电压信号，最后电压信号经变送器转换成420mA的标准量信号输出。 NTR型陶瓷电容式微压传感器性能特点是： （1）压力测量中，该传感器测量精度高，抗过载和抗冲击能力强，过压可达量程的百倍，仪器结实可靠。,（2）传感器温度零飘移小，长期测量稳定可靠。 （3）传感器体积小，重量轻，遥测距离长。 其性能指标为： 标准量程：0.5米、1.0米、1.5米、2.0米、4.0米、5.0米 最小读数：K0.05%FS（FS为满量程，以下同） 基本误差：0.5%FS 线性误差1：0.35%FS 重复性误差2：0.25%FS 迟滞误差3：0.25%FS

10、温度附加误差 t：0.05%FS/ 尺寸：39（直径）*129（长）,2.压力容器 压力容器由不锈钢加工而成，安装在测点处，分别接微压传感器、进水连通管、出水连通管和排气堵头。,3.储水桶 储水桶是一只直径为500毫米的不锈钢桶，它为测点处的压力容器供水。储水桶下部安装了一支微压传感器，它对储水桶内水压进行监测，防止水位过低影响正常测量。,四、计算公式 该仪器依据连通管原理的方法，用微压传感器，测量每个压力容器内压力的相对变化，再通过计算求得各点相对于观测房的沉陷量。 测点相对于观测房的沉陷量h=(hiHi) (h0H0) 其中，hi：测点测量时液面水位高度。 h0：测点初始液面水位高度。 H

11、i：观测房储水桶内测量时液面水位高度。 H0：观测房储水桶内初始液面水位高度。 h为测点相对于观测房的沉陷量，利用水准观测法测出观测房的绝对沉陷量S，测点的绝对沉陷量=h+S。 五、现场准备 由于液压式沉降仪的安装施工量大，为保证安装顺利进行，施工的场地应有足够的安装空间。应根据设计图纸中仪器的桩号、高程，在坝体填筑到仪器安装位置前做好准备工作。,埋设方法1：当填筑超过测点高程1米左右时，根据仪器安装的中心线挖一条底部宽约4米的沟，震动碾压平整，然后回填20cm的过渡料震动碾压平整，再回填10cm的垫层料（粒径应小于1cm）震动碾压密实平整，作为仪器安装的基床。 埋设方法2：当填筑到测点高程时

12、，以仪器安装的桩号为中心线，用过渡料或垫层料铺一条宽4米厚度约50cm的埂，震动碾压平整，作为仪器安装的基床。 经过碾压后的场地高程误差应小于10cm。 由于现代施工机械化作业，填筑速度快，施工干扰大，加上工程工期等因素，方法1较难采用。 六、安装 1.工具和材料 （1）5吋活动扳手2把 （2）剪刀2把 （3） 102密封胶2盒 （4）焊线工具及附件1套,2.安装步骤 2.1组织 液压式沉降仪安装工作量大，施工相对复杂，同时也可能造成与大坝施工的相互冲突，所以安装前一定要与大坝施工单位做好协调，同时在安装时组织要严密、细致，特别要做好施工纪录以备考证。 2.2测量放线 按照设计桩号，利用经纬仪

13、和水准仪将仪器安装位置布点。要求测点处高程相差小于5cm，管路处高程相差小于10cm。 2.3预浇测点墩 在测点处预浇一个混凝土墩子，尺寸为40cm（长）*30cm（宽）*30cm（高），混凝土墩子顶面与地面保持水平。测点墩中间留1个直径为15cm的孔，目的是为了避开压力容器底部的微压传感器。,2.4保护管和伸缩节的安装 液压式沉降仪的保护管有两种，一种是尼龙管保护管，另一种是电缆保护管。尼龙管保护管采用1吋镀锌钢管（6米长），2根之间用伸缩节连接。具体连接如图6所示。,电缆保护管的材料和规格根据现场的实际情况决定，可以用钢管，也可以用厚聚乙烯管。 2.5测点仪器安装及管路连接,（1） 把仪器

14、安装底板（钢板）固定在测点墩上，固定方法可以采用预埋螺栓法，也可以采用打膨胀螺栓法。 （2） 把压力容器通过螺钉固定在安装底板上，微压传感器的电缆穿入电缆保护管中，如果电缆长度不够，需要利用焊线工具，做好电缆接头。 （3） 连通管采用8mm尼龙管，回水管采用10mm尼龙管。把两根尼龙管绑成一捆同时穿入保护管中，8mm尼龙管在测点处剪断，分别接入压力容器进水口和出水口的快速接头上，并在接头处涂上102胶，提高连接得可靠性。 （4） 观测房内的8mm尼龙管接到储水桶上，10mm尼龙管端部装上阀门。,2.6测试 在储水桶内加满蒸馏水或者纯净水，北方地区要加防冻液。水通过连通管流向各个测点，并通过回水管流回观测房。经过反复的冲水、排气，管路中的气泡完全排净后，关闭回水管上的阀门。检查各测点处是否有漏水、渗水，同时对微压传感器进行测量，检查测值是否稳定。 2.7回填保护 测试结果正常后，安装上测点保护罩，在保护罩外立模浇混凝土保护墩。保护管周围回填料应选取粒径小于1cm的河砂或人工砂，回填厚度约25cm左右，然后回填的垫层料和过渡料，回填厚度约25cm左右。回填后必须用人工捣实。,