钢筋应力计的原理及要点

钢筋应力计的原理及要点

(1)钢筋计的安装(见图1)。钢筋计焊接在钢筋笼主筋上(见图2)，当作主筋的一段，焊接面积不应少于钢筋的有效面积，在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂增加，需要采取冷却措施，用湿毛巾或流水冷却是常采用的有效方法。
　　在开挖侧与挡土侧的主筋对应位置都安装钢筋计，钢筋计布置的间距一般为2000～4000mm，视结构的重要性和监测需求而定。
　　(2)钢筋计的原理。钢筋计有振弦式和电阻应变式两种，接收仪分别为频率仪和电阻应变仪。
　　振弦式钢筋计的工作原理是：当钢筋计受轴力时，引起弹性钢弦的张拉拢变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小，换算而得混凝土结构所受的力。
　　电阻应变式钢筋计的工作原理是：利用钢筋受力后产生的变形，粘贴在钢筋上的电阻片产生变形，从而测出应变值，得出钢筋所受作用力的大小。
　　(3)钢筋计的用途和使用方法。①钢筋计可用于测量基坑围护结构沿深度方向的应力换算为弯矩。②基坑支撑结构的轴力、平面弯矩。③结构底板所受弯矩。
　　钢筋计在基坑监测中主要用来测量围护结构的弯矩，结构一侧受拉，一侧受压，相应的钢筋计一只受拉，另一只受压。测得钢筋计钢弦频率，再由频率换算成钢筋应力值再核算成整个混凝土结构所受的弯矩。
　　式中  M——弯矩(t．m/m)；
　　σ1、σ2——开挖面、挡土面钢筋应力(kg/cm2)；
　　Es——钢筋的弹性模量(kg/cm2)；
　　Ec——混凝土结构的弹性模量(kg/cm2)；
　　Ic——结构断面惯性矩；
　　d——开挖面、挡土面钢筋计间的中心距离(cm)。
　　(4)基坑监测使用钢筋计操作要点。①做好钢筋计传感部分和信号线的防水处理。②仪器安装前必须做好信号线与钢筋计的编号，做到一一对应。③钢筋计焊接必须保证质量。④钢筋计安装好后，浇混凝土前测一次初值，基坑开挖前测一次初值。⑤测数时，同时用温度计测量气温，考虑温度补偿。

测斜管原理

　测斜管通常安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。使用数字垂直活动测斜仪探头，控制电缆，滑轮装置和读数仪来观测测斜管的变形。*次观测可以建立起测斜管位移的初始断面。其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。观测时，探头从测斜管底部向顶部移动，在半米间距处暂停并进行测量倾斜工作。探头的倾斜度由两支受力平衡的伺服加速度计测量所得。一支加速度计测量测斜管凹槽纵向位置，即测斜仪探头上测轮所在平面的倾斜度。另一支加速度计测量垂直于测轮平面的倾斜度。倾斜度可以转换成侧向位移。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。绘制偏移的变化量可以得到一个高分辨率的位移断面图。此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。

工程测斜仪分类

分为便携式测斜仪和固定式测斜仪，便携式测斜仪分为便携式垂直 测斜仪 　　测斜仪和便携式水平测斜仪，固定式分为单轴和双轴测斜仪，目前应用广的是便携式测斜仪。

水平测斜仪工作原理

水平测斜仪工作原理介绍如下：
　　在需要观测的结构物中埋设测斜管，测斜管内径上有两组互成90 °的导向槽，将水平式测斜仪顺导槽放入测斜管内，逐段一个基长(测点间距)进行测量。测量得出的数据经计算后，即可描述出测斜管随结构物变形的曲线，同时可计算出测斜管每个基长上的轴线与相对水平线所成的倾角，以此可计算出测斜管每个基长上的轴线与铅垂线所成倾角的水平位移。

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HO-196型滑动式测斜仪/滑动测斜仪/测斜仪 全自动

一、HO-196型滑动式测斜仪/滑动测斜仪/测斜仪用途

HO-196型智能数显滑动式测斜仪是以进口敏感元件为测斜装置。其内部是以伺服（即力平衡式）为基础的测量系统，其特点精度高、稳定性好、分辨率高，广泛用于以观测土石坝、建筑物基坑、堤防、地下建筑工程、岩石边坡港务工程等土体内部的水平位移变化。是需要观测测量工程中必要的精密测量仪器。

二、HO-196型滑动式测斜仪/滑动测斜仪/测斜仪主要性能技术指标。

测量范围：0～±30°（与地垂线的夹角）

分辩率：0.0004°

系统精度: ∠0.1mm/500mm

系统总精度：∠±6mm/30m

线性：±0.025%(30°以内)

重复性：±0.025%

导轮间距基准：500mm

测杆尺寸：φ30×660mm

测杆重量：2.35kg

仪表重量：2.6kg（包括可充电电池）

电源消耗：200mA（不使用背光灯）可连续使用20小时

数据分组：001-255组

断电数据：保存时间10年

使用环境：-20℃～60℃

抗    渗: 150m(防水防震)

抗    震:20000g(敏感轴方向,其中g为1个单位的重力加速度)

三、HO-196型滑动式测斜仪/滑动测斜仪/测斜仪工作原理

在岩土工程领域，测斜仪主要用于测量土体运动，诸如：可能产生在不稳固边坡（滑坡）或挖方过程中周围的侧向运动等。也可用来监测堤坝、芯墙的稳定性，打桩或钻孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下储罐中土体的沉陷等。

所在这些场合，通常要安装一根测斜管，将其安装在地下的钻孔内或将管浇筑在混凝土的结构中，也可将管埋在筑堤之中。该测斜管有四个槽口，用于固定便携式测斜仪探头的滑轮。探头连在和读数仪相连的电缆的一端，用于观测与测斜相关联的竖直（或水平）倾斜量，并以这种方式测量由土体运动所引起的任何倾斜量的变化。

为了获得安装测斜管的土体周围一个全面的观测报告，必须沿测斜管进行一系列倾斜测量。常规的测斜探头有两组滑轮，距离相隔0.5米，测试前，先把测管标明方向，测杆标明A+、A-，使计算数据一致。将探头放到测斜管底部并开始读数。探头每提升0.5米进行读数，直到到达测斜管的顶部，这组读数被称为A+读数（正测）。把探头从套管中取出，旋转180°重新放入测斜管中，方法同上，又可得到另一组数据A-读数（反侧）。

数据处理时，将上述两组读数（A+、A-）相结合（将一组数据减去另一组数据）以此来消除倾角传感器零飘的影响。测斜仪探头在竖直位置时读数产生零飘偏差，理想的偏差应是零，而实际上在使用探头时，由于传感器的偏差、滑轮的磨损或者因下落以及和测斜管底部相碰太厉害对传感器的冲击所导致有一零飘值。

下次的测斜管观测数据，当与原始的观测数据了解相比较时，就可知测斜管的倾斜量变化和这些变化所引起的位置变化。倾斜量变化分析的好方式是通过计算上部滑轮相对于下部滑轮组所产生的倾角（θ）与观测读数间距（L）的水平偏移。在测斜各位置处两组读数（A+、A-）相减就可以得出Sinθ，把这个值乘以读数间距（L）和相应的系数，就得到一个以工程单位（DGK测斜仪器上显示为mm）输出的水平偏移。

在数据处理的同时，应进行数据可靠性的分析，通常的分析方法是“查和”，即将两组读数（A+、A-）相加，相加后的由倾斜引起的那部分读数被抵消，只留下一个等于测斜仪传感器零偏移两倍的一个值，在北航软件中表示为“差值”项，当查和值或软件中“差值”项为常量时，说明测量的数据有较高的可靠性，反之，如果差值出现软大的变动或突变，说明测量数据存在问题，这时应首先检查测量过程中下列几个情况：

1、跳过或重复读取下一个读数；

2、读数之间，没有使测斜仪静置足够的时间；

3、探头、电缆或读数装置故障。这也许是由于震动、受潮、电池缺电、探头或电缆的开路或短路造成的。

4、不小心地安放滑轮使得探头滑轮组一次观测与另一次观测不在同一位置。

5、将滑轮正好放置在测斜管接头处，以致读数不稳定或出错。

BH-196型滑动式测斜仪/滑动测斜仪/测斜仪 附（备件清单）

（1）铅酸充电器                       1只

（2）数据线                               1根

（3）北航测斜数据处理软件                 1套

（4）使用说明书                           1本

（5）测斜杆                               1根

（6）电缆（探头）                         30米（1套）

（7）读数仪                               1台

（8）232传输线                           1 条

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