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四川葛南儀器有限公司
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VWS型振弦式應變計適用于長期埋設在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應變量，并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器。振弦式應變計具有智能識別功能。
本使用說明僅適用于四川葛南儀器有限公司生產(chǎn)的VWS型振弦式應變計，其中包括有VWS-10、VWS-15、VWS-10M、VWS-15M(大彈模)等系列型號。
1用途
VWS型振弦式應變計適用于長期埋設在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應變量，并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器。大彈模應變計主要用于高倉位混凝土連續(xù)澆筑，如地下連續(xù)墻、防滲墻、灌注樁等工程場合。振弦式應變計具有智能識別功能。
2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)
| 規(guī)格代號 | VWS-10 | VWS-15 | VWS-10M | VWS-15M | ||
| 尺寸參數(shù) | 標距 L， mm | 100 | 150 | 100 | 150 | |
| 有效直徑d，mm | 22 | 22 | 22 | 22 | ||
| 端部直徑D，mm | 33 | 33 | 33 | 33 | ||
| 性能參數(shù) | 應變測 | 拉伸，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
| 量范圍 | 壓縮，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | |
| 最小讀數(shù)k，10-6／F | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ||
| 測量精度： F.S | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ||
| 溫度測量范圍，℃ | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | ||
| 溫度測量精度，℃ | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ||
| 溫度修正系數(shù)b，10-6／℃ | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ||
| 彈性模量 Eg， MPa | 300～800 | 300～800 | 800～1500 | 800～1500 | ||
| 耐水壓， MPa | ≥1 | ≥1 | ≥2 | ≥2 | ||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ||
3結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1結(jié)構(gòu)
WS型振弦式應變計由前后端座、不銹鋼護管、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。
3.2工作原理
當被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應力發(fā)生變化時，應變計同步感受變形，變形通過前、后端座傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應變量。同時可同步測出埋設點的溫度值。
3.3計算方法
a) 當外界溫度恒定應變計僅受到軸向變形時，其應變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關系：
ε= k△F
△F = F - F0
式中： k — 應變計的測量靈敏度，單位為10-6/F；
△F — 應變計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為F；
F — 應變計的實時測量值，單位為F；
F0 — 應變計的基準值，單位為F。
b) 當應變計不受外力作用時(儀器兩端標距不變)，而溫度增加△T時，應變計有一個輸出量△F′，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。
實驗可知△F′與△T具有下列線性關系：
ε′= K△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 應變計的溫度修正系數(shù)，單位為10-6/℃；
△T — 溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；
T — 溫度的實時測量值，單位為℃；
T0 — 溫度的基準值，單位為℃。
c) 埋設在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物中的應變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時的溫度修正系數(shù)應為應變計的溫度修正系數(shù)與被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此應變計一般計算公式為：
εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)
式中：εm — 被測結(jié)構(gòu)物的應變量，單位為10-6；
α— 被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為10-6／℃。
4 4 埋設與安裝
1 4.1 簡述
應變計使用場合很廣，儀器經(jīng)加裝一些附件可以組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器，這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同，所以埋設安裝方法有所不同。下面主要對單向或雙向應變計的埋設安裝方法作一些簡述，其它類型應變計的安裝埋
設方法可參照本說明。
2 4.2 儀器的準備
儀器到工地后即刻拆包，檢查儀器在運輸過程中是否有損壞或丟失，并用讀數(shù)儀測讀校驗。儀器表面損壞影響使用的或測讀校驗困難的儀器，將其單獨擺放，或退回廠家更換。仔細記錄每只應變計的出廠編號，并檢查各電纜頭上是否有編號標記(沒有的補作編號標記)，以便于在電纜拉開后也能識別儀器。儀器電纜接長時，電纜接頭應嚴格按操作規(guī)程操作。
3 4.3 應變計的埋設與安裝
1 4.3.1 一般規(guī)定
每支應變計都應按設計規(guī)定的埋設位置和方向準確的定位，并要求埋設應變計用的混凝土和被測結(jié)構(gòu)物所用的混凝土標號相同。安裝埋設前必須對應變計進行一次檢測，發(fā)現(xiàn)問題可及時處理和更換，杜絕有故障的應變計被安裝埋設。
回填混凝土時在應變計附件應剔除大于 8cm 的骨料，人工分層振搗密實。混凝土下料時應距儀器 1.5cm 以上，振搗器距儀器應大于半徑 0.5m。
當施工機械化程度高，澆筑強度大時，可采用預置埋設槽的方法。該法是預先在儀器埋設部位設置槽模板，待混凝土凝固前拆除埋設槽模板，將儀器安裝在槽內(nèi)，然后人工回填混凝土。
埋設完成后應做好標記，以防施工中人為損壞儀器，儀器頂部已終凝的混凝土厚達 60c以上時，上部可正常施工。
2 4.3.2 單向或雙向應變計（圖 1 ）
單向應變計埋設時應首先根據(jù)力的方向在壩體或其它結(jié)構(gòu)物上定位，在混凝土澆筑到埋設高程時，在該部位挖尺寸在 20、15×20×20Cｍ左右的坑(儀器測量標距不同)，清除混凝土中直徑大于 8cm 的骨料，回填混凝土人工搗密實。
當埋設部位有鋼筋時可以將應變計(包括電纜)綁扎在鋼筋上, 固定儀器可采用膠帶、自鎖扎帶、細鐵絲捆扎，捆扎要保證應變計位置不易移動，但捆扎不能過緊，阻礙應變計變形。
觀測電纜同樣捆扎在鋼筋上，但捆扎時也要松弛，靠近儀器的地方要打回環(huán)。
埋設多向應變計時要用多向應變計安裝支座，以固定每個應變計的受力方向。
應變計埋設要求嚴格可使用量角器和水平準，校對儀器的埋設角度、方向、部位。規(guī)范要求：埋設儀器的角度誤差應不超過 1°，位置誤差應不超過 2cm。
應變計就位后用人工搗實應變計周圍的混凝土，避免有過大的振動，以免擾動應變計的放置的方位或損傷電纜。
埋設完成后及時測量應變計，如有損壞及時更換。電纜按規(guī)定的走向埋設，并作好電纜的保護。
儀器埋設位置、設計編號、儀器編號、電纜長度、埋設前讀數(shù)、埋設后讀數(shù)等填表記錄，并作好存檔。
3 4.3.3 基巖應變計( 圖 2 )
基巖應變計用以測量巖體內(nèi)部的變形，應變計在巖體內(nèi)不應跨越結(jié)構(gòu)斷面，安裝在節(jié)理發(fā)育的巖體內(nèi)，應變計標距可加長，使被測標距擴大。
在埋設位置造孔(槽)，埋設孔(槽)徑應大于儀器的直徑 4cm～5cm，以便留出回填固結(jié)料的空隙，儀器應位于埋設孔中心,孔(槽)內(nèi)雜質(zhì)要沖洗干凈，排除積水。
埋設時應用膨脹水泥填孔，為了防止膨脹水泥固結(jié)時對應變計的影響，可在應變計中間嵌一層 2mm 厚的隔離材料(如橡皮和油毛氈)。應變計受力方向的誤差按規(guī)范要求應不超過±1°，埋設前后應及時檢測。
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