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[监测传感设备] 常用内应力监测仪器之应变计

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Max 发表于 2023-6-6 13:42:24 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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一、概述
应变计是用于监测结构物因承受荷载、温度变化而产生变形的监测传感器。与应力计所不同的是,应变计中传感器的刚度要远远小于监测对象的刚度。根据应变计的布置方式,可分为表面应变计、埋入式应变计和无应力式应变计。从工作原理上分,有差动电阻式、钢弦式、差动电感式、差动电容式和电阻应变片式等。国内多采用差动电阻式应变计,配合埋设无应力应变计,进行混凝土应力应变观测,其性能可靠。近些年来多使用钢弦式应变计,与传统的电阻应变计相比较,钢弦式应变计的突出优点是其输出的是频率信号,可以长距离(电缆最大长度可达1.5km)传输而不会受电缆电阻、接触电阻或电魏受潮引起衰变,而且其精度、灵敏度高,长期稳定性好。
二、类别简介
1、差动电阻式应变计
用于埋设在混凝土中或表面观测其应变,通过改装可用于测量钢板应力,还可以同时兼测埋设点的温度。主要由电阻传感器部件、外壳和引出电缆三部分组成。测出应变计的电阻值和电阻比,即可算出混凝土的应变量。
2、钢弦式应变计
直接埋入混凝土内的钢弦式应变计,通常用于测量基础、桩等混凝土的应变值。主要由端头、应变管、钢弦、电磁激励线圈和引出导线等组成。
埋入式钢弦式应变计被固定在混凝土结构物中后,通过两端的端头与混凝土紧密嵌固,中间受力的应变管用布缠绕,与混凝土隔开,当混凝土产生应变时,则由端头带动应变管产生变形,使钢弦内应力发生变化,用频率计测出钢弦受力变形后的频率值,即可求得混凝土真正变形值。
3、表面应变计
表面应变计主要用于钢结构、钢筋混凝土表面的表面应变的测量,也可用于混凝土表面。表面应变计的特点在于安装快捷,可在测试开始前再行安装,避免前期施工造成的损坏,传感器成活率高。
4、埋入式应变计
埋入式应变计可在混凝土结构浇筑时,直接埋人混凝土中,用于地下工程的长期应变测量,埋入式应变计因完全埋入在混凝土中,不受外界施工的影响,稳定性、耐久性好,使用寿命长。
5、无应力应变计
混凝土由于温度、湿度以及水泥水化作用等原因产生“自由体积变形”,实测混凝土自由体积变形的仪器称为无应力应变计,简称“无应力计”。量测的应变是由于温度、湿度和自身原因引起的,而非应力作用的结果,或称为自由应变。
对于基坑工程,应变计主要用于量测支护结构的应变,然后通过钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件计算支护结构的内力。
三、应变计的安装方法
1、埋入式应变计安装方法
① 安装流程:首先根据结构要求选定测试点,将应变计平行结构应力方向安装。采用细匝丝将应变计捆绑在结构钢筋上,细匝丝捆绑位置应在应变计受力柄内侧5mm处。最后把传输电缆沿结构钢筋引出,并捆扎好。
注意:应变计与传输电缆应捆绑在结构钢筋的底端侧面,以免捣振时应变计方向改变或将应变计和电缆损坏。登记好每个测试点安装的应变计编号,并将记录资料保存在传感器中。
② 保护:埋入式应变计及传输电缆的保护是安装后其成活率的关键所在,因此装好埋入式应变计后,将传输电缆套上φ20PVC钢丝波纹管进行保护,有条件的可引入自动采集箱内,并注意使钢丝波纹管及导线适当松弛。
③ 观测与数据记录、整理:首先作好传感器的安装记录,存档。其内容包括,埋入式应变计埋设的具体位置、传感器编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员等。其次制作好相应的标示牌,插在传输电缆布线位置,以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管,以防埋入式应变计因施工或自然因素而破坏。按照要求做好埋入式应变计的埋设台帐。
2、表面应变计安装方法
① 安装流程:首先选择监测点,把应变计安装座安装好,钢结构上可用焊接(或胶水)固定在被测物体上,焊接时要等焊接处冷却至常温后方可安装应变计,两端高度应平衡。混凝土结构上可用膨胀螺栓(或胶水)。
② 将保护罩装上,用铆钉之类或者植筋胶固定住。
③ 统计表面应变计的编号,并与安装位置一起做记录。
④ 待传感器安装两三天稳定后,用读数仪对表面应变计偏移值进行调零。以后测量出的偏差值就是相对调零时应变量了。
⑤ 观测与数据记录、整理:做好应变计的安装记录,存档。其内容包括,表面应变计的具体位置、传感器编号、安装日期、天气状况及安装人员等。制作好相应的标示牌,插在输电缆布线位置,以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管,以防表面应变计因施工或自然因素而破坏。
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