振弦式鋼筋計(jì)作業(yè)指導(dǎo)書

1、.目錄1、適用范圍及依據(jù)21.1適用范圍21.2標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)22、測(cè)量原理及儀器結(jié)構(gòu)22.1測(cè)量原理：22.2儀器結(jié)構(gòu)：42.3型號(hào)、規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)43、安裝埋設(shè)43.1驗(yàn)收與保管43.2儀器安裝53.2.1 鋼筋計(jì)的安裝53.2.2 錨桿應(yīng)力計(jì)的安裝73.3 電纜安裝83.3.1 儀器電纜接長(zhǎng)93.3.2 電纜的接長(zhǎng)94、 數(shù)據(jù)讀取與計(jì)算104.1 人工測(cè)量與計(jì)算104.1.1 儀器與振弦式儀器檢測(cè)儀的連接104.1.2 數(shù)據(jù)讀取與記錄104.2 自動(dòng)測(cè)量114.2.1 自動(dòng)測(cè)量的計(jì)算115、 注意事項(xiàng)116、安全與環(huán)保116.1安全施工116.2環(huán)境保護(hù)127、附件12振弦式鋼筋計(jì)作業(yè)指導(dǎo)書

2、1、適用范圍及依據(jù)1.1適用范圍鋼筋計(jì)：用于監(jiān)測(cè)巖土工程混凝土建筑物的應(yīng)力，適用于長(zhǎng)期埋設(shè)在水工建筑物或其他建筑物內(nèi)部，測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的鋼筋應(yīng)力。錨桿應(yīng)力計(jì)：鋼筋計(jì)用于測(cè)量錨桿應(yīng)力時(shí)，成為錨桿應(yīng)力計(jì)。裝上錨桿應(yīng)力計(jì)的錨桿稱為觀測(cè)錨桿。振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)適用于長(zhǎng)期安裝埋設(shè)在需要加固的基巖、邊坡及地下結(jié)構(gòu)洞壁的轉(zhuǎn)孔中，監(jiān)測(cè)錨桿中的軸向應(yīng)力。1.2標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)DL/T 5178-2003 混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL 60-1994 土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范GB/T13606-92 巖土工程用鋼弦式壓力傳感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2、測(cè)量原理及儀器結(jié)構(gòu)2.1測(cè)量原理：振弦式鋼筋計(jì)安裝于鋼筋上，鋼筋受力產(chǎn)生的變形將引起

3、焊接于鋼筋上的儀器內(nèi)鋼弦變形，使鋼弦發(fā)生應(yīng)力變化，從而改變鋼弦的振動(dòng)頻率。測(cè)量時(shí)利用電磁線圈激撥鋼弦并量測(cè)其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至頻率讀數(shù)裝置或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再經(jīng)換算即可得到鋼筋的應(yīng)力變化量。同時(shí)由鋼筋計(jì)中的熱敏電阻可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。振弦式儀器的量測(cè)量采用頻率模數(shù) F來度量，其定義為：式中 f 為振弦式儀器中鋼絲的自振頻率。 振弦式鋼筋計(jì)的應(yīng)力與頻率模數(shù)和溫度的關(guān)系如下： （1）當(dāng)外界溫度恒定，鋼筋計(jì)僅受到軸向變形時(shí)，其應(yīng)力 與輸出的頻率模數(shù)的變化量 F 具有如下線性關(guān)系： 式中：鋼筋計(jì)的最小讀數(shù)，單位為 MPa；由廠家所附卡片給出。 F 實(shí)時(shí)測(cè)量的鋼筋計(jì)輸出值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變

4、化量，單位為 kHz2； F 實(shí)時(shí)測(cè)量的鋼筋計(jì)輸出值，單位為 kHz2； F0 鋼筋計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為 kHz2。 （2）當(dāng)鋼筋計(jì)不受外力作用時(shí)儀器前后兩安裝座的標(biāo)距不變，若溫度增加 T時(shí)，鋼筋計(jì)有一個(gè)輸出量 ， 這個(gè)輸出量?jī)H僅是由溫度變化而造成的， 因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。 通過實(shí)驗(yàn)可知：F與 T具有下列線性關(guān)系： 式中： 鋼筋計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為 MPa/C；由廠家所附卡片給出； T 溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為 C； T 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為 C； T0 溫度的基準(zhǔn)值，單位為 C。 （3）埋設(shè)在混凝土建筑物內(nèi)的鋼筋計(jì)，受到的是變形和溫度的雙重作用，因此鋼筋計(jì)一般計(jì)算

5、公式為： 式中： 被測(cè)鋼筋的應(yīng)力，單位為 MPa；2.2儀器結(jié)構(gòu)：鋼筋計(jì)主要由振弦式感應(yīng)部件、熱敏電阻、鋼套、連接桿、電纜及密封組件等組成，鋼筋計(jì)的感應(yīng)部件為一振弦式應(yīng)變計(jì)。鋼筋計(jì)與所要測(cè)量的鋼筋采用焊接或螺紋方式連接。鋼筋計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示。2.3型號(hào)、規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)3、安裝埋設(shè)3.1驗(yàn)收與保管（1）儀器到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)開箱檢查。用戶開箱驗(yàn)收儀器時(shí)，應(yīng)先檢查儀器的數(shù)量（包括儀器附件）及檢驗(yàn)合格證與裝箱單是否相符； （2）對(duì)于箱內(nèi)每臺(tái)儀器，先用 100V 兆歐表及萬用表，分別檢查常溫絕緣電阻及線圈電阻值，絕緣電阻不應(yīng)低于 50M，線圈電阻值約 100； （3）儀器存放環(huán)境，應(yīng)保持干燥通風(fēng)，搬運(yùn)時(shí)

6、應(yīng)小心輕放，切忌劇烈震動(dòng)； （4）如經(jīng)檢測(cè)有不正常讀數(shù)的儀器，請(qǐng)返回廠家，不可在現(xiàn)場(chǎng)打開儀器檢修。 3.2儀器安裝振弦式鋼筋計(jì)主要有以下安裝方式： （1）鋼筋計(jì)：與結(jié)構(gòu)鋼筋連接安裝于鋼筋網(wǎng)上澆筑于混凝土構(gòu)件中 （2）錨桿應(yīng)力計(jì)：與錨桿連接作為錨桿應(yīng)力計(jì)埋設(shè)在基巖或邊坡的轉(zhuǎn)孔中。3.2.1 鋼筋計(jì)的安裝 3.2.1.1 鋼筋計(jì)的組裝（1）按鋼筋直徑選配相應(yīng)的鋼筋計(jì)，如果規(guī)格不符合，應(yīng)選擇盡量接近于結(jié)構(gòu)鋼筋直徑的鋼筋計(jì)，例如：鋼筋直徑為 35mm，可使用 NZR-36 或 NZR-32 的鋼筋計(jì)，此時(shí)儀器的最小讀數(shù)應(yīng)進(jìn)行修正。（2）在安裝前必須對(duì)已率定好的鋼筋計(jì)逐一進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)儀器是正常的，并同

7、時(shí)檢查接長(zhǎng)電纜的芯線電阻、絕緣度等應(yīng)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)條件，此時(shí)才可以按設(shè)計(jì)要求將鋼筋計(jì)接長(zhǎng)電纜，做好儀器編號(hào)和存檔工作。 （3）鋼筋計(jì)總長(zhǎng)約6080cm左右，需按設(shè)計(jì)要求同結(jié)構(gòu)鋼筋連接，其焊接加長(zhǎng)工作可在鋼筋加工廠預(yù)先做好（也可在現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)時(shí)電焊連接方式），通常可采用以下幾種方法： 1） 對(duì)焊 一般直徑小于 28mm 的儀器可采用對(duì)焊機(jī)對(duì)焊，此法焊接速度很快，可不必做降溫冷卻工作，焊接強(qiáng)度完全符合要求。對(duì)于直徑大于28mm 的鋼筋，不宜采用對(duì)焊焊接。焊接時(shí)應(yīng)將鋼筋與鋼筋計(jì)中心線對(duì)正，之后采用對(duì)接法把儀器兩端的連接桿分別與鋼筋焊接在一起（如圖）。 2） 熔槽焊 將儀器與焊接鋼筋兩端頭部削成斜坡 45

8、60，如圖所示。用略大于鋼筋直徑的角鋼，長(zhǎng) 30cm，擺正儀器與鋼筋在同一中心線上，不得有彎斜現(xiàn)象，焊接應(yīng)用優(yōu)質(zhì)焊條，焊層應(yīng)均勻，焊一層即用小錘打去蜂窩麻面，這樣層層焊接到略高出為止。 為了避免焊接時(shí)溫升過高而損傷儀器，焊接時(shí)，儀器要包上濕棉紗并不斷澆上冷水，焊接過程中儀器測(cè)出的溫度應(yīng)低于 60C 。為防止儀器溫度過高，可以用停停焊焊的辦法，焊接處不得灑水冷卻，以免焊層變硬脆。 3）綁條焊 采用綁條焊接時(shí)，為確保鋼筋計(jì)沿軸心受力，不僅要求鋼筋與鋼筋計(jì)連接桿應(yīng)沿中心線對(duì)正，而且要求采用對(duì)稱的雙綁條焊接，綁條的截面積應(yīng)為結(jié)構(gòu)鋼筋的 1.5 倍，綁條與結(jié)構(gòu)鋼筋和連接桿的搭接長(zhǎng)度均應(yīng)為5倍鋼筋直徑，并

9、應(yīng)采用雙面焊（如圖）。 同樣，為了避免焊接時(shí)溫升過高而損傷儀器，焊接時(shí)，儀器要包上濕棉紗并不斷澆上冷水，焊接過程中儀器測(cè)出的溫度應(yīng)低于 60C 。為防止儀器溫度過高，可以用停停焊焊的辦法，焊接處不得灑水冷卻，以免焊層變硬脆。綁條焊處斷面較大，為減少附加應(yīng)力的干擾，宜涂瀝青，包扎麻布，使之與混凝土脫開。 4）螺紋連接 采用螺紋連接接長(zhǎng)鋼筋計(jì)可減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量和施工干擾，要求鋼筋計(jì)的連接桿和結(jié)構(gòu)鋼筋的連接頭均應(yīng)加工成相同直徑的陽螺紋，并配以帶陰螺紋的套管，可在現(xiàn)場(chǎng)直接安裝（如圖）。 3.2.2 錨桿應(yīng)力計(jì)的安裝 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以在錨桿的一處或多處安裝 振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)。在錨桿上安裝錨桿應(yīng)力計(jì)的

10、方法和要求與鋼筋計(jì)在結(jié)構(gòu)鋼筋上的安裝相似。接有錨桿應(yīng)力計(jì)的錨桿通常埋設(shè)在巖體的鉆孔中，可采用以下方式安裝： （1）錨桿應(yīng)力計(jì)埋設(shè)于巖體鉆孔中，并用水泥漿封固； （2）錨桿應(yīng)力計(jì)在孔底錨固，孔內(nèi)不灌漿。 3.2.2.1 錨桿應(yīng)力計(jì)的組裝 （1）按錨桿直徑選配相應(yīng)的錨桿應(yīng)力計(jì)，如果規(guī)格不符合，應(yīng)選擇盡量接近于錨桿直徑的錨桿應(yīng)力計(jì)，例如：錨桿直徑為 35mm，可使用 NZR-36或 NZR-32 的錨桿應(yīng)力計(jì)，此時(shí)儀器的最小讀數(shù)應(yīng)進(jìn)行修正。（2）在安裝前必須對(duì)已率定好的錨桿應(yīng)力計(jì)逐一進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)儀器是正常的，并同時(shí)檢查接長(zhǎng)電纜的芯線電阻、絕緣度等應(yīng)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)條件，此時(shí)才可以按設(shè)計(jì)要求將錨桿應(yīng)力

11、計(jì)接長(zhǎng)電纜，做好儀器編號(hào)和存檔工作。 （3）錨桿應(yīng)力計(jì)儀器部分總長(zhǎng)約 6080cm左右，需按設(shè)計(jì)要求同錨桿連接，其焊接加長(zhǎng)工作可在錨桿加工廠預(yù)先做好（也可在現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)時(shí)電焊連接方式） ，其連接儀器的方式與鋼筋計(jì)的相似，包括對(duì)焊、熔槽焊、綁條焊、螺紋連接等3.2.2.2 鉆孔灌漿填充 錨桿應(yīng)力計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)可采用兩種方法，當(dāng)鉆孔直徑較大、無需快速接續(xù)下一道工序（如鋼絲網(wǎng)噴錨） ，可采用水泥灌漿封孔。將接好錨桿應(yīng)力計(jì)的錨桿、灌漿管、排氣管一起插入鉆孔中，經(jīng)測(cè)量確認(rèn)儀器工作正常，理順電纜，封堵孔口，進(jìn)行灌漿。一般水泥砂漿配合比宜為 1:11:2,水灰比為 0.380.40。灌漿時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力下進(jìn)

12、行，灌至孔內(nèi)停止吸漿時(shí)，持續(xù) 10 分鐘，即可結(jié)束。砂漿固化后，測(cè)其初始值。電纜引至觀測(cè)站，按設(shè)計(jì)要求定期監(jiān)測(cè)（如圖）。 當(dāng)鉆孔孔徑較小、且有后續(xù)工序連續(xù)作業(yè)時(shí)，可采用錨固劑填充，使之快速凝結(jié)，并與巖體固結(jié)為一個(gè)整體，形成后續(xù)工序的撐點(diǎn)。 采用鉆孔內(nèi)灌漿或填充時(shí)，可以在一根錨桿的一處或多處安裝錨桿應(yīng)力計(jì)，實(shí)現(xiàn)沿錨桿不同深度的多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。 3.2.2.3 鉆孔不灌漿 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以在錨桿的端部設(shè)置錨頭，填以 4050cm水泥砂漿予以錨固，在孔口設(shè)置錨板，并用螺栓擰緊。此種安裝方法宜在錨固上設(shè)置一個(gè)錨桿應(yīng)力計(jì)，其測(cè)值將反映錨桿控制范圍內(nèi)的巖體的平均受力狀態(tài)（如圖） 。3.3 電纜安裝 儀器電纜布

13、置時(shí)不得與交流電纜一同敷設(shè)，電纜走線應(yīng)盡量避免受到移動(dòng)設(shè)備、尖銳材料等的傷害。埋入壩體混凝土中的儀器電纜應(yīng)詳細(xì)記錄埋設(shè)部位，使灌漿鉆孔時(shí)避開纜線。 3.3.1 儀器電纜接長(zhǎng) 振弦式鋼筋計(jì)可采用專用四芯電纜按照相同顏色芯線將儀器電纜接長(zhǎng)，電纜接頭可采用熱縮管密封電纜接頭技術(shù)，其步驟如下： 先將儀器電纜頭每根芯線套上 3.0mm（長(zhǎng)度 34cm可自定）細(xì)熱縮管，然后與電纜每根芯線一一進(jìn)行對(duì)聯(lián)接。各聯(lián)接芯線再用電烙鐵焊錫焊牢，焊錫后將細(xì)熱縮管復(fù)蓋住焊錫頭，由中間向兩邊反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，用酒精燈或加熱器對(duì)熱縮管進(jìn)行加熱（見圖） 。 3.3.2 電纜的接長(zhǎng) 先將儀器電纜頭每根芯線套上 5.0mm（長(zhǎng)度 34cm

14、可自定）細(xì)熱縮管，然后與電纜每根芯線一一進(jìn)行對(duì)聯(lián)接。各聯(lián)接芯線再用電烙鐵焊錫焊牢，焊錫后將細(xì)熱縮管復(fù)蓋住焊錫頭，由中間向兩邊反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，用酒精燈或加熱器對(duì)熱縮管進(jìn)行加熱。如果是二根芯線與一根芯線焊接后則用稍大一些的 6.0mm中熱縮套管套上（長(zhǎng)度 34cm可自定） 。 各芯線聯(lián)接熱縮好后，用 J-20 電工自粘絕緣膠帶分別纏緊，長(zhǎng)度要求復(fù)蓋住每根芯線。然后用 J-20電工自粘絕緣膠帶總扎緊，要求纏均勻，長(zhǎng)度以復(fù)蓋住所有芯線為宜（見圖） 。 先在焊錫前套上 18.0mm二層大熱縮管，長(zhǎng)度分別為 1416cm、1618cm。然后將電纜 1，及電纜 2 再用銼刀銼一下，在電纜銼的位置處纏上 1cm寬的

15、紅色密封膠一圈多，操作時(shí)先將密封膠一頭稍加熱一下，立即卷粘在銼好電纜 1 及電纜2 上一圈多，再將熱縮管內(nèi)層管套上進(jìn)行反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)加熱，由中間向兩邊將氣泡趕出，在密封膠位置處多多轉(zhuǎn)動(dòng)加熱，然后再進(jìn)行第二次上密封膠，操作方法同上，將熱縮管外層管套上進(jìn)行反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)加熱。 注意所有細(xì)、中、粗熱縮套管都要事先在焊錫前套好，勿忘！另外，紅色密封膠分成三根用，約 1cm寬左右。 4、 數(shù)據(jù)讀取與計(jì)算振弦式鋼筋計(jì)及錨桿應(yīng)力計(jì)可采用人工測(cè)讀和自動(dòng)化采集兩種方式進(jìn)行量測(cè)。 4.1 人工測(cè)量與計(jì)算人工方式量測(cè)時(shí)，可采用 PSM-V型振弦式儀器檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量。 4.1.1 儀器與振弦式儀器檢測(cè)儀的連接 振弦式鋼筋計(jì)及錨桿

16、應(yīng)力計(jì)儀器電纜為 4芯水工電纜，分別與接入指示儀的連接電纜對(duì)應(yīng)顏色的分線電纜用電纜夾相連。 4.1.2 數(shù)據(jù)讀取與記錄按照 PSM-V型振弦式儀器檢測(cè)儀使用說明書，讀取頻率模數(shù)及溫度值。振弦式鋼筋計(jì)的應(yīng)力 的一般計(jì)算公式為：式中： 鋼筋計(jì)的最小讀數(shù) ，單位為 MPa；由廠家所附卡片給出。 F 實(shí)時(shí)測(cè)量的鋼筋計(jì)輸出值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為 kHz2； F 實(shí)時(shí)測(cè)量的鋼筋計(jì)輸出值，單位為 kHz2； F0 鋼筋計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為 kHz2； 鋼筋計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為 MPa/C；由廠家所附卡片給出； T 溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為 C； T 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為 C；

17、 T0 溫度的基準(zhǔn)值，單位為 C。 4.2 自動(dòng)測(cè)量 振弦式鋼筋計(jì)及錨桿應(yīng)力計(jì)安裝埋設(shè)完畢，可接入“智能分布式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”進(jìn)行測(cè)量，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控和管理。具體使用方法請(qǐng)參閱相關(guān)資料。 4.2.1 自動(dòng)測(cè)量的計(jì)算 振弦式鋼筋計(jì)及錨桿應(yīng)力計(jì)接入 “智能分布式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”后，儀器的測(cè)量、計(jì)算存儲(chǔ)均自動(dòng)完成，無須人工干預(yù)。 5、 注意事項(xiàng)振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)安裝定位后應(yīng)及時(shí)測(cè)量?jī)x器初值，根據(jù)儀器編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并保存，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。 6、安全與環(huán)保6.1安全施工1 作業(yè)人員的安全技術(shù)培訓(xùn)教育對(duì)作業(yè)人員施工前進(jìn)行安全知識(shí)培訓(xùn)，班長(zhǎng)對(duì)施工過程的安全問題進(jìn)行講解與分析。未經(jīng)教育的人員不得進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。2 儀器埋設(shè)過程中的安全問題（1）制定防塵防毒防輻射等職業(yè)危害的措施，戴好口罩等防塵工具。（2）儀器埋設(shè)時(shí)作業(yè)人員必須