引張線法測定壩體水平位移

1、職業(yè)教育水利水電建筑工程專業(yè)水利工程管理技術引張線法測定壩體水平位移水利工程管理技術項目組2015年4月一、引張線法測定壩體水平位移圖2-1引張線示意圖(a)立面圖；(b)平面圖；1-鋼絲；2-浮托裝置；3-端點裝置（一）觀測原理及設備在設于壩體兩端的基點間拉緊一根鋼絲作為基準線，然后測量壩體上各測點相對基準線的偏離值，以計算水平位移量。這根鋼絲稱為引張線，它相當于視準線法中的視準線，是一條可見的基準線，如圖2-1所示。圖2-2引張線端點裝置1-夾線裝置；2-鋼絲；3-混凝土墩；4-滑輪；5-懸掛裝置；6-重錘由于水庫大壩長度一般在數(shù)十米以上，如果僅靠壩兩端的基點來支承鋼絲，因其跨度較長，鋼絲

2、在本身重力作用下將下垂成懸鏈狀，不便觀測。為了解決垂徑過大問題，需在引張線兩端加上重錘，使鋼絲張緊，并在中間加設若干浮托裝置，將鋼絲托起近似成一條水平線。因此，引張線觀測設備由鋼絲、端點裝置和測點裝置三部分組成。1鋼絲一般采用0.81.2mm的不銹鋼絲，鋼絲強度要求不小于1.5×106kPa。為了防止風的影響和外界干擾，全部測線需用10cm的鋼管或塑料管保護。正常使用時，鋼絲全線不能接觸保護管。2端點裝置由混凝土基座、夾線裝置、滑輪、線錘連結裝置以及重錘等組成，如圖2-2所示。夾線裝置的作用是使鋼絲始終固定在一個位置上。其構造是在鋼質基板上嵌入一個銅質V形夾槽，將鋼絲放入V形槽中，蓋

3、上壓板，旋緊壓板螺絲，測線即被固定在這個位置上，如圖2-3所示。圖2-3夾線裝置夾線裝置安裝時，需注意V形槽中心線與鋼絲方向一致，并落在滑輪槽中心的平面上。但要注意，當測線通過滑輪拉緊后，測線與V形槽中心線應重合，并且鋼絲高出槽底2mm左右。線錘連結裝置上有卷線軸和插銷，以便卷緊鋼絲，懸掛重錘并張緊鋼絲。重錘的重量視鋼絲的強度而定。重錘重量愈大，鋼絲所受拉力愈大，引張線的靈敏度愈高，觀測精度也愈高。重錘重量可按鋼絲抗拉強度的1/31/2考慮。3測點裝置圖2-4引張線測點裝置1-量測標尺；2-槽鋼；3-保護管；4-保護箱；5-保護管支架；6-水箱；7-浮船；設置在壩體測點上，由水箱、浮船、讀數(shù)尺

4、和保護箱構成，如圖2-4所示。浮船支撐鋼絲，在鋼絲張緊時，浮船不能接觸水箱，以保證鋼絲在過兩端點V形夾線槽中心的直線上。讀數(shù)尺為150mm長的不銹鋼尺，固定在槽鋼上，槽鋼埋入壩體測點位置。安裝時應盡可能使各測點鋼尺在同一水平面上，誤差不超過±5mm。測點也可不設讀數(shù)尺而采用光學遙測儀器。測點裝置一般2030m設置一個。保護管固定在保護箱上。（二）觀測方法引張線的鋼絲張緊后固定在兩端的端點裝置上，水平投影為一條直線，這條直線是觀測的基準線。測點埋設在壩體上，隨壩體變形而位移。觀測時只要測出鋼絲在測點標尺上的讀數(shù)，與上次測值比較，即可得出該測點在垂直引張線方向的水平位移，其位移計算原理與

5、視準線法相似。1觀測步驟引張線觀測隨所用儀器的不同方法亦不同，無論采用哪一種儀器和方法觀測，都應按以下的步驟進行。（1）在端點上用線錘懸掛裝置掛上重錘，使鋼絲張緊。（2）調節(jié)端點上的滑輪支架，使鋼絲通過夾線裝置V形槽中心，此時鋼絲應高出槽底2mm左右，然后夾緊固定。但應注意，只有掛錘后才能夾線，松夾后才能放錘。（3）向水箱充水或油至正常位置，使浮船托起鋼絲，并高出標尺面0.5mm左右。(4)檢查各測點裝置，浮船應處于自由浮動狀態(tài)，鋼絲不應接觸水箱邊緣和全部保護管。圖2-5掛線目視觀測法示意圖1-水箱；2-鋼絲；3-浮船；4-標尺；5-細絲線；6-小錘(5)端點和測點檢查正常后，待鋼絲穩(wěn)定30m

6、in，即可安置儀器進行測讀。測讀從一端開始依次至另一端止，為一測回。測完一測回后，將鋼絲撥離平衡位置，讓其浮動恢復平衡，待穩(wěn)定后從另一端返測，進行第二測回測讀。如此觀測24個測回，各測回值的互差，要求不超過±0.2mm。(6)全部觀測完后，將端點夾線松開，取下重錘。(7)若引張線設在廊道內(nèi)，觀測時應將通風洞暫時封閉。對于壩面的引張線應選擇無風天觀測，并在觀測一點時，將其他測點的觀測箱蓋好。2.常用的觀測方法(1)直接目視法圖2-6讀數(shù)顯微鏡法觀測示意圖1-標尺毫米分劃線；2-鋼絲；3-讀數(shù)顯微鏡；4-標尺用肉眼并使視線垂直于尺面觀測，分別讀出鋼絲左邊緣和右邊緣在標尺上投影的讀數(shù)a和b

7、，估讀至0.1mm，得出鋼絲中心在標尺上讀數(shù)為L=(a+b)/2。顯然應為鋼絲的直徑，以此可作為檢查讀數(shù)的正確性和精度。(2)掛線目視法將標尺設在水箱的側面，在靠近標尺的鋼絲上系上很細的絲線，下掛小錘，如圖2-5所示。用肉眼正視標尺直接讀數(shù)。(3)讀數(shù)顯微鏡法該法是將一個具有測微分劃線的讀數(shù)顯微鏡置于標尺上方，測讀毫米以下的數(shù)，而毫米整數(shù)直接用肉眼讀出，如圖2-6所示。觀測時，先讀取毫米整數(shù)，再將讀數(shù)顯微鏡垂直于標尺上，調焦至成像清晰，轉動顯微鏡內(nèi)測管，使測微分劃線與鋼絲平行。然后左右移動顯微鏡，使測微分劃線與標尺毫米分劃線的左邊緣重合，讀取該分劃線至鋼絲左邊緣的間距a。第二次移動顯微鏡，將測

8、微分劃線與標尺毫米分劃線的右邊緣重合，讀取該分劃線至鋼絲右邊緣的間距b。由圖2-6有以ab=2Z+d+D，即(a+b)/2=Z+（d+D）/2。而（a+b）/2即為標尺毫米分劃線中心至鋼絲中心的距離。于是得鋼絲中心在標尺上的讀數(shù)為（2-1）式中：r為肉眼從標尺上讀取的毫米整數(shù)。由圖2-6可知b-aD-d，即鋼絲直徑與標尺分劃線粗度的差值為定值。同樣，該值可作為檢查讀數(shù)有無錯誤和精度的標準。 （4）兩用儀法如圖2-7所示，兩用儀由武漢測繪學院研制生產(chǎn)。采用兩用儀觀測引張線時，測點上不需另安標尺，而緊靠測點保護箱，鋼絲的垂直下方埋設一個強制對中器，作為兩用儀的底盤。觀測時將兩用儀安置在強制對中器上，通過目鏡及讀數(shù)放大鏡進行讀數(shù)。 圖2-7 兩用儀示意圖1物鏡；2目鏡；3讀數(shù)放大鏡；4標尺；