钢丝水平位移计

本使用说明仅适用于本公司生产的WLD-1型钢丝水平位移计（引张线式水平位移计）。

一、用途

WLD-1型钢丝水平位移计（引张线式水平位移计）用于长期观测土石坝、混凝土面板坝、土堤、边坡等坝体内部土体的位移，是了解被测物体稳定性的有效监测设备。

WLD-1型钢丝水平位移计（引张线式水平位移计）可单独安装，亦可与WLS-1型水管式沉降仪联合安装进行观测。WLD-1型钢丝水平位移计（引张线式水平位移计）采用人工观测和自动化监测两种方式，具有结构简单、性能稳定、工作可靠、经久耐用等优点，有效地反映土石坝坝体内部垂直变形情况。

二、规格及主要技术参数

三、结构及工作原理

1．结构

WLD-1型钢丝水平位移计（引张线式水平位移计）由锚固板，铟合金钢丝、分线盘、保护钢管、伸缩接头、测量架、配重机构、升降部件、读数游标卡尺、位移计及自动化控制设备等组成。

2．工作原理

当被测结构物发生变形时将会带动锚固板移动，通过固定在锚固板上的钢丝卡头传递给钢丝，钢丝再带动读数游标卡尺上的游标，用目测方式很方便地将位移数据读出。测点的位移量等于实时测量值与初始值之差，再加上观测房内固定标点的相对位移量。观测房内固定标点的位移量由视准线测出。

3．计算方法：

a．当外界温度恒定、观测房内固定标点没有位移时，位移计与被测结构物的变形具有如下线性关系：

Ｌ= △ｄ

　　　　　　　　　 △ｄ=ｄ－ｄ₀

式中： Ｌ—位移计的相对位移量，单位为ｍｍ；

△ｄ－位移计的位移相对于基准值的变化量，单位为ｍｍ；

ｄ—位移计的实时测量值，单位为ｍｍ；

ｄ₀—位移计的基准值（初始测量值），单位为ｍｍ。

b．当被测结构物没有发生变形时，而温度增加△T，将会引起钢丝的变形并产生测值的变化，这个测值仅仅是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。

实验可知△ｄ′与△T具有如下线性关系：

Ｌ′=△ｄ′－ ｂｈ△Ｔ=０

　　　　　　　 　△ｄ′= ｂｈ△Ｔ

　　 △Ｔ = Ｔ-Ｔo

式中： ｂ—位移计铟合金钢丝的线膨胀系数≈0.8～1.35×10^-6，单位为10^-6/℃；

△Ｔ—温度相对于基准值的变化量，单位为℃；

Ｔ—温度的实时测量值，单位为℃；

Ｔo—温度的基准值（初始测量值），单位为℃；

　　 　ｈ—位移计钢丝的有效安装长度，单位为ｍｍ。

c．埋设在坝体内的位移计，受到的是位移和温度的双重作用，同时要累加上观测房内固定标点的相对位移量。因此，位移计的一般计算公式为：

　　　　　Ｌ_m=△ｄ－ ｂｈ△Ｔ＋△Ｄ

△Ｄ=Ｄ－Ｄｏ

式中：Ｌ_m—被测结构物的位移量，单位为ｍｍ；

△Ｄ－观测房内固定标点相对于基准值的变化量，单位为ｍｍ；

　　　 Ｄ—观测房内固定标点的实时测量值，单位为ｍｍ；

Ｄo—观测房内固定标点的基准值（初始测量值），单位为ｍｍ。
4埋设与安装
钢丝水平位移计（张线式水平位移计）埋设是与坝体填筑同时进行的，如何做到互不干扰，既不影响大坝填筑进度、质量，又确保埋设安装质量，选择合理的施工方法，精心组织施工是十分重要的。
建议采用分段埋设施工方法：先埋设坝轴线下游侧的点，大坝施工机械则从坝轴线上游侧通过，埋设剖面两边的坝体仍可正常施工。
坝轴线下游侧张线式埋设设安装后，即对坝轴线上侧的张线式进行埋设。
在现场安装张线式过程中，应日夜有人保管设备防止丢失；对已埋设备沿未埋筑到正常施工的埋设部分，应设立警戒线，禁止施工机械通过。
WLD-1型钢丝水平位移计的埋设方法有三种：一种为挖沟槽埋设方法（坝体内）；另一种为不挖沟槽埋设方法（坝体表面）；前两种方式综合的沟槽混合法。
4 .1埋设方法
4.1.1 沟式法
当坝面填筑到埋设高程以上0.8－1.2m 时，在粗粒料坝体中挖深到埋设高程以下30cm，用碎石料填平补齐压实到埋设高程以下10－15cm；在细粒料坝体中挖深到埋设高程以下的10－15cm 时，应仔细操作，避免超挖，整平压实基床，压实密度应与周围填筑的坝体相同。沟的底宽应大于压实机具的宽度。

4.1.2．定位与基床平整
WLD-1型钢丝水平位移计采用沟槽埋设方法为（坝体内）：在坝面填筑到测点设计高程以上约80Cｍ时，开挖至埋设高程以下30 Cｍ，开始平整基床做埋设前准备。不挖沟槽埋设方法为（坝体表面）：在坝面填筑到测点设计高程以下30 Cｍ时，开始平整基床做埋设准备。
当按设计要求选择好埋设管线位置后，应精心平整基床，在细粒料坝体中，整平压实达埋设高程；在粗粒料坝体中，应以反滤层做基础填平，人工压实到埋设高程，压实度应与周围的坝体相同。整平后的基床不平整度应不大于±5ｍｍ。
4.1.3．位移计的安装
ａ．定位
将测量架安置在观测房内的设计位置上，使测量标尺方向对准埋设管路的预留孔。从观测房的预留孔开始排列保护钢管，并使保护钢管伸进房内距离测量标尺前端约20 Cｍ。
b．排列保护钢管
排列保护钢管时，二段钢管在伸缩接头中应相隔约30 Cｍ，在伸缩接头中安装分线盘及相应的配套零件。当排列到设计测点时，应增加安装锚固板及对应编号的分线盘和钢丝夹头。以此法安装至个测点。
c．排放钢丝
钢丝排放时应先检查钢丝质量，钢丝外表不应有伤痕、折弯、缩径及其它缺陷。在钢丝排放过程中不得使其扭转和受伤，在施放时应用专用的引线器牵引。
将钢丝固定于引线器上，利用引线器使钢丝穿过保护钢管、挡泥圈、伸缩接头（甲）、锚固板、伸缩接头（乙）…，当钢丝到达测点位置时在分线盘（测点）上安装钢丝夹头，将钢丝夹死并使余头再用压板固定在分线盘上。
b．伸缩接头安装
伸缩接头中要安装分线盘及轴承，在测点位置两伸缩接头之间安装锚固板。伸缩接头上的红线标记应向上，以保证钢丝在伸缩接头中处于水平位置。
d．管线调整
管线定位后要调整其水平度和直线度，可用拉紧的钢丝作准线将管线理直。水平度和直线度均应在±5ｍｍ范围内。管线调整完成后即将所有螺钉紧定死，不得有丝毫的松动。
ｅ．测量架安装
　　管线调整完成后即可以进行测量架安装。先将测量架固定在已浇注好并已凝固的混凝土台上，用膨胀螺钉固定测量架。测量架底框下的混凝土台座可低于底框，为扩大位移范围预留。然后将钢丝经尺架绕在砝码盘的小盘上，并用压线板将钢丝固定在砝码盘的小盘上。吊重钢丝绳绕在砝码盘的大盘上，并用压线板将钢丝绳固定在砝码盘的大盘上。钢丝和钢丝绳在大、小盘上应各绕三圈。测尺安装好后，即可检查钢丝的联动是否正常，并可进行初步的测试。
f．浇筑与回填
首先对各个安装环节进行全面检查，再进行一次初步的测试，确认合格后可进行回填。回填的步骤是：首先在锚固板埋设处也就是测点处，立模浇一个能全包住锚固板的钢筋混凝土的块体。块体尺寸应能将锚固板及两端法兰盘全部包进块体内，并捣实。施工中应防止混凝土沙浆进入伸缩接头与保护钢管之间的缝隙，否则将会影响伸缩接头的滑动。混凝土块体拆模后，即可进行管线四周回填。管线四周回填应十分仔细，必须压实到与四周坝体相同的密度，在压实中要防止冲击保护钢管。回填应采用原坝料，靠近仪器周围应用细粒料填充密实。当回填超过仪器顶面1.8ｍ，即可进行大坝的正常施工的填筑。
g．试测
一切安装正常后，即可进行试测。试测先在砝码盘的大盘上吊重60Kg的砝码，对钢丝进行预拉直（此工作亦可在回填前进行），24小时后改为正常测试的吊重45Kg的砝码。反复多次的加卸荷测试读数值，其重复读数小于2ｍｍ，即可认为安装完成
4.1.4． 测量
钢丝位移计的钢丝不应长期承受荷载，否则钢丝会产生疲劳变形。每次测量完成后，即应取下部分砝码，留10～20Kg砝码在砝码盘上，正常测试的吊重砝码应为45Kg。增减砝码应轻拿轻放，不得冲击钢丝。
4.1.5． 其他注意事项
应定期用视准线测量钢丝位移计测架所在标点的位移量。测量时给每个测点加砝码至45Kg，加砝码30分钟后（测值稳定）方可开始读数。每隔15分钟读数一次，最后二次读数一致即为测量的真值。读数可精确到0.05ｍｍ。