BGK-4427铟钢丝式水平位移计安装使用手册(REV.C)_图文

1、 ®基康仪器The World leader in Vibrating Wire TechnologyBGK-4427 ISW铟钢丝(钢缆式水平位移计安装使用手册(REV.C基康仪器(北京有限公司_地址:北京良乡凯旋大街滨河西路3号邮编:102488网址: 电话2929/3939/4949/5959 传真子邮件:info目录1测量原理 (22系统组成 (22.1传感器 (22.2 传递钢丝(钢缆 (32.3 保护管与伸缩节 (32.4 支撑片与扣环 (32.5 锚固装置 (43现场准备 (53.1 场地要求 (53.2 平整回填

2、 (54安装 (54.1 工具和材料 (54.2 铟钢丝(钢缆、保护管及锚固板安装 (64.3 回填 (114.4 传感器支架极其组件的安装 (125数据的采集与处理 (185.1 数据采集 (185.2 数据处理 (181 测量原理BGK-4427GP 多用于面板堆石坝中水平位移的测量。如图1所示,在堆石体中若锚固点在水平方向上发生位移,则通过一端固定在锚固板上的铟钢丝(或钢缆传递给位移传感器,从而得到测处的水平位移。在同一高程同一断面处布置多个相同的测点,即可得到多个点的水平位移,工程中通常配合GK-4650振弦式水管沉降仪来测量该点的垂直位移。2 系统组成BGK-4427 ISW 铟钢丝

3、(或钢缆式水平位移由大量程位移传感器、锚固装置、铟钢丝(或钢缆、保护管、伸缩节及配重等组成。单组测点数为4个,需要多点监测时只需增加铟钢丝(或钢缆或增加组数即可。2.1传感器传感器为GK-4427大量程位移传感器,该传感器采用振弦式结构,外部用钢绞线与被测装置相连接。具有传输距离远,稳定性好,可在恶劣环境下使用。其能指标为: 标准量程:0.5、1.0、2.0m 分辨率: 0.025%F.S 精度: ±0.1%F.S 温度范围:-3060 尺寸:152×152×610mm图2 GK-4427大量程位移计外观图图1 测量原理示意图伸缩节 位移传感器 锚固板 挡墙保护管

4、 传感器支架配重过渡料区铟钢丝(或钢缆2.2 传递钢丝传递钢丝为1.21.5mm 铟钢丝(或钢缆,铟钢丝(或钢缆具有刚性好、质轻、线膨胀系数低的特点。钢丝的固定端不锈钢连接头与锚固板及配重块钢丝连接的带孔螺栓接头。钢缆接头采用压接的方式,连接强度高,抗拉强度可达80kg 以上。如图3 2.3 保护管与伸缩节保护管为抗腐蚀性好的50mm 热镀锌钢管,每3米一根。管与管的连接用标准管接头,两端与锚固板(或中间保护管与保护管之间的连接采用带密封结构的伸缩接头。伸缩节部分为带O 型密封的钢管,可在伸缩套管间自由移动。2.4 支撑片与扣环支撑片用尼龙-6制作,主要作用是支撑铟钢丝(或钢缆以使铟钢丝(或钢

5、缆聚中保护管中间避免铟钢丝(或钢缆碰劈,同时具有减小摩擦力的作用,使位移传递更加可靠。如图4所示,图3 铟钢丝(或钢缆及连接部件示意图图4 伸缩节结构示意图保护管 O 型密封圈扣环 伸缩套管80cm 与锚固板连接的接头部件铟缆与锚固板连接的接头部件 铟钢丝 带孔螺栓压接 中间4个孔为钢丝孔,支撑片用PVC 材料制成。扣环用尼龙制成,(见图5,安装在伸缩套管两端,以避免泥沙进入,同时在安装时可保持伸缩套管与保护管基本在同一轴线上。2.5 锚固装置锚固装置由10mm 钢板及伸缩套管构成,分两种:一种是首锚固装置,另一种是中间锚固装置。其区别在于,首锚固装置为单端焊接有伸缩套管,板上有一个固定孔,用

6、于靠近上游的测点。中间锚固装置为两端焊接有伸缩套管,用于中间及极其最下游的测点。其结构见图7、8:图4 支撑片示意图图6 扣环结构示意图图8 中间锚固装置示意图首传递钢丝(或钢缆 测杆保护管 焊接 法兰 连接螺栓锚固板 次传递杆 图7 首锚固装置示意图 锚固板 首测点铟钢丝(或钢缆 测杆保护管焊接 扣环 固定点 扣环3 现场准备3.1 场地要求由于水平位移计的安装施工量大,为保证安装顺利进行,施工的场地应有足够的安装空间。应根据谁及图纸所示仪器位置的桩号、高程,在坝体填筑到仪器位置时作好埋设前准备工作。由于仪器布置在一条带上,采用方法是当填筑超过测点高程2m 左右时,由仪器安装的中心线为基准从

7、上游过渡料层至下游规定位置,以设计的坡度推出一条底部约4m 宽的沟,然后用震动碾碾压平整。但由于现代施工机械化作业,填筑速度块,施工干扰大,加上工程工期等因素,这一方法难以采用,因此也可在填筑达到仪器安装高程时土建与仪器安装同时进行。以8测点水平位移计为例,安装所需条带场地如下图所示,依据安装中心桩号在两侧各预留2m 即4米宽的条带。经碾压后的场地平整度高程误差应小于10 cm 。3.2 平整回填在欲安装的场地具备条件后,即在整平的基底上,回填厚度为30cm 的过渡料并用振动碾碾压后,再回填厚度为20cm 的垫层料(垫层料的粒径宜小于5mm,用振动碾碾压密实,作为安装仪器的基床。4 安装4.1

8、 工具和材料 5、10活动扳手各2把 液压钳1把(用于钢丝连接 管钳2把 10平锉、5圆锉各1把(修整钢管毛刺 生料带及自粘胶带 黄油1# 2#8#7#6#4#5#3# 观测房挡墙 仪器安装中心桩号水流方向图9 安装场地示意图 4m 引导杆(用于安装仪器 其它常用工具4.2 铟钢丝(或钢缆、保护管及锚固板安装(以8测点点水平位移计为例 4.2.1 组织水平位移计安装工作量大,施工相对复杂,同时也可能造成与土建施工的相互冲突。因此在施工中土建施工应为仪器安装安排适当的工期,尽可能地避免干扰。同时在安装时组织要严密、细致,特别要注意作好施工记录以备考证。4.2.2 测量放线按照设计桩号将仪器安装位

9、置布点。按要求8测点需要安装2组,管中心相距为50cm ,故放线应依据两组仪器的中心线桩号为准,在两测各25cm 的位置布置放线,同时在锚固点处做好标记,见图11。图11 测点不知示意图4.2.3 布置锚固板嵌槽在标记好的各锚固板安装位置凿一20cm ×60cm 见方,深20cm 的槽,以备锚固板的安装嵌入。见图12。设计桩号50c m锚固装置(测点25c m过渡料20c m 20cm60c m图12 锚固板嵌槽4.2.4 铺放保护管与锚固装置将锚固板、保护管及伸缩接头按所需长度及数量预先摆放在铺设位置,需要注意的是,伸缩接头有单端与双端之分。单端的用于连接锚固装置,双端的用于保护管

10、中间部分的连接。当锚固板之间的距离小于30m 时,用一个双端伸缩节即可,大于30m 时可用2个以上,且尽量布置在等分位置段。上述工作完成,暂不连接,因保护管连接时要与铟钢丝(或钢缆安装同步进行。4.2.5 铟钢丝(钢缆及保护管安装。4.2.5.1 保护管与铟钢丝(钢缆铟钢丝(或钢缆通常是整盘运送到现场的,将铟钢丝(或钢缆松开后,按要求截取所需长度,一般应比设计长度多出2m 以上。铟钢丝(或钢缆的安装宜从下游向上游方向开始进行。观测房通常布置在下游,所以在观测房一端应先安装一个套管,如果没有观测房也应预留伸缩接头。(注:预留的接头需要套入伸缩套管35cm ,图13中是接入观测房的尺寸,为40cm

11、 所有的伸缩套管内表面及O 型密封全圈上均应涂抹适量黄油以润滑。先将所有保护管、保护管接头、伸缩节、支撑片以及锚板按照测点间距长度顺各测点摆放整齐而不连接,再将各铟钢丝(或钢缆按照所需长度下好,在观测房位置逐根穿入保护管等组件,可以从下游开始向上游组装。以4点一组为例,先安装第一节伸缩管。首先将4根铟钢丝(或钢缆首、末端做好编号及长度标记,例如最长的一根为1#、次之为2#、3号,最短一根为4#。端部用胶带绑扎在引导工具上(可自制,穿入第一根保护管,注意套入保护管前需要安装一支撑片,同时注意支撑片的方向,2#与3#应在水平面上,并且铟钢丝(或钢缆按照图15支撑片方向排列,1#杆安装在最高的一个点

12、,套入后装上扣环。1#3#2#4#上游 下游 图14 第一个伸缩接头安装示意150cm观测房上游 下游 35cm 图13 观测房段的保护管与伸缩接头需要注意的是,连接好第一节伸缩接头后,应将铟钢丝(或钢缆往延长的方向抽出大于3.5m 的长度(因保护管的长度为3m,然后套入要接长的保护管,注意装好支撑片,并推入管接头内。在连接保护管时应注意,在每一个保护管与接头之间应用生料带做好防水处理。旋转保护管的时候应避免铟钢丝(或钢缆与支撑片转动,防止铟钢丝(或钢缆扭转交叉,解决的办法是在安装时配合引导工具(可用长于3.5m 的角钢或钢管自制将外露的铟钢丝(或钢缆两端用手握住或固定铟钢丝(或钢缆即可避免。

13、引导工具制作:引导工具是由一段长度取3.5米,直径20mm 钢管在现场制作而成,然后在管的一端径向互成90度钻两对(即4个直径5mm 对穿孔即可,孔用来挂钢丝以牵引,另一端开一个12mm 以上的对穿孔用于可插入10mm 的短钢筋防止钢管在牵引的过程中认为扭转。每安装一根保护管,将铟钢丝(或钢缆装上支撑片,再将钢丝帮扎引导杆上。安装完第一个保护管,继续将各铟钢丝(或钢缆往延长方向拉出,注意保持引导管不可转动,然后再次执行上述步骤,安装下一节保护管,直到安装中间伸缩接头,按支撑片标准管接头第一个伸缩接头续接的保护管 扣环伸缩套管 引导环图16 伸缩接头及保护管接头连接示意图(安装时向后拉动 接头引

14、导环钢管铟钢丝引导杆 图17 引导工具及运用示意图 1#传递钢丝(钢缆2# 4#3#(下游立视水平方向图15 支撑片上的传递钢丝(钢缆顺序下述方法进行:将伸缩接头一端与保护管相连,然后将铟钢丝(或钢缆装上支撑片。将其套入伸缩套管内,套入的深度为35cm ,见图19。在套入延长方向的伸缩接头时,套入的深度同样为35cm ,在伸缩套管中间预留10cm 的间隙是用作可能产生的压缩。当两个锚固点之间的距离在约大于20m 小于30m 时则在保护管中间段设一伸缩节,超过50m 则可设两个以上的伸缩节(推荐的间距为1520m 。配备有不同短尺寸长度保护管,可在安装时根据需要调整。4.2.5.2 锚固板连接安

15、装当铟钢丝(或钢缆与保护管连接到第一个锚固点处(通常是同一组靠近下游的一个,就应连接安装锚固装置,先将第一根(即最短的铟钢丝(或钢缆端部装上一个连接部件,然后用液压钳压紧,一般压接两个部位即可,必要时可压三个部位。此步骤非常关键,在加力过程中,大约感觉不能压动为止。如果没有压紧,则可能在加载配重时接头与铟钢丝(或钢缆松弛脱离,造成该测点报废。注意在使用液压钳时,应使用压块的背面相压接而不可用槽面来压接铟钢丝(或钢缆。压接位置见下图20所示。10cm 35cm 35cm 接长方向支撑片 图19 伸缩套管的连接 图20 压接位置示意图3mm 5mm 压接部位铟钢丝(或钢缆与锚固板连接的接头部件 铟

16、钢丝 带孔螺栓压接接头压好后在上面旋入一螺帽及垫片,再将所有铟钢丝(或钢缆按顺序套入锚固板相应的孔位并拉出要继续安装的铟钢丝(或钢缆一部分,将有螺帽的铟钢丝(或钢缆用另一螺帽及垫片拧紧固定在锚固板上,最后同连接螺栓将锚固板与伸缩套管连接固定(如图21所示。锚固板安装连接完成后,将锚固板放入锚固槽,进行一些必要的整平调整,然后在槽中回填过度料,人工夯实。完成以以上安装后,即可进行下一步接续延长工作,分别重复上述步骤,安装各锚固装置,直到最后一个锚固点。另一组的安装方法相同,注意保护管的中心距离一定要保持在50cm.4.2.5.3铟钢丝(或钢缆的连接加长安装过程中,有时可能遇到铟钢丝(或钢缆折断、

17、长度不够或因施工分时段安装监测的情况,这时需要对铟钢丝(或钢缆进行加长,连接的方法是用专用的铟钢丝(或钢缆连接管进行连接。压接的方法同上,需要注意的是,接头的位置应尽可能远离支撑片或锚固板,一般应大于1m 。如图22。 。钢丝或钢缆的连接仅作为一种补救措施,通常采用整根的钢丝或钢缆,不推荐连接加长。图22 铟钢丝(或钢缆的连接加长不锈钢连接管锚固板 连接螺栓支撑片 图21 锚固板连接图4.2.5.4 观测房端铟钢丝(或钢缆的预留在安装完所有铟钢丝(或钢缆及保护管后,应将观测房内保护管外露的多余铟钢丝(或钢缆切断,一般预留不少于3m 左右即可,见图23。4.3 回填4.3.1 回填料的要求保护管

18、周围回填料应选取粒径小于5mm 的河砂或人工砂,回填的垫层料与过渡料应选用与面板后相同的垫层料和过渡料,但过渡料中应剔除大于300mm 的块石。4.3.2 回填厚度回填的厚度如图24所示分层回填,每层厚25 cm ,并用人工捣实。3m 铟钢丝(或钢缆保护管 图23 铟钢丝(或钢缆预留长度砂 垫层料过渡料堆石料垫层料过渡料25c m25c m 25c m 25c m 铟钢丝(或钢缆图24 回填料分布示意图4.4 传感器支架极其组件的安装4.4.1观测房要求尺寸要求:观测房内部有效基本尺寸不应小于图25、图26中的基本尺寸,如果考虑其它仪器的安装,宽度应相应加大,注意水平位移计的铟钢丝(或钢缆引入

19、观测房中的位置应严格按照图示尺寸施工,浆砌石挡墙最好环绕观测房并于观测房间保持一定的距离。工程若在同高程布置并采用GK-4650沉降仪(或其它基康类型进行垂直位移观测(图中的沉降仪电缆保护管位置尺寸为假定值,则高度应按照以下图示尺寸。值得注意的是,图中的140cm 为重要尺寸。(图示支架尺寸为120cm 长×69.3cm 宽×173.5cm 高钢筋混凝土底板挡墙图26 观测房立面示意图140c m 安装支架沉降仪 储液箱50c m通风窗50c m280c m仪器安装高程220cm水平位移计传感器安装支架80c m50c m 50c m250c m传递杆保护管 沉降仪电缆水管

20、引入处图25 观测房平面示意图浆砌石挡墙在土建施工中,若认为观测房不宜太高,可降传感器安装支架的底部安装高度,即底部安装于地面以下30cm,即可在支架安装位置设一深30cm 的槽,长度(上下游方向为125cm,宽度(左右岸方向100cm,中心位置不变,则房内高度可相应降低30cm,这些尺寸只要满足水平位移计或沉降仪的工作条件,均可在施工中进行必要的调整。由于加载在传感器支架上的配重达400余kg,对地面要求有足够的强度,以使传感器稳定可靠工作,地面应为钢筋混凝土结构。地面要抹平整,尤其是安装支架的位置,平整度应不超过±1cm。除此之外,应在观测房上游及左右侧设浆砌石或混凝土挡土墙(图

21、示仅绘出上游侧挡墙。尤其在施工中应对观测房做好保护措施,如在屋顶铺设草垫等缓冲物。4.4.2 安装工具与设备 电焊机 活动扳手 锉刀 磨光机 连接螺栓 十字或一字改锥6mm 内六角扳手(需要加工为专用英制扳手 4.4.3 传感器支架安装固定传感器支架支架通常在现场制作安装,是由角钢制作的框架结构,用以安装传感器、滑轮组及悬挂配重。具有土建施工简单、安装方便及迅速的特点。支架的高度严格与引入观测房的水平位移计铟钢丝(或钢缆高度匹配,请参照下图控制。安装时应保证地面平整,如不平整则应处理,固定之前应使用水平尺对支架找平,然后再用膨胀螺栓固定在地面的,也可在地面施工时预埋14mm 固定螺栓,以保证支

22、架足够稳定。145c m 30c m140c m图27 传感器支架安装立面示意图固定螺栓传感器 安装支架保护管支架的长×宽×高为120cm ×69.3cm ×173.5cm ,制作详图附后。在确定支架安装平面满足要求之后,同时要注意支架的水平位置,看支架的中心线是否刚好在两铟钢丝(或钢缆保护管之间,如符合所有要求,即可固定支架。4.4.4 安装滑轮组件根据测点数目不同,滑轮组件分4滑轮组与3滑轮组。对于8测点,则需在支架上安装2组。4滑轮组示意图见图29,悬挂钢丝绳时注意保持在滑轮上互不干扰重叠。 40cm传感器 安装支架25c m 50c m25c m

23、传递杆保护管图28 支架安装平面示意图 支架的中心线应 位于两保护管之间图29 滑轮组示意图(灰色虚线表示钢丝走向1#4#2#3#滑轮安装孔滑轮板滑轮组安装在支架两内侧,见图30。安装时应严格控制其位置,其位置误差应小于2mm 。调整好以后可用螺栓固定在支架上,但由于安装时存在位置误差,比较难于控制,所以推荐直接焊接在支架上。AB130mm 203mm143.5C mB-B 安装纵剖面图 A-A滑轮在支架上安装平面BA (图中仅画出一侧,另一侧安装高度相同图30 滑轮组安装示意图4.4.6铟钢丝(或钢缆与配重块的连接钢缆与配重块是通过钢丝卡或夹片连接的,先将钢钢丝拉紧并经绕对应的滑轮,避免交错

24、。根据监测需要确定配重的悬挂高度后,再将钢丝用卡具固定,多余的钢缆应绕成小盘见图33,注:图中的卡具仅做参考,以产品的实际配置为准。配重悬挂处图33 钢钢丝卡具的安装所有的卡具安装完毕后,即应进行配重块试挂,试挂的重量为40kg,厂家提供的是每块10kg 的配重块。试挂前应检查各钢丝与滑轮槽是否吻合,有无交叉或脱槽,夹片是否夹紧。如图34所示,将底部配重块与挂钩相连,然后将挂钩挂至钢丝或钢缆上,逐块加载至40kg,此时应仔细检查钢丝与接头及夹片是否有松动。同时检查配重块底部如落至地面,应卸载并重新调整卡具位置,至到符合要求位置。所有测点应试挂预拉72小时后方可安装传感器。 图34 配重块悬挂在支架上的位置示意图4.4.7 传感器安装为减少安装占地面积,传感器是分两层相互交叉安装在传感器支架上。 上、下层各为一组。GK-4427位移传感器的结构为保护箱及安