引张线法测定坝体水平位移

1、2015.04引张线法测定坝体水平位移主讲人:周长勇山东水利职业学院水利工程管理技术水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移（一）观测原理及设备（一）观测原理及设备在设于坝体两端的基点间拉紧一根钢丝作为基准线，然在设于坝体两端的基点间拉紧一根钢丝作为基准线，然后测量坝体上各测点相对基准线的偏离值，以计算水平后测量坝体上各测点相对基准线的偏离值，以计算水平位移量。这根钢丝称为引张线，它相当于视准线法中的位移量。这根钢丝称为引张线，它相当于视准线法中的视准线，是一条可见的基准线，如图视准线，是一条可见的基准线，如图2-1所示所示。图图2-1引张线示意图引张线

2、示意图(a)立面图；立面图；(b)平面图；平面图；1-钢丝；钢丝；2-浮托装置；浮托装置；3-端点装置端点装置水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 由于水库大坝长度一般在数十米以上，如果仅靠坝两端的由于水库大坝长度一般在数十米以上，如果仅靠坝两端的基点来支承钢丝，因其跨度较长，钢丝在本身重力作用下基点来支承钢丝，因其跨度较长，钢丝在本身重力作用下将下垂成悬链状，不便观测。为了解决垂径过大问题，需将下垂成悬链状，不便观测。为了解决垂径过大问题，需在引张线两端加上重锤，使钢丝张紧，并在中间加设若干在引张线两端加上重锤，使钢丝张紧，并在中间加设若干浮托装置，将钢丝托起近似成一条水平线。因此，引张

3、线浮托装置，将钢丝托起近似成一条水平线。因此，引张线观测设备由钢丝、端点装置和测点装置三部分组成观测设备由钢丝、端点装置和测点装置三部分组成 水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 1钢丝钢丝 一般采用一般采用0.81.2mm的不锈钢丝，钢丝强度要求不小的不锈钢丝，钢丝强度要求不小于于1.5106kPa。为了防止风的影响和外界干扰，全部测。为了防止风的影响和外界干扰，全部测线需用线需用10cm的钢管或塑料管保护。正常使用时，钢丝的钢管或塑料管保护。正常使用时，钢丝全线不能接触保护管全线不能接触保护管 2端点装置端点装置 由混凝土基座、夹线装置、滑轮、线锤连结装置以及重锤由混凝土基座、夹线装置

4、、滑轮、线锤连结装置以及重锤等组成，如图等组成，如图2-2所示。所示。图图2-2引张线端点装置引张线端点装置1-夹线装置；夹线装置；2-钢丝；钢丝；3-混凝土墩；混凝土墩；4-滑轮；滑轮；5-悬悬挂装置；挂装置；6-重锤重锤水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 夹线装置的作用是使钢丝始终固定在一个位置上。其构造夹线装置的作用是使钢丝始终固定在一个位置上。其构造是在钢质基板上嵌入一个铜质是在钢质基板上嵌入一个铜质V形夹槽，将钢丝放入形夹槽，将钢丝放入V形形槽中，盖上压板，旋紧压板螺丝，测线即被固定在这个位槽中，盖上压板，旋紧压板螺丝，测线即被固定在这个位置上，如图置上，如图2-3所示。所示。

5、图图2-3夹线装置夹线装置水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 夹线装置安装时，需注意夹线装置安装时，需注意V形槽中心线与钢丝方向一致，并落形槽中心线与钢丝方向一致，并落在滑轮槽中心的平面上。但要注意，当测线通过滑轮拉紧后，在滑轮槽中心的平面上。但要注意，当测线通过滑轮拉紧后，测线与测线与V形槽中心线应重合，并且钢丝高出槽底形槽中心线应重合，并且钢丝高出槽底2mm左右。左右。 线锤连结装置上有卷线轴和插销，以便卷紧钢丝，悬挂重锤线锤连结装置上有卷线轴和插销，以便卷紧钢丝，悬挂重锤并张紧钢丝。重锤的重量视钢丝的强度而定。重锤重量愈大，并张紧钢丝。重锤的重量视钢丝的强度而定。重锤重量愈大，钢丝

6、所受拉力愈大，引张线的灵敏度愈高，观测精度也愈高。钢丝所受拉力愈大，引张线的灵敏度愈高，观测精度也愈高。重锤重量可按钢丝抗拉强度的重锤重量可按钢丝抗拉强度的1/31/2考虑考虑 3 测点装置测点装置 设置在坝体测点上，由水箱、浮船、读数尺和保护箱构成，设置在坝体测点上，由水箱、浮船、读数尺和保护箱构成，如图如图2-4所示。浮船支撑钢丝，在钢丝张紧时，浮船不能接触所示。浮船支撑钢丝，在钢丝张紧时，浮船不能接触水箱，以保证钢丝在过两端点水箱，以保证钢丝在过两端点V形夹线槽中心的直线上。形夹线槽中心的直线上。水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移图图2-4引张线测点装置引张线测点装置1-量测量测标

7、尺；标尺；2-槽钢；槽钢；3-保护管；保护管；4-保护箱；保护箱；5-保护管支架；保护管支架；6-水水箱；箱；7-浮船；浮船； 读数尺为读数尺为150mm长的不锈钢尺，固定在槽钢长的不锈钢尺，固定在槽钢上，槽钢埋入坝体测点位置。安装时应尽可能使各上，槽钢埋入坝体测点位置。安装时应尽可能使各测点钢尺在同一水平面上，误差不超过测点钢尺在同一水平面上，误差不超过5mm。测点也可不设读数尺而采用光学遥测仪器。测点装测点也可不设读数尺而采用光学遥测仪器。测点装置一般置一般2030m设置一个。保护管固定在保护箱上设置一个。保护管固定在保护箱上水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 （二）观测方法（二）观

8、测方法 引张线的钢丝张紧后固定在两端的端点装置上，水平投影引张线的钢丝张紧后固定在两端的端点装置上，水平投影为一条直线，这条直线是观测的基准线。测点埋设在坝体为一条直线，这条直线是观测的基准线。测点埋设在坝体上，随坝体变形而位移。观测时只要测出钢丝在测点标尺上，随坝体变形而位移。观测时只要测出钢丝在测点标尺上的读数，与上次测值比较，即可得出该测点在垂直引张上的读数，与上次测值比较，即可得出该测点在垂直引张线方向的水平位移，其位移计算原理与视准线法相似线方向的水平位移，其位移计算原理与视准线法相似。水利工程管理技术引张线法测定坝体谁平位移 1观测步骤观测步骤 引张线观测随所用仪器的不同方法亦不同

9、，无论采用哪一引张线观测随所用仪器的不同方法亦不同，无论采用哪一种仪器和方法观测，都应按以下的步骤进行。种仪器和方法观测，都应按以下的步骤进行。 （1）在端点上用线锤悬挂装置挂上重锤，使钢丝张紧。）在端点上用线锤悬挂装置挂上重锤，使钢丝张紧。 （2）调节端点上的滑轮支架，使钢丝通过夹线装置）调节端点上的滑轮支架，使钢丝通过夹线装置V形形槽中心，此时钢丝应高出槽底槽中心，此时钢丝应高出槽底2mm左右，然后夹紧固定。左右，然后夹紧固定。但应注意，只有挂锤后才能夹线，松夹后才能放锤。但应注意，只有挂锤后才能夹线，松夹后才能放锤。 （3）向水箱充水或油至正常位置，使浮船托起钢丝，并）向水箱充水或油至正

10、常位置，使浮船托起钢丝，并高出标尺面高出标尺面0.5mm左右。左右。 (4)检查各测点装置，浮船应处于自由浮动状态，钢丝不检查各测点装置，浮船应处于自由浮动状态，钢丝不应接触水箱边缘和全部保护管应接触水箱边缘和全部保护管 水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 (5)端点和测点检查正常后，待钢丝稳定端点和测点检查正常后，待钢丝稳定30min，即可安，即可安置仪器进行测读。测读从一端开始依次至另一端止，为一置仪器进行测读。测读从一端开始依次至另一端止，为一测回。测完一测回后，将钢丝拨离平衡位置，让其浮动恢测回。测完一测回后，将钢丝拨离平衡位置，让其浮动恢复平衡，待稳定后从另一端返测，进行第二测

11、回测读。如复平衡，待稳定后从另一端返测，进行第二测回测读。如此观测此观测24个测回，各测回值的互差，要求不超过个测回，各测回值的互差，要求不超过0.2mm。 (6)全部观测完后，将端点夹线松开，取下重锤。全部观测完后，将端点夹线松开，取下重锤。 (7)若引张线设在廊道内，观测时应将通风洞暂时封闭。若引张线设在廊道内，观测时应将通风洞暂时封闭。对于坝面的引张线应选择无风天观测，并在观测一点时，对于坝面的引张线应选择无风天观测，并在观测一点时，将其他测点的观测箱盖好将其他测点的观测箱盖好。水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 常用观测方法常用观测方法 (1)直接目视法直接目视法 用肉眼并使视线

12、垂直于尺面观测，分别读出钢丝左边缘和用肉眼并使视线垂直于尺面观测，分别读出钢丝左边缘和右边缘在标尺上投影的读数右边缘在标尺上投影的读数a和和b，估读至，估读至0.1mm，得出，得出钢丝中心在标尺上读数为钢丝中心在标尺上读数为L=(a+b)/2。显然应为钢丝的直。显然应为钢丝的直径，以此可作为检查读数的正确性和精度。径，以此可作为检查读数的正确性和精度。 (2)挂线目视法挂线目视法 将标尺设在水箱的侧面，在靠近标尺的钢丝上系上很细的将标尺设在水箱的侧面，在靠近标尺的钢丝上系上很细的丝线，下挂小锤，如图丝线，下挂小锤，如图2-5所示。用肉眼正视标尺直接读所示。用肉眼正视标尺直接读数数 水利工程管理

13、技术引张线法测定坝体水平位移图图2-5挂线目视观测法示意图挂线目视观测法示意图1-水箱；水箱；2-钢丝；钢丝；3-浮船；浮船；4-标尺；标尺；5-细丝线；细丝线；6-小锤小锤 水利工程管理技术引张线法测定坝体水个位移 (3)读数显微镜法读数显微镜法 该法是将一个具有测微分划线的读数显微镜置于标尺上方，该法是将一个具有测微分划线的读数显微镜置于标尺上方，测读毫米以下的数，而毫米整数直接用肉眼读出，如图测读毫米以下的数，而毫米整数直接用肉眼读出，如图2-6所示。观测时，先读取毫米整数，再将读数显微镜垂直所示。观测时，先读取毫米整数，再将读数显微镜垂直于标尺上，调焦至成像清晰，转动显微镜内测管，使测

14、微于标尺上，调焦至成像清晰，转动显微镜内测管，使测微分划线与钢丝平行。然后左右移动显微镜，使测微分划线分划线与钢丝平行。然后左右移动显微镜，使测微分划线与标尺毫米分划线的左边缘重合，读取该分划线至钢丝左与标尺毫米分划线的左边缘重合，读取该分划线至钢丝左边缘的间距边缘的间距a。 水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 第二次移动显微镜，将测微分划线与标尺毫米分划线第二次移动显微镜，将测微分划线与标尺毫米分划线的右边缘重合，读取该分划线至钢丝右边缘的间距的右边缘重合，读取该分划线至钢丝右边缘的间距b。由。由图图2-6有以有以ab=2Z+d+D，即，即(a+b)/2=Z+（d+D）/2。而（。而（

15、a+b）/2即为标尺毫米分划线中心至钢丝中心的即为标尺毫米分划线中心至钢丝中心的距离。距离。 于是得钢丝中心在标尺上的读数为于是得钢丝中心在标尺上的读数为 （2-1）式中：）式中：r为肉眼从标尺上读取的毫米整数。为肉眼从标尺上读取的毫米整数。 由图由图2-6可知可知b-aD-d，即钢丝直径与标尺分划线粗，即钢丝直径与标尺分划线粗度的差值为定值。同样，该值可作为检查读数有无错误和度的差值为定值。同样，该值可作为检查读数有无错误和精度的标准。精度的标准。2barL水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移图图2-6读数显微镜法观测示意图读数显微镜法观测示意图1-标尺毫米分划线；标尺毫米分划线；2-钢

16、丝；钢丝；3-读数读数显微镜；显微镜；4-标尺标尺水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 （4）两用仪法）两用仪法 如图如图2-7所示，两用仪由武汉测绘学院研制生产。采用两所示，两用仪由武汉测绘学院研制生产。采用两用仪观测引张线时，测点上不需另安标尺，而紧靠测点保用仪观测引张线时，测点上不需另安标尺，而紧靠测点保护箱，钢丝的垂直下方埋设一个强制对中器，作为两用仪护箱，钢丝的垂直下方埋设一个强制对中器，作为两用仪的底盘。观测时将两用仪安置在强制对中器上，通过目镜的底盘。观测时将两用仪安置在强制对中器上，通过目镜及读数放大镜进行读数。及读数放大镜进行读数。 图图2-7 两用仪示意图两用仪示意图1物镜；物镜；2目镜；目镜；3读数放大镜；读数放大镜；4标尺；标尺；5转动手轮；转动手轮；6底盘底盘水利工程管理技术引张线法测定坝体水平位移 随着自动化技术的发展，已出现将引张线与自动化测读仪随着自动化技术的发展，已出现将引张线与自动化测读仪表