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1、混凝土建筑物鋼筋計、錨桿應力計安裝監測作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月目錄1、適用范圍及依據31.1適用范圍31.2標準及依據32、測量原理及儀器結構32.1測量原理：32.2儀器結構：62.3型號、規格及技術指標63、安裝埋設73.1驗收與保管 73.2儀器安裝73.3 電纜安裝114、 數據讀取與計算134.1 人工測量與計算134.2 自動測量145、 注意事項156、安全與環保156.1安全施工151 作業人員的安全技術培訓教育152 儀器埋設過程中的安全問題156.2環境保護167、附件2、16鋼筋計作業指導書1、適用范圍及依據1.1適用范圍鋼筋計：用于監測巖土工程混凝土建筑物的應力，適用于長期埋設在水工建筑物或其他建筑物內部，測量結構物內部的鋼筋應力。錨桿應力計：鋼筋計用于測量錨桿應力時，成為錨桿應力計。裝上錨桿應力計的錨桿稱為觀測錨桿。差阻式錨桿應力計適用于長期安裝埋設在需要加固的基巖、邊坡及地下結構洞壁的轉孔中，監測錨桿中的軸向應力。1.2標準及依據DL/T 5178-2003 混凝土大壩安全監測技術規范SL 60-1994 土石壩安全監測技術規范GB/T 3409-1994 差動電阻式鋼筋計2、測量原理及儀器結構2.1測量原理：差阻式鋼筋計埋設于混凝土內，鋼筋計連接桿與所3、要測量的鋼筋通過焊接或螺套連接在一起，當鋼筋的應力發生變化而引起差阻式感應組件發生相對位移，從而使得感應組件上的兩根電阻式的電阻值發生變化，其中一根R1減小（增大），另一根R2增大（減小），通過電阻比指示儀測量其電阻比變化而得到鋼筋應力的變化量。鋼筋計可同時測量電阻值的變化，經換算可得測點處得混凝土溫度測值。 差阻式鋼筋計的電阻變化與應變和溫度的關系如下：（1）當儀器溫度不變而軸向受到應力變化為時，電阻比將有增量Z的變化。與Z有如下線性關系：=-0=? (Z-Z0)=?Z常數?為儀器的最小讀數，單位為Mpa/0.01%.（2）當鋼筋計軸向不受外力作用(=0)溫度增加t 時，這是電阻比亦將有Z 4、的變化，表現成鋼筋計存在一個應力 = fZ，這個應力僅僅是溫度變化造成的，而外部應力并沒有變化，因此在計算鋼筋應力變化量時，必須加以扣除。通過實驗可知，、Z 與t具有下列線性關系：=fZ=bt常數 b稱為儀器的溫度修正系數，單位為 MPa/oC埋設在混凝土建筑物內部的鋼筋計，受著應力和溫度的雙重作用，因此鋼筋計的一般計算公式為：=fZ+bt式中： 鋼筋應力（MPa ）f 鋼筋計最小讀數（MPa /0.01%）由廠家所附卡片給出b 鋼筋計的溫度修正系數（ MPa /oC ）由廠家所附卡片給出Z 電阻比相對于基準值的變化量，溫度升高為正，壓縮為負，單位（0.01%）t 溫度相對于基準值的變化量，溫5、度升高為正，降低為負，單位（oC ）(3)儀器內部的總電阻值Rt =（ R1 + R2 ），與儀器t具有如下關系：當60oCt0oC時t= a(R1-R0)當0oCt-25oC時t= a(R1-R0)式中：t 埋設點的溫度（oC ）Rt 儀器的總電阻值（ ）R0 儀器計算零度電阻值（ ），由廠家所附卡片給出 儀器零上溫度系數（ oC / ）由廠家所附卡片給出 儀器零下溫度系數（ oC / ）由廠家所附卡片給出2.2儀器結構：鋼筋計由鋼套、敏感部件、緊定螺釘、電纜及連接桿等構成，如圖所示：2.3型號、規格及技術指標（1）型號計規格型號SZG-16SZG-18SZG-20SZG-22SZG-25S6、ZG-28SZG-32SZG-36SZG-40鋼筋直徑161820222528323640（2）技術指標應力測量范圍（ Mpa ）拉0-200壓0-100最小讀數（MPa/0.01%）0.9溫度測量范圍（oC）-25+60溫度測量精度（oC）0.5溫度修正系數（MPa/oC）0.06耐水壓（MPa）0.5絕緣電阻（M）在使用溫度范圍內50在0.5 MPa 水中50注：如工程有特殊要求可以訂制（耐高壓，如SZG-G；加大測量范圍，如SZG-T1、SZG-T2 -100300 MPa，-100400 MPa； 增加大量程等）3、安裝埋設3.1驗收與保管 (1)用戶開箱驗收儀器，應先檢查儀器的數量（7、包括附件）及檢驗資料與裝箱單是否相符。(2)對于箱內每臺儀器，先用100V兆歐表及萬用表，分別檢查常溫絕緣電阻及總電阻值，若絕緣電阻小于50 M 或總電阻值與常溫電值相比較變化異常（如電阻絲斷等），應與廠家聯系。(3)儀器各項系數的檢查若達不到規定的技術條件，系屬儀器質量問題者，應與廠家聯系、解決。(4)鋼筋計自由狀態的電阻比，隨溫度變化而變化，因此考核儀器穩定性的指標是零度實測電阻值，當儀器零度實測電阻值有較大變化時(超過0.1時)，應與聯系廠家聯系。(5)儀器存放環境，應保持干燥通風，搬運時應小心輕放，切忌劇烈震動。3.2儀器安裝差阻式鋼筋計主要有以下安裝方式：（1）鋼筋計：與結構鋼筋連接8、安裝于鋼筋網上澆筑于混凝土構件中（2）錨桿應力計：與錨桿連接作為錨桿應力計埋設在基巖或邊坡的轉孔中。3.2.1 鋼筋計的安裝 3.2.1.1 鋼筋計的組裝（1）按鋼筋直徑選配相應的鋼筋計，如果規格不符合，應選擇盡量接近于結構鋼筋直徑的鋼筋計，例如：鋼筋直徑為 ?35mm，可使用 NZR-36 或 NZR-32 的鋼筋計，此時儀器的最小讀數應進行修正。（2）在安裝前必須對已率定好的鋼筋計逐一進行檢測，確認儀器是正常的，并同時檢查接長電纜的芯線電阻、絕緣度等應達到規定的技術條件，此時才可以按設計要求將鋼筋計接長電纜，做好儀器編號和存檔工作。 （3）鋼筋計總長約6080cm左右，需按設計要求同結構鋼9、筋連接，其焊接加長工作可在鋼筋加工廠預先做好（也可在現場埋設時電焊連接方式），通常可采用以下幾種方法： 1） 對焊 一般直徑小于 ?28mm 的儀器可采用對焊機對焊，此法焊接速度很快，可不必做降溫冷卻工作，焊接強度完全符合要求。對于直徑大于?28mm 的鋼筋，不宜采用對焊焊接。焊接時應將鋼筋與鋼筋計中心線對正，之后采用對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 45o60o，如圖所示。用略大于鋼筋直徑的角鋼，長 30cm，擺正儀器與鋼筋在同一中心線上，不得有彎斜現象，焊接應用優質焊條，焊層應均勻，焊一層即用小錘打去蜂窩麻面，這樣層層焊10、接到略高出為止。 為了避免焊接時溫升過高而損傷儀器，焊接時，儀器要包上濕棉紗并不斷澆上冷水，焊接過程中儀器測出的溫度應低于 60oC 。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，為確保鋼筋計沿軸心受力，不僅要求鋼筋與鋼筋計連接桿應沿中心線對正，而且要求采用對稱的雙綁條焊接，綁條的截面積應為結構鋼筋的 1.5 倍，綁條與結構鋼筋和連接桿的搭接長度均應為5倍鋼筋直徑，并應采用雙面焊（如圖）。 同樣，為了避免焊接時溫升過高而損傷儀器，焊接時，儀器要包上濕棉紗并不斷澆上冷水，焊接過程中儀器測出的溫度應低于 60oC 。為防止儀器溫度過高11、，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 采用螺紋連接接長鋼筋計可減少現場焊接工作量和施工干擾，要求鋼筋計的連接桿和結構鋼筋的連接頭均應加工成相同直徑的陽螺紋，并配以帶陰螺紋的套管，可在現場直接安裝（如圖）。 3.2.2 錨桿應力計的安裝 根據設計要求，可以在錨桿的一處或多處安裝 差阻式錨桿應力計。在錨桿上安裝錨桿應力計的方法和要求與鋼筋計在結構鋼筋上的安裝相似。接有錨桿應力計的錨桿通常埋設在巖體的鉆孔中，可采用以下方式安裝： （1）錨桿應力計埋設于巖體鉆孔中，并用水泥漿封固； （212、）錨桿應力計在孔底錨固，孔內不灌漿。 3.2.2.1 錨桿應力計的組裝 （1）按錨桿直徑選配相應的錨桿應力計，如果規格不符合，應選擇盡量接近于錨桿直徑的錨桿應力計，例如：錨桿直徑為 ?35mm，可使用 NZR-36或 NZR-32 的錨桿應力計，此時儀器的最小讀數應進行修正。（2）在安裝前必須對已率定好的錨桿應力計逐一進行檢測，確認儀器是正常的，并同時檢查接長電纜的芯線電阻、絕緣度等應達到規定的技術條件，此時才可以按設計要求將錨桿應力計接長電纜，做好儀器編號和存檔工作。 （3）錨桿應力計儀器部分總長約 6080cm左右，需按設計要求同錨桿連接，其焊接加長工作可在錨桿加工廠預先做好（也可在現場埋13、設時電焊連接方式） ，其連接儀器的方式與鋼筋計的相似，包括對焊、熔槽焊、綁條焊、螺紋連接等3.2.2.2 鉆孔灌漿填充 錨桿應力計的現場埋設可采用兩種方法，當鉆孔直徑較大、無需快速接續下一道工序（如鋼絲網噴錨） ，可采用水泥灌漿封孔。將接好錨桿應力計的錨桿、灌漿管、排氣管一起插入鉆孔中，經測量確認儀器工作正常，理順電纜，封堵孔口，進行灌漿。一般水泥砂漿配合比宜為 1:11:2,水灰比為 0.380.40。灌漿時，應在設計規定的壓力下進行，灌至孔內停止吸漿時，持續 10 分鐘，即可結束。砂漿固化后，測其初始值。電纜引至觀測站，按設計要求定期監測（如圖）。 當鉆孔孔徑較小、且有后續工序連續作業時，14、可采用錨固劑填充，使之快速凝結，并與巖體固結為一個整體，形成后續工序的撐點。 采用鉆孔內灌漿或填充時，可以在一根錨桿的一處或多處安裝錨桿應力計，實現沿錨桿不同深度的多點監測。 3.2.2.3 鉆孔不灌漿 根據設計要求，可以在錨桿的端部設置錨頭，填以 4050cm水泥砂漿予以錨固，在孔口設置錨板，并用螺栓擰緊。此種安裝方法宜在錨固上設置一個錨桿應力計，其測值將反映錨桿控制范圍內的巖體的平均受力狀態（如圖） 。3.3 電纜安裝 儀器電纜布置時不得與交流電纜一同敷設，電纜走線應盡量避免受到移動設備、尖銳材料等的傷害。埋入壩體混凝土中的儀器電纜應詳細記錄埋設部位，使灌漿鉆孔時避開纜線。 3.3.1 儀15、器電纜接長 差阻式錨桿應力計采用專用水工五芯電纜將儀器電纜接長，接長電纜的黑、藍兩根芯線與儀器電纜的黑芯線焊接在一起，接長電纜的綠、白芯線與儀器電纜的白芯線焊接在一起，接長電纜的紅芯線與儀器電纜的紅芯線焊接在一起（如圖所示） ，電纜接頭可采用熱縮管密封電纜接頭技術（見下一節） 。3.3.2 電纜的接長 差阻式錨桿應力計采用專用水工五芯電纜按照相同顏色芯線將電纜接長，電纜接頭可采用熱縮管密封電纜接頭技術，其步驟如下先將儀器電纜頭每根芯線套上 ?5.0mm（長度 34cm可自定）細熱縮管，然后與電纜每根芯線一一進行對聯接。各聯接芯線再用電烙鐵焊錫焊牢，焊錫后將細熱縮管復蓋住焊錫頭，由中間向兩邊反復16、轉動，用酒精燈或加熱器對熱縮管進行加熱。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（長度 34cm可自定） 。 各芯線聯接熱縮好后，用 J-20 電工自粘絕緣膠帶分別纏緊，長度要求復蓋住每根芯線。然后用 J-20電工自粘絕緣膠帶總扎緊，要求纏均勻，長度以復蓋住所有芯線為宜（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寬的紅色密封膠一圈多，操作時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，再將熱縮管內層管套上進行反復轉17、動加熱，由中間向兩邊將氣泡趕出，在密封膠位置處多多轉動加熱，然后再進行第二次上密封膠，操作方法同上，將熱縮管外層管套上進行反復轉動加熱。 注意所有細、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、 數據讀取與計算差阻式鋼筋計及錨桿應力計可采用人工測讀和自動化采集兩種方式進行量測。 4.1 人工測量與計算人工方式量測時，可采用 PSM-R型差阻式儀器檢測儀進行測量。 4.1.1 儀器與差阻式儀器檢測儀的連接 差阻式鋼筋計及錨桿應力計儀器電纜為 5 芯水工電纜，分別與接入指示儀的連接電纜對應顏色的分線電纜用電纜夾相連。 4.1.2 數據讀取與記錄按照18、 PSM-R型差阻式儀器檢測儀使用說明書，讀取電阻比Z及溫度值。4.1.1.1 溫度計算 差阻式鋼筋計及錨桿應力計內部的總電阻值 R t =（R1+R2） ，與儀器溫度 t 具有如下關系： 當 60oC t 0 oC 時： t= a(Rt-R0)當 0 oCt -25oC 時： t=a(Rt-R0)式中：t 埋設點的溫度（oC） ； Rt 儀器的總電阻值（?） ； R0 儀器計算零度電阻值（?） ，由廠家所附卡片給出； a 儀器零上溫度系數（oC/?） ，由廠家所附卡片給出； a 儀器零下溫度系數（oC/?） ，由廠家所附卡片給出。 4.1.2.2 應力計算 差阻式鋼筋計及錨桿應力計的應變計算19、公式為： =fZ+ bt 式中： 錨桿應力（MPa） ； f 錨桿應力計最小讀數（MPa/0.01%） ，由廠家所附卡片給出； b 錨桿應力計的溫度修正系數（MPa/oC） ，由產廠家所附卡片給出； Z 電阻比相對于基準值的變化量，拉伸為正，壓縮為負； t 溫度相對于基準值的變化量，溫度升高為正，降低為負，單位 oC。 4.2 自動測量 差阻式鋼筋計及錨桿應力計安裝埋設完畢，可接入“智能分布式安全監測數據采集系統”進行測量，該系統能實現自動定時監測，自動存儲數據及數據處理，并能實現遠距離監控和管理。具體使用方法請參閱相關資料。 4.2.1 自動測量的計算 差阻式鋼筋計及錨桿應力計接入 “智能分20、布式安全監測數據采集系統”后，儀器的測量、計算存儲均自動完成，無須人工干預。 5、 注意事項差阻式錨桿應力計安裝定位后應及時測量儀器初值，根據儀器編號和設計編號作好記錄并保存，嚴格保護好儀器的引出電纜。 6、安全與環保6.1安全施工1 作業人員的安全技術培訓教育對作業人員施工前進行安全知識培訓，班長對施工過程的安全問題進行講解與分析。未經教育的人員不得進入現場進行施工。2 儀器埋設過程中的安全問題（1）制定防塵防毒防輻射等職業危害的措施，戴好口罩等防塵工具。（2）儀器埋設時作業人員必須戴好安全帽，對于高空作業必須系安全帶，作業點周圍掛好安全網等做好“三保四口五臨邊”（ 三寶”指安全帽、安全帶、安全網； “四口”指樓梯口、電梯井口、預留洞口、通道口。 “五臨邊”指：尚未安裝欄桿的陽臺周邊，無外架防護的層面周邊，框架工程樓層周邊，上下跑道及斜道的兩側邊，卸料平臺的側邊。）。（3）防雷雷雨天戶外施工做好防雷工作，設立避雷裝置。6.2環境保護1 節約用水合理設計用水方案，設備的沖洗設立循環用水裝置。2 做好設備的維修保養工作，使各儀器保持低耗高效的狀態。3節約用電 4防止噪音污染近民區避免夜晚施工，設立消聲降噪裝置。7、附件