引张线法观测大坝水平位移

引张线

引张线是用于监测大坝安全的仪器，与安装在直线型坝上的引张线装置相配合，可测量坝体沿上下游方向的水平位移。双向引张线还可同时监测垂直位移。仪器结构简单，适应性强，易于布设，测量不受环境影响，观测精度高。 1仪器布置原则

一般引张线布置在坝体廊道内、坝顶或土坝坡面上，两端点应尽可能布设在两岸地基稳定处。若端点布设在坝体上，则端点处需用倒垂线或其它措施测定端点的位移。另外坝顶与下游侧布线较多，上游侧布线较少。 2仪器结构型式

引张线用一条不锈钢丝在两端挂重锤，或一端固定另一端挂重锤，使钢丝拉直成为一条直线，利用此直线来测量建筑物各测点在垂直该线段方向上的水平位移。引张线一般在两端点以倒垂线为工作基点。引张线测量系统由端点、测点、测线、保护管和测读仪等部分组成。

引张线的端点由混凝土墩座、夹线装置，滑轮和重锤等部件组成，如图1所示。混凝土墩是设置端点各部件的基础，它也是整条引张线的基准，常与倒垂线相连接。夹线装置起着固定不锈钢丝的作用，使因钢丝在各次观测中相对于墩座的位置始终保持不变。它是一个关键部位，在各次测量中，为了不使钢丝磨损，夹线装置的V型槽和板上应嵌有铜质的金属。滑轮和重锤用以拉紧钢丝，锤的重量应视钢丝直径，允许应力，整条测线及测点之间的距离而定。长度为200~600m的引张线，一般采用40~80kg的重锤张拉。

测线通常采用直径为1mm左右的不锈钢丝，钢丝要求表面光滑、粗细均匀和抗拉强度大。观测点由浮托装置（水箱、浮船）、保护管、读数尺（或测读仪）及托架等部件组成，如图2所示。

1—引张线；2—保护管；3—夹线装置；4—线锤连接装置；5—混凝土墩；6—仪器座；7—滑轮；8—引张线钢丝；9—重锤；10—V型槽

图1 引张线端点结构

1—保护箱；2—引张线；3—浮船；4—水箱；5—保护箱；6—读数尺；7—托梁；8—槽钢；9—箱盖

图2 引张线测点结构

3仪器工作原理

柔性弦线（铟钢丝）两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内呈悬链线形状，它在水平面上的投影应该是一条直线，利用此直线作为基准线可以测定附近测点的横向偏移值，这种方法称为引张线法。如图3、图4所示。

图3 引张线法原理示意图

图4 浮托原理示意图

4测线及其保护管

测线一般采用直径为0.6~1.2mm的铟钢丝，在两端重锤作用下引

张为一直线。

保护管保护测线不受损坏，同时起防风作用。保护管可用直径大于10cm的塑料管，以保证测线在管内有足够的活动空间。 5测读方法

早期安装在大坝上的引张线仪，采用直接设置在测点上的读数尺，由人工测读尺，由人工测读水平位移。随着自动化技术的发展，已将引张线与自动化测读仪表做成一体化的观测系统，如步进电机光电跟踪式引张线仪、电容感应式引张线仪以及光机式引张线仪。这些仪器的工作原理与同原理的垂线坐标仪相仿。 5.1读数显微镜法

利用刻有微分划线的读数显微镜进行的，测微分划线最小刻划为0.1mm，可估读到0.01mm。如图5所示。

图5 读数显微镜法示意图

5.2反向光学对点器法

反向光学对点器可以用来测定相对于引张线的偏离值。一般需要专门设计制造，也可以利用一个望远镜加上五角棱镜后改造而成。为了测量光学对中器中心轴偏离引张线的距离，把望远镜及五角棱镜装在滑块上，滑块在轨道上移动，其移动量用一只百分表测量。轨道固定在坝体上与测线垂直。如图6所示。

图6 反向光学对点器示意图

5.3引张线坐标仪

图7 YZ型CCD引张线坐标仪

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