在現代建筑工程中,建筑物的安全穩定對于保障人民的生命財產安全至關重要。而建筑物的傾斜變形是影響其結構安全的重要因素之一。因此,對建筑物進行定期的傾斜變形監測是重要的一個環節。本文將探討幾種常見的工程建筑物傾斜變形監測方法,并介紹振弦式傳感器如何在這一領域發揮重要作用。
一、傳統監測方法:
1.投點法:通過全站儀等高精度測量儀器,從建筑物頂部觀測點投射至底部觀測點,計算偏移值以確定傾斜度。這種方法適用于高聳建筑,但受外部環境影響較大。
2. 測水平角法:利用經緯儀等設備測量建筑物不同高度處的水平角變化,以計算傾斜度。該方法操作復雜,且精度受觀測條件限制。
3. 垂吊法:在建筑物內部懸掛重錘線,通過測量重錘線與垂直線的偏差來確定傾斜度。此方法簡單易行,但僅適用于具有豎向通視條件的建筑物。
4. 差異沉降測定法:通過監測建筑物基礎的沉降差異來推算傾斜度。這種方法能反映基礎變形情況,但對整體傾斜監測不夠直接。
二、傳感器監測技術:
振弦式傳感器是一種以拉緊的金屬弦作為敏感元件的傳感器。
當被測結構物發生變形,將帶動表面應變計變形,變形通過前、后端座傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化,從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率,頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置,即可測出結構物的應變量。由于振弦傳感器直接輸出振弦的自振頻率信號,因此,具有抗干擾能力強、受電參數影響小、零點漂移小、受溫度影響小、性能穩定可靠、耐震動、壽命長等特點。在長期、靜態測試傳感器的選擇中,振弦傳感器已成為取代電阻應變計、而廣泛應用于工程的長期
隨著電子、微機技術的發展,從實現測試微機化、智能化的測試要求來看,由于振弦傳感器能直接以頻率信號輸出,因此,較電阻應變計模擬量輸出能更為簡單方便地進行數據采集、傳輸、處理和存儲,實現高精度的自動測試。為此,振弦傳感器得到了迅速的發展和應用。國內從60年代起,先后研制開發了適合各種測試目的的多種振弦傳感器的系列產品。
例如南京峟思工程儀器有限公司生產的一系列振弦式傳感器(包括振弦式滲壓計、土壓力計、孔隙水壓力計、應變計、鋼筋計、位移計、測斜儀等等)。它們廣泛應用于港口工程、土木建筑、道路橋梁、礦山冶金、機械船舶、水庫大壩、地基基礎等測試,已成為工程、科研中重要的監測工具。
工程建筑物的傾斜變形監測是確保建筑物安全運行的重要環節。傳統的監測方法雖然在一定程度上能夠滿足需求,但在效率和精度上存在局限。現代監測技術提高了監測的效率和精度,但也伴隨著較高的成本和技術要求。振弦式傳感器以其穩定性好、精度高、抗干擾能力強等優點,在工程監測領域中展現出廣闊的應用前景。未來,隨著技術的不斷進步和創新,相信會有更多高效、精準的監測方法和技術被開發出來,為工程安全保駕護航。
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