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《混凝土大坝安全监测技术规范》修订意见的讨论谭恺炎杨怀祖（葛洲坝股份有限公司试验中心，宜昌443002）摘要：根据国内安全监测实施的发展现状，结合多年施工经验，在整理大量检测数据的基础上，对《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336-89（试行）应力应变及温度监测提出几点修订意见进行讨论，并对振弦式仪器率定检验的方法和技术要求进行了阐述。
关键词：规范应力应变率定检验质量控制差动电阻式振弦式1 概述《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336-89（试行）（以下简称“规范”）自颁发实施10年以来，对我国混凝土大坝安全监测工作起到了很好的指导作用。
统一规范了国内混凝土大坝安全监测包括设计、施工、运行各方面的工作，提高了监测数据的准确度和可比性，为我国水利水电工程建设做出了应有的贡献。
但由于历史条件限制，“规范”还很不完善。
随着我国经济建设步伐的不断加快，许多大、中型水利水电工程相继开工建设，安全监测技术水平有了很大提高，从传感器、仪表到整个测试系统都有很大改变，尤其是近几年来振弦式传感器在工程上的大量应用，都给规范提出了新的要求，对“规范”进行修订已迫在眉睫。
作者结合三峡工程安全监测实施情况对“规范”中应力应变及温度监测提出几点修订意见进行讨论。
2仪器埋设2.1仪器埋设施工(1) 单向应变计埋设仅规定了表层仪器埋设，对于深层仪器埋设，为了保证仪器角度及位置误差满足要求，宜在前一层混凝土上预埋锚筋，将仪器绑扎固定在锚筋（锚筋用沥青麻布包裹）上埋设。
(2) 应变计组埋设时应特别强调剔除大于仪器标距1/4～1/5粒径的骨料。
这是因为应变计埋设在混凝土内，对混凝土内部应变产生影响，一般来说混凝土中最大骨料粒径小于仪器长度的1/4～1/5，仪器所测应变可代表混凝土内点应变。
(3) 无应力计埋设时宜大口朝下，但在埋设时,应在振捣后将上盖打开并用干棉纱将筒内混凝土泌水吸干。
无应力计筒大口朝上时，虽然湿度可保持与周围混凝土一致，但上覆混凝土荷载将对筒内应力产生一定影响。
大坝的渗流监测测压管法及埋设渗压计法比较及仪器选型1 监测方法的选择水库大坝渗流监测将首先实现渗压（浸润线）监测自动化，但浸润线监测有测压管法和埋设渗压计法2种方法，选用何种方法要根据具体情况确定。
1．1 测压管法及埋设渗压计法比较1．1．1 用途测压管可用来监测坝体浸润线、渗压压力、地下水位及绕坝渗流等。
埋设渗压计除可以监测上述项目外，还可用来监测土石坝的孔隙水压力。
1．1．2 应用时应注意的问题测压管的应用要求不能构成新的渗流通道，更不能对坝体造成破坏，因此在土石坝的防渗体交界面等处不宜使用。
而采用埋设渗压计的方法使用场合却较为广泛，但电缆敷设时也要避免构成渗流通道，并且要考虑到电缆热胀冷缩所产生的影响［1］。
1．1．3 施工安装根据施工和应用经验，测压管施工可以在工程实施和运行过程的任意时候进行，而埋设渗压计一般在施工过程中（针对不能设置测压管的地方）进行，当然在工程竣工后，能采用测压管的地方也均可采用埋设渗压计法进行渗压监测。
但两者施工时都要求钻孔时不造成坝体结构的破坏和构成新的渗流通。
测压管和埋设渗压计的方法都可以在一条铅直线上设置多个测点，但两者施工要求都较高。
1．1．4 测值精确度采用常用监测手段对测压管水位本身进行监测可达较高精度，如采用测深钟等设备进行测量，精度可达0．5～1 cm。
但是由于测压管是将测点的压力反应成一定体积的水头，因此测压管本身测值与真实测值存在误差与滞后。
从时间上来讲，需要管内水位累积到一定的高程或消散到一定的高程，从而受到“水流速”的影响。
在渗透系数大，作用水头、变幅及变化速度均较小的地方应用尚可，而在渗透系数小、作用水头大的地方，滞后时间会很长，在库水位变化快时，资料分析更加困难。
因此规范规定：“作用水头大于20 m的坝，渗透系数小于10－4 cm／s的土中，观测不稳定渗流过程以及不适宜埋设测压管的部位如铺盖或斜墙底部、接触面等，宜采用振弦式孔隙水压力计。
浅谈振弦式传感器在大坝安全监测中的优势与应用摘要：振弦式传感器由于其工作原理简单、精度和稳定性高及抗干扰力强，在大坝安全监测中已经被广泛应用。
本文介绍了振弦式传感器的工作原理、在大坝安全监测中的优势以及在应力/应变、变形、渗流和温度等大坝安全监测项目中的应用。
关键词：大坝安全监测监测仪器振弦式传感器振弦应用大坝安全监测是指：水库大坝从施工开始到工程结束投入使用的全部过程，都需要对建筑物安全性能和运行状态进行安全监测。
大坝安全监测中最基础、最主要的就是监测仪器，对建筑物安全性能和运行状态的了解和分析，主要依靠各种监测仪器提供的测量数据。
振弦式传感器就是众多监测仪器中的一种，从20世纪30年代发明至今，随着电子读数仪技术、材料和生产工艺的发展，振弦式传感器已成为一种性能十分完善且能满足大坝安全监测应用要求的监测仪器。
1 振弦式传感器工作原理的介绍1.1振弦式传感器的构造振弦式传感器由受力弹性形变外壳(或膜片)、钢弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成。
而钢弦就是振弦式传感器的振弦。
（如图l所示）1.2振弦式传感器的工作原理振弦式传感器的工作原理就是测量张紧钢弦的频率变化来测量钢弦应力的物理量。
1.2.1频率（周期）与变形（应变）之间的关系振弦的固有频率（共振频率）与应力，长度和质量有关，公式如下：由于钢弦的质量m、钢弦长度Ｌw、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力Ｆ与输出频率f建立了相应的关系：即当外力F0未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频f0；当施加外力F1 (即被测力——拉力或压力)时，则形变壳体(或膜片)发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时频率也随之增加或减少为f1。
因此，只要测得振弦频率值f1，即可得到相应被测的力——拉力或压力值等。
1.2.2振弦式传感器的工作原理现以双线圈连续等幅振动的激振方式，来表述振弦式传感器的工作原理。
如图l所示，工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激励线圈，保持钢弦的振动，这样不断地反馈循环，加上电路的稳幅措施，使钢弦达到电路所保持的等幅、连续的振动，然后输出的与钢弦张力有关的频率信号。
FBG传感器测值误差分析及改进方法研究张俊杰;杨双龙;梅星;张忠举【摘要】FBG传感器是一种常见的光纤光栅传感器,且具备不受电磁干扰、信号传输距离长等优点,但受限于测量仪器、观测者的技术水平和外界环境等因素,FBG传感器的测值总会存在误差.结合FBG传感器在国内某长引水隧道中的应用实例,列举分析了不同FBG解调仪、环境温度和零点漂移对FBG传感器测值结果造成的误差,并从FBG解调仪的选用、FBG传感器温度补偿技术和FBG传感器封装技术出发,针对性地提出了修正改进方法,以提高FBG传感器在实际工程应用中的测值准确度.%FBG sensor is a common fiber grating sensor and characterized as electromagnetic interference-free, long signal transmission distance,etc. But limited by measuring instruments, observer technical level, the external environment and other factors,FBG sensor measurement will always have errors. Based on the practical application of FBG sensor in a long water diver-sion tunnel in China, this paper analyzes the measurement errors caused by FBG demodulator, ambient temperature and zero drift,and a series of improved methods are put forward from the FBG demodulator selection,FBG sensor temperature compensa-tion technology and FBG sensor packaging technology to improve the accuracy of FBG sensor in practical engineering application.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】5页(P100-104)【关键词】FBG传感器;测值误差;引水隧道;安全监测【作者】张俊杰;杨双龙;梅星;张忠举【作者单位】水利部水文水资源监控工程技术研究中心,江苏南京210012;水利部南京水利水文自动化研究所,江苏南京210012;辽宁省水资源管理集团有限责任公司,辽宁沈阳110000;水利部水文水资源监控工程技术研究中心,江苏南京210012;水利部南京水利水文自动化研究所,江苏南京210012;水利部水文水资源监控工程技术研究中心,江苏南京210012;水利部南京水利水文自动化研究所,江苏南京210012【正文语种】中文光纤光栅仪器是一种新型传感器，与传统的差动电阻式、振弦式仪器相比，具有不受电磁干扰、信号传输距离长、耐腐蚀性强、动态响应快、灵敏度高等优点[1-2]。
目录第七章应力、应变及温度监测 (166)第一节应变监测 (166)一、差动电阻式应变计 (166)二、弦式应变计 (167)三、应变计安装 (168)第二节接缝和位移监测 (173)一、差动电阻式测缝计（位移计） (173)二、弦式测缝计（位移计） (174)三、电位器式测缝计（位移计） (175)四、仪器安装 (176)第三节钢筋应力与钢板应力监测 (178)一、差动电阻式钢筋计 (178)二、振弦式钢筋计 (179)三、钢筋计安装 (180)第四节压力监测 (183)一、混凝土压应力计 (183)二、土压力计 (187)第五节锚索（锚杆）荷载监测 (195)一、仪器结构 (195)二、工作原理 (195)三、锚索测力计的安装埋设 (195)四、关于仪器的现场率定 (197)第六节温度监测 (198)一、电阻温度计 (198)二、电阻温度计的使用 (199)第七节仪器的验收、保管与电缆接长 (199)一、验收与保管 (199)二、电缆接长与电缆安装 (200)第八节数据读取 (201)一、人工测量 (201)二、自动测量 (201)第七章应力、应变及温度监测第一节应变监测为了解岩土工程和其他混凝土建筑物的应力分布情况，工程上一般通过安装埋设应变计用于监测建筑物的应变，再通过力学计算来求得应力分布，因而应变计是安全监测的重要手段之一。
从使用环境看，应变计使用相当广泛，即适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部，也可以埋设在基岩、浆砌块石结构或模型试件内。
配合无应力计桶还可作为无应力计使用。
从工作原理上分，国内工程最常用的应变计有差动电阻式应变计和钢弦式应变计两种。
一、差动电阻式应变计1. 仪器结构差阻式系列应变计主要由电阻感应组件、外壳及引出电缆密封室三个主要部分构成，下图所示为250mm标距应变计的结构示意图。
图7-1 250mm标距差阻式应变计结构示意图图中电阻感应组件主要由两根专门的差动变化的电阻钢丝与相关的安装件组成。
安全监测各类仪器成果计算方法安全监测资料成果计算方法汇编1应变计的计算1.1差阻式应变计数据的格式以及总应变的计算日期（年月日时分）电阻值（Rt）总电阻（Rs）芯线电阻（2r）电阻比（Z）温度成果计算公式：温度：T=α’(Rt-RO)成果：εm= k（Z-Z0）+(b-αc)·（Ti-T0）（1）式中： T－温度α’－仪器的温度系数RO－0℃时仪器的计算电阻εm－应变计的总应变μεZ0－电阻比的基准值0.01％Zi－电阻比的观测值0.01％b－仪器的膨胀修正系数。
αc－为砼的膨胀系数，通常αc在5.6～12.0×10-6/℃范围内。
一般情况下取10×10-6/℃。
K－仪器的校正系数。
注意：当仪器有一根芯线断或其它原因异常情况下，采取4线观测时，测值只有：RS、2r、和Z4情况下，需要将结果换算成上述计算的参数，进行计算。
其中：Rt＝R S-2r （2）Z=Z 4+(Z 4-1)2r/R t （3）1.2振弦式应变计数据的格式以及总应变的计算日期（年月日时分） 频率读数（digit ） 温度（℃） 温度 成果计算公式：εm= k （Li-L0）+(b-αc)·（Ti-T0） （4）式中：εm －应变计的总应变με，Li －频率模数，物理含义为频率的平方除以1000。
L0－频率模数的基准值。
1.3单支应变计和无应力计单支应变计和无应力计均按照上式（1）和（4）进行计算。
无应力计计算时成果代号为εg 。
1.4应变计组单轴应变的计算 1.4.1应力应变的计算应力应变计算式：ε＝εm-εg 1.4.2两向应变计组单轴应变的计算）（））（（’y x x εμμεμμμε-+-+-=12111）（））（（’x y y εμμεμμμε-+-+-=12111其中：μ－混凝土的泊松比，一般常用0.16。
1.4.3三向应变计组单轴应变的计算）（））（（’z 112111εμμεμμεμμμε-+-+-+-=y x x）（））（（’z 1x 1y 2111y εμμεμμεμμμε-+-+-+-=）（））（（’y 1x 1z 2111z εμμεμμεμμμε-+-+-+-=1.4.4五向应变计组单轴应变的计算对于5向应变计组应进行平衡修正和单轴应变计算：如图所示的5向应变计，其平衡修正按下面进行。
振弦式应变计正负值全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：振弦式应变计是一种常用的测量应变的传感器，它利用弦线的振动来测量物体表面的应变变化。
在使用振弦式应变计时，我们常常会遇到正负值的问题，即正向应变和负向应变。
本文将深入探讨振弦式应变计正负值的含义、计算方法以及在实际应用中的重要性。
正负值在振弦式应变计中是一个非常重要的概念。
在实际测量中，我们会发现物体表面受力时，会产生应变，而这个应变可能是正向的，也可能是负向的。
正向应变指的是物体表面在受力作用下延展，而负向应变则是物体表面在受力作用下收缩。
振弦式应变计可以准确地测量这两种应变，并将其转化为电信号输出。
在实际测量过程中，我们需要根据振弦式应变计所测得的数据来计算出正负值。
一般来说，我们会将振弦式应变计的原始数据与未受力时的基准值进行比较，根据测量得到的数据的增减情况来判断应变的正负值。
如果测量得到的数据大于基准值，说明物体表面产生了正向应变；反之，如果测量得到的数据小于基准值，说明物体表面产生了负向应变。
在工程领域中，振弦式应变计正负值的准确计算对于材料的性能评估和结构设计起着至关重要的作用。
通过测量物体表面的应变变化，我们可以了解物体在受力时的变形情况，及时发现潜在的问题，并对材料的性能进行评估。
通过正负值的比较，我们可以更加全面地了解物体在受力时的应变状态，为工程设计提供重要参考依据。
在实际应用中，我们也需要注意振弦式应变计正负值的信号转换和处理。
在测量过程中，我们需要根据实际情况对正负值进行合理的调整和处理，确保输出的数据准确可靠。
应注意消除测量误差，提高测量精度，保证测量结果的准确性。
通过科学的数据处理和分析，我们可以更好地利用振弦式应变计的测量结果，为工程设计和材料评估提供有效的支持。
振弦式应变计正负值是一个重要的工程概念，在实际应用中起着至关重要的作用。
通过正确理解和处理振弦式应变计的正负值，我们可以更好地评估物体材料的性能，提高工程设计的准确性和有效性。
水工建筑物（单选）习题（附参考答案）一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、在静止液体中，静水压强的分布规律是随淹没深度按（____）变化的。
A、随机分布规律B、非线性规律C、线性规律D、指数规律正确答案：D2、（____）按其形状又可称为鱼刺图或树枝图，也叫特性要因图。
A、控制图B、频数分布直方图C、因果分析法D、排列图法正确答案：C3、浆砌石表面应采用（____）勾缝处理。
A、泥浆B、水泥砂浆C、清水D、环氧砂浆正确答案：B4、对于箱内每台NVP型振弦式渗压计，先用100V兆欧表检查仪器所有芯线与仪器外壳之间绝缘电阻，绝缘电阻不应低于（____）MΩ。
A、50B、80C、60D、70正确答案：A5、用渗压计量测监测孔的水位时需根据不同量程的渗压计，采用相应的读数仪进行测读，渗压计精度不得低于满量程的（____）。
A、6/1000B、5/1000C、7/1000D、4/1000正确答案：D6、混凝土坝测压管管口高程应每（____）年校测1次。
A、3～4B、2～3C、4～5D、1～2正确答案：D7、木折梯上部第（____）个踏板面为最高安全站立高度。
A、二B、四C、一D、三正确答案：A8、轴向拉压受力特点是作用于杆件上的每个外力的作用线与杆件的轴线（____）。
A、重合B、垂直C、不重合D、平行正确答案：A9、劳动者在试用期有权享有包括（____）、休息休假权在内的全部劳动权利。
A、劳动报酬B、工作晋级C、公费疗养D、选举权正确答案：A10、Excel2007默认的工作簿名是（____）。
A、Sheet1B、Sheet2C、book.xlsD、Book1.xls正确答案：D11、南瑞监测自动化系统通信是（____）系统的重要环节。
数据采集单元DAU与上位计算机之间，要求建立一个一点对多点或多点总线式的双向数字通信系统。
A、点对点式B、集中式C、分布式D、网络式正确答案：C12、MZ－1型垂线瞄准仪外形尺寸为（____）mm。
复习指南1.水工建筑物的安全条件是什么？答：建筑物能实现其自身应有的设计预期功能。
2.水工建筑物的安全监控意义是什么？①有助于认识各种观测量的变化规律和成因机理，以确保水工建筑物的安全；②反馈水工建筑物设计、指导施工和运行，推动坝工理论的发展；③提高水工建筑物的运行综合效益。
3.大坝安全检测中的“大坝”仅指挡水建筑物吗？答：否，大坝包括永久性挡水建筑物以及与其配合运用的泄洪、输水发电和过船等附属建筑物。
4.大坝安全设计的基本要求是什么？答：①明确针对性和实用性；②充分的可靠性和完整性；③先进的监测方法和设施；④必要的经济性和合理性。
5.大坝安全检测的项目有哪些？①现场检杳，包括巡视检查和现场检测两项工作，现场检杳分类⑴ 日常检查⑵年度检查⑶特别检查；②仪器监测，包括仪器观测和资料分析。
仪器监测分期为⑴施工期⑵蓄水期⑶运行期。
监测变形、渗流、应力、水文气象和水力学6.大坝安全监测如何分期？蓄水期指什么？答：分为施工期、蓄水期、运行期；蓄水期指从首次开始蓄水至库水位达至U或接近正常高水位共3年的时间内或水库放空后再次蓄水。
7.混凝土坝和土石坝的水平位移可以分别如何进行监测？（方法）混凝土坝：引张线、视准线、激光准直法土石坝：视准线法、大气激光、交会法拱坝：视准线、导线、交会法8.水平位移的三类观测点：位移标点工作基点和校核基点的作用分别是什么？分别如何布置？答：位移标点，为观测点所在地的点（测点）；工作基点，观测标点的空间参考点；校准基点，校核工作基点（1）土石坝，在每个横断面和纵断面交点等处布设位移标点，一般每个横断面不少于3个。
工作基点布设在两岸每一纵排标点的延长线上，两岸各布设1个。
校核基点布设在两岸同排工作基点连线的延长线上，两岸各布设1 ~2个。
（2）混凝土坝，在观测纵断面上的每个坝段、每个垛墙或每个闸墩布设1个位移标点，对于重要工程也可在伸缩缝两侧各布设1个观测标点。
校核基点可布设在两岸灌浆廊道内，也可采用倒垂线作为校核基点，此时校核基点与倒垂线的观测墩宜合二为一。
差阻式仪器和振弦式仪器的性能特点及仪器的技术进步吕刚 卢欣春 李杰（国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司，江苏省南京市 210003）摘要：本文简要介绍了差阻式及振弦式系列仪器的原理，并据此提出了该类仪器在工程现场应用时需要注意的问题。
同时详细介绍了最新研制的新型振弦式大应变计、改进后的差阻式锚索测力计及新型振弦式砼压力计的性能和特点。
关键词：监测仪器 差阻式仪器 振弦式仪器0 引言我国经济社会高速发展，各类工程的建设规模和建设速度都走在了世界前列。
我国自行研制生产的差阻式系列仪器、振弦式系列仪器的技术水平也达到了世界同行业的先进水平。
仪器不断创新改进，为工程的安全监测提供了大量优质可靠的产品，满足了工程安全监测的需要。
1 差阻式仪器的原理、性能特点及现场应用需注意的几个问题差阻式仪器自上世纪30年代发明至今，因其结构简单，长期测量稳定好，并能兼测温度，所以在工程监测中得到广泛运用。
我国是世界上生产差阻式仪器最多的国家，至今我国已生产并应用于工程的该类仪器近30万支，为确保水利水电工程、岩土工程、工业与民用建筑、交通航运等工程的安全发挥了重要作用，其社会效益巨大。
我国发明的五芯测量技术解决了用长电缆测量时电缆电阻及接线电阻变差对测量的影响，为该仪器自动化测量的推广应用开辟了广阔的前途。
差阻式仪器属于“零漂移”高稳定的产品 。
我们作过这样的试验，将几种仪器放置在常湿、温度为0～35℃的试验室里有4年多时间。
一台差阻式砼压应力计测值4年多仅变化1～2个电阻比。
两台300T 锚索测力计4年多仅变化1个电阻比。
一台Φ40mm 差阻式钢筋计4年多仅变化1～2个电阻比。
3台差阻式介质土压力计4年多分别变化2、3、4个电阻比。
这种性能给工程的大量运用奠定了基础。
差阻式仪器的测量原理：仪器利用张紧在仪器内部的弹性钢丝作传感元件，将仪器所受物理量变化转变为电量测量。
如图1所示。
钢丝受力时其变形与电阻比的变化关系式为：L LR R D =D lR -钢丝电阻，R D -钢丝电阻变化量，L -钢丝长度，L D -钢丝长度变化量。
l -仪器灵敏度系数。
图1：差阻式仪器原理图仪器内通过两根方杆将两根钢丝差动地绕在四个瓷子上，利用电阻差动变化求出仪器电阻比：R RΔR R ΔR R ΔR R z Δ2221121»÷÷øöççèæ+=因差动电阻式仪器中高强钢丝的直径一般为Φ0.04～Φ0.06mm ，仪器在高应力张拉状态下，钢丝不耐震，更不能碰撞。
因此，仪器在搬运、率定、安装埋设及混凝土振捣过程中需十分小心。
否则极易造成仪器钢丝断裂而失效。
另外该类型仪器在接长电缆时，接头一定要处理好，否则，电缆的绝缘会下降，也会/仪器网对测量造成影响。
2 差阻式仪器耐高压原理及在工程中广泛应用差阻式仪器耐高压原理是由于仪器(应变计、测缝计、小应变计等)腔体端部增加一补偿波纹管，此波纹管与仪器腔体连通。
仪器整个腔体灌满变压器油。
如图2所示。
当仪器埋设在有高压水的混凝土中时，外部水的高压压缩补偿波纹管变形。
因液体不可压缩，则仪器腔体中压强与外部水的压强平衡，此时仪器腔内外的压差为零，则仪器自然具有耐高压的特性。
差阻式仪器可在很高水压环境中可靠工作而不损坏。
我国近十几年来是世界上建坝最多、最高，且建坝规模最大的国家。
高坝、高水头及抽水蓄能、引水工程等都需要大量耐高压的应变计、测缝计、钢筋计计等仪器。
我们生产的大量耐高压差阻式仪器满足了工程安全监测的急需。
3 差阻式锚索测力计结构的改进原差阻式锚索测力计的结构主要由受力承重筒及在其筒身四周对称安装四支差阻式小应变计及保护筒、电缆、接线盒等组成。
原四支小应变计用固定块固定在受力筒上。
该结构很难保证应变计轴向变形与受力筒受力方向平行。
因此，在材料试验机上率定时，锚索测力计有时会出现线性不好的情况。
在实际工程运用中，我们发现当锚索测力计轴向加载锚固后，其测值有时出现在锚索超过张拉最大值的反常现象。
针对上述现象，我们对锚索测力计的结构受力进行了分析，找出原因，并对结构进行了改进。
改进后的应变计轴向变形完全与承重筒轴向受力方向平行，准确地反映了筒体轴向变形。
使用新结构的锚索测力计在材料试验机上标定可以看出，仪器的线性和精度都得到了提高。
在工程上也没有出现仪器测值在锚索张拉后测值反常的现象。
4 振弦式仪器的原理、性能特点及现场运用需注意的问题振弦式仪器自上世纪30年代发明至今，因为其结构简单，长期测量稳定性好，输出频率易长距离自动化测量，仪器绝缘要求低等特点，在工程上一直得到广泛运用。
因水利水电工程对埋入式仪器的可靠性及长期稳定性要求很高，长期以来，国内水利水电工程几乎大多采用国外进口的振弦式仪器。
随着南瑞水利水电技术分公司在振弦式仪器关键技术上的突破，国产振弦式系列仪器受到了水利水电等行业的青莱。
振弦式仪器中关键部件为一张紧的钢弦，它与传感器受力件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系测得各种物理量。
两者之间的关系为：m F L f 21=f -钢弦自振频率，L -钢弦长度，F -钢弦受力，m -钢弦质量。
振弦式仪器的钢丝直径一般比较细，且承受一定的张拉应力，因此钢弦不能受到扭力。
对振弦式应变计、测缝计等在标定或现场安装时，严禁扭转端头或拉杆，否则极易造成仪器永久损坏。
5 新型振弦式大应变计现有的振弦式大应变计结构采用两端头联接保护管和张紧钢丝。
两端头轴上有两道O 型密封圈与保护管密封。
因为耐压橡胶圈与保护管要密封紧，导致仪器刚度较大。
而且大应变计在变形过程中，O 型圈与保护管内壁摩擦力的不稳定致使仪器刚度不稳定。
另外，现有的振弦式大应变计结构不能承受较高的水压力。
这两种原因导致振弦式大应变计大体积砼中的应用与差阻式应变计有较大的差距。
我们最新研制的振弦式大应变计结构的有效弹模控制在300～500MPa 。
从力学分析，应变计越软越能反应混凝土的真实变形。
理论上，仪器刚度为“零”时能100%测出混凝土的真实应变。
反之，应变计的刚度增大，测出混凝土应变失真。
特别在水工建筑物低弹模混凝土中及在混凝土终凝阶段，此现象更为严重。
现国内外许多厂商生产的大应变计刚度很大，测出混凝土应变误差很大。
另外，新研制的振弦式大应变计解决了大应变计耐高压的难题。
下面列出一种测量范围为3000×10-6µε的振弦式大应变计的率定资料。
从数据可以看出这种结构的新型大应变计测量范围大，灵敏度和精度高，适用于水工建筑物大体积砼中测量砼的真实应变。
6目前，国外公司生产的振弦式砼压应力计是用于隧道砼衬砌中测砼压应力。
仪器用两矩形薄板四周焊接而成。
两薄板中间间隙极小，中间填充传压液体。
应力计上板用一传压管与振弦式压力传感器相连。
压力传感器上伸出一根很长的加压管。
将应力计埋设在砼衬砌中或埋设在砼与隧道洞壁之间。
一般喷射砼浇注完毕，待砼因水化热随时间温度下降后，砼与仪器传压板间产生间隙。
此时，用加压管再加压力直到传压板与砼间隙完全接触，开始测砼的压应力。
仪器两传压板间隙虽很小，但因传压液体温度系数很大而造成温度补偿系数很大，因此不能在砼中特别是在大体积砼中测量出砼的压应力。
我们设计的振弦式砼压应力计保证了仪器测量砼压应力时误差最小，仪器温度补偿系数很小。
新设计的压应力计能在大体积砼中温度变化较大的情况下准确测出砼的压应力。
振弦式压应力计用振弦式压力传感器来测量砼的压应力。
因振弦式压力传感器灵敏度很高，故振弦式砼压应力计测量精度较高。
7 振弦式锚索测力计在工程应用中的一些问题及解决办法振弦式锚索测力计为圆筒状结构，圆筒由弹性钢材料做成，在其上垂直均布3、4或6只安装孔，在孔内安装振弦式高灵敏度小应变计。
仪器采用全密封结构，可耐3MPa的水压。
当锚索测力计受少量偏心载荷，取每支小应变计读数的平均值能减小偏心对测量的影响。
近几年来，我公司在国内外工程中安装了近2000台套100T～600T的锚索测力计。
曾经有两个工程在在锚索张拉过程中，出现锚索测力计测值小于液压千斤顶加力的90%，使用方怀疑锚索测力计测量有问题或液压加压装置有问题。
为检验两设备测量的准确度，将设备送到我国成都计量科学院用准确度为0.05%的材料压力试验机标定。
从标定数据看，两设备精度都满足要求。
现场安装出现这种差异的原因主要归结为以下几个方面，一是现场安装的锚索测力计的锚块不规范。
一般要求锚块与锚索测力计尺寸匹配，垫块的厚度要大于50mm，垫块太薄一般会产生大于3～4%的测值误差。
二是锚索测力计受偏心荷载太大。
锚索测力计在加载时应对钢索采取整束分级张拉，使锚索测力计受力均匀。
尽量少用单根张拉的加载方式，以避免使测力计产生较大偏心荷载。
实际在张拉过程中，可监测锚索测力计每个小应变计测值变化的差异，以调整锚索的张力使荷载偏心减少。
三是锚垫板与锚索张拉孔的中心轴的垂直度偏差大时会使锚索测力计在锚索张拉过程中在压垫块上产生滑移，使测力计测值偏小。
因此，应使两者垂直度偏差尽量小。
国外有厂商曾在产品使用说明书上要求其垂直度误差在±1.5°之内，能保证锚索测力计的测量准确度。
因测力系统测量力准确与否的影响因素太多，现场一系列条件很难满足要求，所以在工程应用上，一般锚索测力计测值偏差＜10%左右就认为合格。
因此，只有测力系统对每个环节进行精心设计，精心施工，才能达到测量锚索加载的准确和保证长期应力松驰测量的可靠性。
8 结语差阻式系列仪器和振弦式系列仪器都是历史悠久的传统工程安全监测仪器。
为了满足工程安全监测的需要，南瑞研制开发并生产了大量优质可靠的监测仪器用于工程安全监测。
随着技术的进步并对两类仪器不断创新改进，我国的此类仪器的技术水平已经达到了国际先进水平。
作者简介吕刚，男，教授级高级工程师，从事大坝安全监测仪器及监测技术。
Email : lvgang@。
