在桥梁、大坝、边坡等关键工程的安全监测中,VWA型振弦式锚索测力计凭借其可靠性和精确度成为重要工具。其核心在于内部对称分布的四支振弦应变计协同工作机制,以及由此带来的强大抗风险能力。
四支振弦式应变计如何协同工作?
四支振弦应变计以90°间隔均匀固定于测力计的测量钢筒内壁上。当锚索受力时,钢筒产生轴向变形,带动四支应变计同步形变,进而改变其内部钢弦的振动频率。每支应变计独立工作,通过电磁线圈激振并测量各自的频率信号(频率模数 F = Hz² × 10⁻³)。测量时:
整体荷载计算:将四支应变计实时测得的频率模数变化量 (ΔF₁, ΔF₂, ΔF₃, ΔF₄) 代入公式:
P = k × (ΔF₁ + ΔF₂ + ΔF₃ + ΔF₄) / 4
其中 k 为标定系数。取平均值有效抵消局部微小误差,得到精准的总荷载值 (P)。
偏心监测:对比四支应变计的实时测量值。若受力均匀,四值应相近。若某方向测值显著高于或低于平均值,即可判断荷载存在偏心,并依据各测值差异计算出偏心的方向和大小,为结构安全提供关键诊断信息。
单支损坏是否影响整体测量?
这是工程设计特别关注的容错性问题。VWA测力计的四弦设计提供了重要保障:
荷载监测仍可进行:若其中一支应变计完全失效(如断弦或电路故障),系统可自动排除该无效数据。剩余三支有效应变计的测量值仍能计算荷载:
P = k × (ΔF₁ + ΔF₂ + ΔF₃) / 3 (假设第4支损坏)。虽然数据样本减少,但在绝大多数工程监测精度要求(如±0.5%F.S或±1%F.S)范围内,仍能提供有效的荷载数据,确保监测不中断。
偏心判断能力部分受限:单支损坏后,无法再获取该方向的数据,对偏心方向和大小的计算精度会有所下降。但其余三支数据仍能提供有价值的受力分布参考。
故障可识别:通过读数仪读取各通道数据,能清晰发现某支应变计无信号输出或输出异常(如频率值恒定不变或超范围),及时提示维护需求。
VWA型振弦式锚索测力计的四弦协同设计,不仅通过平均值计算提升了整体荷载测量的精度和稳定性,更实现了对受力偏心状态的实时监测。其冗余设计确保了在单支应变计意外损坏的极端情况下,核心的荷载监测功能依然有效,最大程度保障了工程结构长期监测数据的连续性和可靠性,为岩土与结构工程的安全保驾护航。