一种拱坝全变形监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种拱坝全变形监测装置。在拱坝某一断面的不同高程廊道或观测间内设置监测仪器，所述的监测仪器包括垂线监测仪和倾斜监测仪，并且一一对应设置。垂线监测仪为Ⅰ号垂线监测仪、Ⅱ号垂线监测仪、Ⅲ号垂线监测仪、Ⅳ号垂线监测仪，倾斜监测仪也有相应数量的设置。通过倾斜监测仪器的监测成果，计算坝体上部在垂线尚未安装期间的坝体变形，以此对大坝分段的垂线监测成果进行修正，从而得到大坝实际全变形，成功解决了大坝实际全变形无法监测的问题。
【专利说明】一种拱坝全变形监测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及水电工程【技术领域】，具体说是一种拱坝全变形监测装置。
【背景技术】
[0002] 近年来我国水电发展尤为迅速，以澜沧江小湾拱坝(坝高294. 5m)、金沙江溪洛 渡拱坝(坝高285. 5m)、雅砻江锦屏一级拱坝(坝高305m)、金沙江白鹤滩水电站拱坝(坝高 277m)为代表的一批的高拱坝陆续修建，使我国拱坝设计理论及施工技术达到国际先进水 平。但是，拱坝安全监测技术发展明显滞后于筑坝技术的发展。随着坝高的不断增加，坝体 和坝基的倾斜影响越大，拱坝全变形监测已成为需要迫切解决的技术问题。
[0003] 传统的拱坝变形监测主要采用垂线、表面变形监测点等仪器，由于仪器安装时间 及布置方式的缺陷，不能捕捉仪器安装滞后及大坝倾斜等因素产生的大坝变形损失，因此 需要研究一种能解决监测大坝全变形的监测装置。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种拱坝全变形监测装置，以解决目前拱坝全变形无法 监测的问题。
[0005] 本实用新型的技术方案为：拱坝全变形监测装置是在拱坝某一断面的不同高程廊 道或观测间内设置监测仪器，所述的监测仪器包括垂线监测仪和倾斜监测仪，并且一一对 应设置。
[0006] 所述的垂线监测仪为I号垂线监测仪、II号垂线监测仪、III号垂线监测仪、IV号垂 线监测仪(具体数量根据拱坝廊道设置情况进行调整)，倾斜监测仪也有相应数量的设置。
[0007] 通过倾斜监测仪的监测结果，计算监测点位置上部坝体在垂线尚未安装期间所对 应的变形，以此对拱坝分段的垂线监测结果进行修正，从而得到拱坝实际全变形。
[0008] 本实用新型利用拱坝不同高程廊道(或观测间)，分段对应布设垂线和倾斜两种监 测仪器，通过垂线监测得到的拱坝变形加上倾斜仪器监测得到的坝体上部在垂线尚未安装 期间的坝体变形，从而获得拱坝实际全变形，成功解决了拱坝实际全变形无法监测的问题。 本实用新型已成功应用于水电工程，取得了良好的效果，实用性强。改变了我国拱坝安全监 测设计和监测方法，在拱坝中具有广泛的市场前景和推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型的拱坝全变形监测装置示意图。
[0010] 图中：1 一 I号垂线监测仪，2- II号垂线监测仪，3 - III号垂线监测仪，4一IV号垂 线监测仪，5-倾斜监测仪器，6-观测间，7-(坝内）廊道，8 -坝基，9一坝顶，10-下游面， 11 一上游面，H2 - II号垂线长度，H3 -111号垂线长度，H4 - IV号垂线长度，L1、L2、L3、L4 一 高程。
【具体实施方式】 toon] 如图1所示，本实用新型的拱坝全变形监测仪装置是在拱坝某一断面的不同高程 LI、L2、L3、L4的坝内廊道7或观测间6内设置监测仪器，所述的监测仪器包括垂线监测仪 和倾斜监测仪5,并且一一对应设置，垂线监测仪为I号垂线监测仪1、II号垂线监测仪2、 III号垂线监测仪3、IV号垂线监测仪4,倾斜监测仪5也有相应数量的设置。通过倾斜监测 仪器的监测成果，计算监测点位置上部坝体在垂线尚未安装期间所对应的变形，以此对拱 坝分段的垂线监测成果进行修正，从而得到拱坝实际全变形。其中监测高程的设置和监测 仪的数量根据拱坝廊道设置情况进行相应调整。
[0012] 具体方法是：
[0013] (1)当拱坝浇筑至L1高程并具备仪器安装条件时（tl时刻)，悬挂I号垂线和安装 I号倾斜监测仪器，并开始监测，此时I号倾斜监测仪器取得倾斜角度初值ejtl);
[0014] (2)随拱坝浇筑至L2高程并具备仪器安装条件时（t2时刻)，悬挂II号垂线和安装 II号倾斜监测仪器，并开始观测；此时，II号倾斜监测仪器取得倾斜角度初值02(t2)，I号 倾斜监测仪器所测倾斜角度为Θ i (t2)，则t2时刻，II号垂线悬挂时的实际全变形为：
[0015] H 2tan[ Θ ^2)-Θ Jtl)]，其中：y2-修正后的II号垂线t2时刻实际变形， yi- I号垂线t2时刻变形，Η 2-II号垂线长度；
[0016] (3)随拱坝浇筑至L3高程并具备仪器安装条件时（t3时刻)，悬挂III号垂线和安装 III号倾斜监测仪器，并开始观测；此时，III号倾斜监测仪器取得倾斜角度初值03(t3)，II号 倾斜监测仪器所测倾斜角度为Θ 2 (t3)，则t3时刻，III号垂线悬挂时的实际全变形为：
[0017] y3=y2+ H3tan[ Θ 2(t3)_ Θ 2(t2)]，其中：y3-修正后的III号垂线t3时刻实际变形， y2-2号垂线t3时刻变形，Η 3-111号垂线长度；
[0018] ......
[0019] 以此类推，可得到上部垂线悬挂时的实际全变形计算函数为：
[0020] 7,-.=7,+ H ,-. tan[ β "ti+1)- Θ "ti)_
[0021] 其中：yi+1-修正后的i+1号ti+1时刻垂线实际变形，yi-i号垂线ti+1时刻变 形，H i+1 - i+1号垂线长度，Θ Jti+1) - i号倾斜监测仪器在ti+1时刻所测的倾斜角度， Θ i(ti) - i号倾斜监测仪器在ti时刻所测的倾斜角度，i = 1，2,……。
【权利要求】
1. 一种拱坝全变形监测装置，其特征在于在拱坝某一断面的不同高程廊道或观测间内 设置监测仪器，所述的监测仪器包括垂线监测仪和倾斜监测仪，并且一一对应设置。
2. 根据权利要求1所述的拱坝全变形监测装置，其特征在于所述的垂线监测仪为I号 垂线监测仪、II号垂线监测仪、III号垂线监测仪、IV号垂线监测仪，倾斜监测仪也有相应数 量的设置。
【文档编号】G01B21/32GK203881326SQ201420088069
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】赵志勇, 胡灵芝, 张礼兵, 陈荣高, 邹青, 杨姗姗, 赵世明, 覃姗姗 申请人:中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院有限公司