如何通过振弦式反力计监测支撑轴力变化？
点击次数：3 更新时间：2026-05-20
振弦式反力计是深基坑工程中监测支撑结构轴力变化的重要传感器件。其工作原理基于振弦的共振频率与所受张力之间的确定关系，当支撑结构承受荷载时，反力计内部钢弦的张力发生变化，导致其自振频率相应改变，通过测量频率信号即可换算出轴力数值。
在监测系统布设阶段，反力计应安装在支撑结构的端部或受力关键截面处。安装时需确保传感器与支撑构件保持同轴对中，避免偏心受力导致测量偏差。传感器与支撑端部之间应设置刚性垫板，以保证荷载传递路径的连续性。对于钢筋混凝土支撑，反力计通常布置于支撑与围檩或冠梁的连接节点处；对于钢支撑，则直接安装于支撑端头与活络头之间。
数据采集过程中，现场读数仪向振弦式反力计内的电磁线圈施加激励脉冲，使钢弦产生自由衰减振动，线圈感应出与振动频率相同的电信号。测量系统记录该频率值，并依据出厂标定系数将其转换为当前荷载。每次测量均需同时记录环境温度值，以便后续进行温度修正。采集频率应结合施工工况确定，一般在开挖卸载阶段每天采集一次，关键施工节点或变形异常时加密至每小时一次。
轴力变化的计算分析建立在初始基准值的基础之上。安装完成且未受施工扰动时的读数作为初始值，后续各次测量值与初始值的差值即为荷载变化量。环境温度效应会引起钢弦热胀冷缩，导致频率漂移，因此需从总变化量中分离温度影响分量。对于多层支撑体系，各层支撑的轴力变化存在时序关联，下层支撑建立后上层支撑的轴力会重新分布，分析时应考虑完整的支撑系统协同工作状态。
监测数据的判读需结合周边环境条件、围护结构变形和地下水位变化等信息综合进行。轴力持续增长可能表明土压力增大或支撑体系出现超载；轴力异常衰减则可能预示支撑松弛、节点失效或围护结构过度变形。将实测轴力与支撑构件的设计承载力进行对比，当监测值接近控制阈值时，应及时发出预警并调整后续施工参数。
为保证长期监测的可靠性，应定期对测量系统进行现场检查，包括线路连通性、传感器锚固状态及保护装置的完整性。对于暴露在外的传感器及线缆，采取机械防护与防水密封措施，防止施工机械碰撞或泥浆渗入造成损坏。监测结束后，可选取部分反力计进行室内复核标定，评估长期测量数据的可信度。
