Vorrichtung zum Messen der Bewegung von Bauwerken.
Bei einer Hochbaute, wie beispielsweise einem Kirchturm oder einer Talsperre, besteht die Möglichkeit, dass sich irgendein Punkt des Bauwerkes horizontal verschiebt. Durch Setzungen kann sieh aber dieser Punkt auch in vertikaler Richtung bewegen. Die horizontale Versehiebung wird in der Regel in zwei zueinander senkrecht stehende Komponenten zerlegt, denen in vielen Fällen eine besondere Bedeutung zukommt. Bei einer Talsperre bei- spielsweise wird die horizontale Bewegung in eine Komponente in Richtung der Talachse und in eine horizontale Komponente senkreeht dazu zerlegt, welch letztere in der Regel mit der Talsperrenachse zusammenfällt.
Die erstgenannte Komponente zeichnet sich dureh einen besonders grossen Wert aus, während die zweite Komponente in der Regel ver nachlässigbar klein ist.
In den Fig. 1 und 2 sei ('der Punkt, dessen Bewegung wir beobachten, und zwar beschrÏnken wir uns der Einfachheit halber auf eine einzige Bewegungsriehtung, nämlich x-x. Dieser Punkt sei beispielsweise ein Punkt eines vertikalen Schachtes einer Talsperre, deren Verbiegung wir beobachten wollen. Naeh erfolgter Bewegung gelangt cler Punkt C'naeli C'ud der Bewegwngsweg be- trio, gt ,.
Um nun diese Bewegung zu messen, hÏngt man im Punkt A ein Lot auf. Dieses Lot besteht aus dem Draht Q, an dem unten ein Ge wicht ss befestigt ist. Nach erfolgter Verformung hat sich der Punkt 1 um die Strecke rt nach A' bewegt. Der Lotdraht hat in der H¯he des Punktes es C nach erfolgter Verfor mung der Wand einen Abstand C'-C"= c.
Die Nuslenkung des Punktes C ergibt sich somit zu X, = a-c.
Das Messen der Pendelauslenkung c kann beispielsweise optisch mit Hilfe eines Me¯mikroskopes dmrchgefiihrt werden. Das Mi kroskop 1 ist so aufzustellen, dass seine Tubus achse e-e genau senkrecht zur Achse x-a ; steht. Der Mikroskoptubus 1 ist in einem Halter 2 (Fig. 3, 4) eingespannt, der vermittels Gewindespindel 3 durch Drehen des RÏndelkopfes 4 auf dem Halterohr 5 versehoben werden kann. Das Halterohr ist mit einer Teilung 6 versehen, an der die Versehiebung abzulesen ist. Dieses Halterohr kann beispielsweise auf einem in der Wand befestigten Zapf'en 7 aufgesteckt werden.
Voraussetzung für eine zuverlässige Messung ist, dass bei wieder holtem Setzen des Mikroskopes stets die ursprüngliche Ausgangsstellung erhalten wir (l.
Eine weitere grundlegende Voraussetzung zur Erlangung eindeutiger Messergebnisse ist die Bedingung, dass die Messschlittenbewegung parallel zu der zu messenden Bewegungsrich- tung verläuft. Bei Nichterfüllung dieser Be dingungen entstehen Messfehler.
Ein entsprechender Fehler entsteht, wenn die Versehiebungsbewegung auch eine Komponente in der vertikalen Ebene aufweist. Wenn man für eine Reihe von Punkten der verti kalen Linie AB (Fig. 1) die Verschiebung ein wandfrei messen soll, so muss die Stellung der Setzvorriehtung für jeden einzelnen Beobachtungspunkt die Bedingung erfüllen, da¯ die Messbewegung des Mikroskoptubus parallel zur Verschiebungsbewegung verlÏuft.
Mi¯t man also die horizontale Auslenkung eines Punktes, so muss die Setzachse in einer zur Bewegungsebene parallelen vertikalen Ebene liegen und in dieser zudem horizontal verlaufen. Führt der Punkt C eine ebene Be wegung aus, so wird diese Bewegung in zwei zueinander senkrecht stehende Komponenten zerlegt und jede dieser Komponenten f r sieh gemessen. Zu den erwähnten Bedingungen tritt noch eine dritte hinzu, nämlich es m ssen die beiden Setzvorriehtungen untereinander einen rechten Winkel einschlie¯en.
Bei einer Talsperre mit Sehaehthöhen von 50 m und mehr verursaeht das einwandfreie Verlegen der Setzstellen grosse Nlühe. Die Durchführung des Messvorganges ist ebenfalls mühsam, da das Setzmikroskop beim Beobachten einer ebenen Bewegung für jeden Me¯punkt zweimal zu setzen ist. Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile der bekannten Anordnungen zu verhindern. Als Setzvorrichtung wird die bekannte Dreipunktlagerung benützt, wobei vorzugsweise alle drei Setzpunkte mit je einer Ku-,-el zur Lagerung versehen sind.
Diese Lagerung gewÏhrleistet auf lange Sicht eine stets gleich- bleibende Grundstellung des Mikroskophalters gegenüber den bisher bekannten Lagerungsarten vermittels konischer Zapfen. Die drei Setzstellen 11, 12 tmd 13 (Fig. 7 und 8@ sind auf einer dreieckf¯rmigen Grundplatte 14 angeordnet. Die oberste Setzstelle 11 weist an einem an der Grundplatte befestigten Bolzen eine kegelförmige Bohrung zur Aufnahme der Kugel 15 des Mikroskophalters 16 auf. Der Kugelhals ist mit einer Überwurfmutter 17 versehen, die leicht an einem Aussengewinde des genannten Bolzens angezogen wird. Diese Setzart wirkt als Hängelager des likroskophaltes.
Infolge seines Eigengewichtes stützt er sich vermittels der beiden Kugeln 18 und 19 gegen die ebenen Setzfläehen 12 und 13 der Setzplatte 14 ab (Fig. 7, 8). Diese Setzstellen 12 und 13 können in ihrer axialen Richtung vermittels des am Schaft angebrach- ten Feingewindesverstellt werden, um die Achse x-x in die parallele Ebene zur Bewe gungsebene auszurichten. Nachdem dies geschehen ist, werden die beiden Setzstellen in ihrer Lage endgiiltig gesichert.
Durch Drehen der Kurbel 20 versehiebt sich der Mikroskophalter 21, bis das Bild des Drahtes Q mit dem Fadenkreuz des Okulares zusammenfällt. Die Verschiebung in der x-x Richtung ist an der Teilnng 22 ersichtlich.
Diese Vorrichtung gibt zudem die Möglichkeit, auch die vertikale Bewegung des Drahtes zu beobachten. Zu diesem Zweek wird der Draht in der Hoche des horizontalen Okularstriches mit einer AIarke versehen. Im Halter 31 ist eine Mikrometerschraube 23 eingebaut. Das Ende der Spindel stützt sieh infolge des Eigengewichtes des Halters 21 gegen den auf der Setzplatte 14 (Fig. 6 bis 9) ange brachten Winkel24.DurchDrehen des RÏn delkopfes 25 nivelliert man den IIalter vermittels Libelle 26 ein.
Versehiebt sich die Marks in vertikaler Richtung, so dreht man erneut am lländelkopf der Mikroskopschraube bis der horizontale Strieh des Okulares mit der Marke wieder übereinstimmt. Die am Alikro- skopkopf ersichtliche Stellung ergibt zusam- men mit der Stellung des Mikroskopes die vertikale Verschiebung.
Diese Dreipunktlagerung erm¯glicht das Setzen der Me¯vorrichtung ohne jeden Zwang, allein dureh das stets gleichbleibende Eigen- gewicht. Die zeitlich durch wiederholtes Setzen eintretende Verformung der drei Setzpunkte ist daher praktisch vernaehlässigbar, im Gegensatz zu den bekannten Sctzarten vermittels Federdruek oder Verschraubungen.
Bei der gleichen Stellung des Halters 31 kann zudem die in die g-Riehtung fallende Bewegungskomponente gemessen werden, wenn der Mikroskoptubus 1 auf dem Haltrohr um 90 geschwenkt werden kann, wie das in Fig. 9 angedeutet ist. Der Tubus muss zur Vor nahme dieser Messung auf einen zweiten Mi krometerschlitten 27 aufgesehraubt sein, der
4. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste, ku gelige Setzpunkt (15) an seiner Setzstelle (11) frei hängend gehalten ist, während die brigen Setzpunkte unter der Wirkung des Eigen- gewichtes des Mikroskopes und seines TrÏgers auf ihren ebenen Setzstellen anliegen.
5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Setzpunkt (15) des Gerätes mittels einer ¯ber wurfmutter gehalten ist.
6. Vorrichtung nach Unteransprueh 4, dadureh gekennzeichnet, dass der Mikroskop- ttibus (1) auf dem Mikroskophalter (21) um 90 sehwenkbar gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeiehnet, dass der Mikroskop- tubus (1) auf einem mittels einer Mikrometer sehraube (28) verstellbaren Mikrometersehlitten (27) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Unteransprueh 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroskop- halter (21) us die Setzstelle (11) schwenkbar angeordnet ist.
9. Vorrichtung naeh Unteransprueh 4, gekennzeie. hnet durch eine im Mikroskophalter (21) eingebaute Mikrometervorrichtung (25), mittels welcher die Vertikalbewegung einer auf einem Lotdraht angebrachten Marke gemessen werden kann. mit Hilfe des Mikrometerrändelkopfes 28 in der qJ-Riehtung versehoben werden kann.
Die Setzstelle (Fig. 7, 8) ist mit einem Deckel ausgerüstet, der nach erfolgter Mes- sung ber die Platte 14 geschoben wird, um iede Bewegung oder Veränderung der eigentlichen Setzpunkte zu verunmogliehen.