CZ20985U1

CZ20985U1 - Device to determine work diagram of ground anchors in tension

Info

Publication number: CZ20985U1
Application number: CZ201022454U
Authority: CZ
Inventors: Zatloukal@Jan; Sovják@Radoslav; Heinrich@Pavel; Máca@Petr; Konvalinka@Petr
Original assignee: Ceské vysoké ucení technické v Praze,
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2010-06-14

Description

Zařízení pro stanovení pracovního diagramu zemních kotev v tahuEquipment for determination of working diagram of ground anchors in tension

Oblast technikyTechnical field

Předkládané řešení se týká zařízení pro stanovení pracovního diagramu zemních kotev v tahu tj. měření tahové kapacity zemních kotev,The present invention relates to a device for determining the working diagram of ground anchors in tension, ie measuring the tensile capacity of ground anchors,

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Se vzrůstajícím zájmem o stavbu fotovoltaických elektráren a instalaci solárních panelů přirozeně vzešly požadavky na tahovou únosnost zemních kotev, na které jsou tyto panely bezprostředně přichyceny. Dosud neexistuje žádné sofistikované zařízení, které by bylo schopné odpovídajícím způsobem zjistit pracovní diagram zemních kotev v tahu. Jedná se hlavně o dostatečnou io tahovou kapacitu daného zařízení, dostatečnou flexibilitu a roznos tlakových zatížení působících zpětně na zem v dostatečné vzdálenosti od zkoumané zemní kotvy. Současně se také jedná o monitorování vysunutí zemní kotvy do maximální tahové únosnosti v dostatečné vzdálenosti od zkoušené zemní kotvy. Dále se také jedná o dostatečnou rychlost jednoho měření.With the growing interest in the construction of photovoltaic power plants and the installation of solar panels, naturally the requirements for tensile load-bearing capacity of ground anchors to which these panels are immediately attached have arisen. So far, there is no sophisticated device that can adequately detect the working diagram of earth anchors in tension. It is mainly about sufficient tensile capacity of the equipment, sufficient flexibility and distribution of pressure loads acting on the ground at a sufficient distance from the ground anchor under investigation. At the same time, it is also monitoring the extension of the earth anchor to the maximum tensile load at a sufficient distance from the tested earth anchor. Furthermore, it is also sufficient speed of one measurement.

Zemní kotvicí prvky se velmi často testují na svou tlakovou únosnost. Jedná se především o velmi masivní zařízení, které muší být na místo přepraveno těžkou technikou a spolu s tím opatřeno dodatečnými stavebními prvky, na které může být osazeno. Například zařízení pro vyvození tlaku na zemní pilotu se skládá z tuhého zatěžovacího prvku, rozpěmého prvku s možností kontroly vnášené síly a nejméně dvou předepnutých zemních kotev upevněných jedním koncem k zatěžovacímu prvku.The ground anchors are very often tested for their compressive strength. In particular, it is a very massive device that must be transported to the site by heavy equipment and, together with it, provided with additional building elements on which it can be fitted. For example, the ground pile pressure applying device comprises a rigid load element, a span element with control of the applied force, and at least two pre-stressed ground anchors fixed at one end to the load element.

Silové snímače jsou široce rozšířeny v celém stavebnictví. Velmi Často se využívají ve zkušebnictví pro kontrolu vnášené síly Či pro kontrolu předpínacích sil v dodatečně či předem předepnutých konstrukcích.Power sensors are widely used throughout the construction industry. Very often they are used in testing to control the applied force or to check the prestressing forces in post-tensioned or pre-tensioned structures.

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro stanovení pracovního diagramu zemních kotev v tahu, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že sestává z hlavního nosníku tvořeného válcovanými profily, připojeného svým jedním koncem přes kloubové spojení s pasivní stojkou a druhým svým koncem přes další kloubové spojení s aktivní stojkou. Ke středové části hlavního nosníku je připojen adaptér se silovým snímačem, který je připojitelný ke kotvě. Pasivní stojka i aktivní stojka jsou umístěny v dostatečné vzdálenosti od zkoušené kotvy.The aforementioned drawbacks are largely overcome by the device for determining the working diagram of the ground anchors in tension, according to this technical solution. Its essence is that it consists of a main beam formed by rolled profiles, connected by its one end via an articulated connection to the passive upright and the other by its other end via another articulated connection to the active upright. An adapter with a force sensor that is attachable to the anchor is connected to the central part of the main beam. Both the passive and active props are located at a sufficient distance from the tested anchor.

Aktivní stojka je s výhodou opatřena hydraulickým válcem, pro vnášení požadované deformace, a roznášecí deskou, pro roznos napětí z hydraulického válce do podloží.The active prop is preferably provided with a hydraulic cylinder for introducing the desired deformation and a distribution plate for distributing stress from the hydraulic cylinder to the ground.

Pasivní stojka může být při své patě opatřena dvojicí válcovaných úhelníků pro zajištění dostatečné stability a roznos napětí do podloží.The passive upright can be provided with a pair of rolled angles at its heel to provide sufficient stability and stress distribution to the ground.

Adaptér je ve výhodném provedení na jedné straně opatřen přes šroubové spojení hákem pro připojení k oku na hlavním nosníku a na druhé straně přes další šroubové spojení dalším hákem pro připojení k dalšímu oku připojenému k zemní kotvě. Další oko je s výhodou opatřeno kruhovou trubkou, která má po svém obvodu oválné otvory, které jsou oproti sobě natočeny o 120° pro zajištění jejího dokonalého spojení se zemní kotvou. Ke kruhové trubce mohou být připojeny dvě čtvercové trubky natočené oproti sobě o 180° a opatřené úchytem úhelníků. Úhelníky jsou na svých koncích opatřeny otvorem pro uchycení lanka lankového snímače a těla lankových snímačů jsou pevně přichycena k zemi v dostatečné vzdálenosti od zkoušené zemní kotvy.The adapter is preferably provided on the one hand with a hook for connecting to an eye on the main beam and on the other hand with a further hook for connecting to another eye connected to the ground anchor via a further screw connection. Preferably, the other eye is provided with a round tube having oval openings about 120 DEG to each other to ensure its perfect connection to the ground anchor. Two square tubes can be connected to the circular tube, turned 180 ° opposite to each other and provided with an angle bracket. The angles are provided at their ends with an opening for attaching the cable of the cable sensor and the cable sensor bodies are firmly attached to the ground at a sufficient distance from the ground anchor under test.

Zařízení tedy sestává z pevného nosníku tvořeného jednotlivými pevnými válcovanými profily, které jsou k sobě vhodným způsobem přichyceny tak, že vytváří tuhý celek. Ve výhodném pro45 vedení je celý nosník sestaven z jednotlivých válcovaných profilů tak, že váha každého jednohoThus, the device consists of a rigid beam formed by individual fixed rolled profiles which are suitably attached to each other so as to form a rigid unit. In a preferred guide, the entire beam is made up of individual rolled sections such that the weight of each one

-1 CZ 20985 Ul dílu umožňuje jeho jednoduchou přemístitelnost a smontovatelnost a tím zmenšuje čas, který je potřeba najedno měření. Ve výhodném provedení jsou konce krajních dílů opatřeny otvorem, ve kterém je nasazen čep tak, že celý nosník staticky působí jako kloub - kloub.The part of the part allows its easy relocation and assembly and thus reduces the time needed for one measurement. In a preferred embodiment, the ends of the outer parts are provided with an opening in which the pin is mounted such that the entire beam acts statically as a hinge.

Vzdálenost mezi zkoušenou zemní kotvou a místem, kde se pasivní stojka opírá do podloží, musí být minimálně rovná délce zapuštění kotvy tak, aby zatlačování ocelové stojky nijak neovlivňovalo vytahování zemní kotvy. Do aktivní ocelové stojky je vnášen posun pomocí hydraulického válce. Výška stojky musí být navržena tak aby dohromady s hydraulickým válcem byla stejně vysoká jako pasivní ocelová stojka na druhé straně nosníku. Silový snímač přesně odečítá aplikovanou tahovou sílu.The distance between the tested ground anchor and the place where the passive prop is supported in the ground must be at least equal to the length of the anchor recess, so that pushing the steel prop does not affect the pulling of the ground anchor. The active steel prop is driven by a hydraulic cylinder. The height of the prop must be designed so that, together with the hydraulic cylinder, it is as high as the passive steel prop on the other side of the beam. The force sensor accurately reads the applied tensile force.

Tři oválné otvory v kruhové trubce, zájemně pootočené o 120° přesně kopírují otvory v zemní kotvě a tím zajišťují dokonalé spojení. Úhelníky, které jsou oproti sobě natočeny o 180°, jsou vysunuty do dostatečné vzdálenosti od zkoušené kotvy. Snímače, které jsou umístěny na jejich koncích tak nebudou v tomto výhodném provedení ovlivněny vytahující se zeminou v bezprostředním okolí zkoušené kotvy.The three oval holes in the circular tube, rotated with interest by 120 ° precisely follow the holes in the ground anchor ensuring a perfect connection. Angles that are rotated 180 ° from each other are extended at a sufficient distance from the anchor to be tested. Thus, in this preferred embodiment, sensors located at their ends will not be affected by the extending soil in the immediate vicinity of the anchor under test.

Konstrukce zařízení je navržena tak, že usnadňuje snadnou a rychlou demontáž na základní díly, což umožňuje snadnou manipulaci se zařízením a jeho rychlé přemístění na další měřené místo. Systém dvou ok a háků funguje jako kloubové spojení a tak je vždy zajištěna pouze čistá tahová síla bez vedlejších účinků.The design of the device is designed to facilitate easy and quick disassembly to the base parts, allowing easy handling and moving of the device to the next measured location. The system of two eyes and hooks works as a hinged connection and thus always provides only pure tensile force without side effects.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Zařízení pro stanovení pracovního diagramu zemní kotvy v tahu podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsáno na konkrétních příkladech provedení. Příkladné zařízení je znázorněno schematicky v bokorysu na obr, 1 a v půdorysu na obr. 2. Detail umístění snímače, jeho přichycení k hlavnímu nosníku a detail kotevního adaptéru je schematicky znázorněn v bokorysu na obr. 3 a na obr. 4 v nárysu.The apparatus for determining the working diagram of a ground anchor in tension according to the present invention will be described in more detail on specific exemplary embodiments. An exemplary device is shown schematically in side elevation in Fig. 1 and in plan view in Fig. 2. The detail of the location of the sensor, its attachment to the main beam and the detail of the anchor adapter are schematically shown in side elevation in Fig. 3 and Fig. 4.

Příklady provedení technického řešeniExamples of technical solution

Zařízení pro stanovení pracovního diagramu zemní kotvy se skládá ze čtyř základních částí: hlavní nosník 1, pasivní stojka 2, aktivní stojka 3 a adaptér 4 na kotvu se silovým snímačem 30.The device for determining the ground anchor diagram consists of four basic parts: main beam 1, passive prop 2, active prop 3 and anchor adapter 4 with a force sensor 30.

Hlavní nosník I se skládá z pěti válcovaných profilů. Uprostřed se jedná o válcovaný IPE profil 5, ke kterému jsou z každé strany přišroubovány dva válcované U profily 6, Konce válcovanýchThe main beam I consists of five rolled sections. In the middle there is a rolled IPE profile 5, to which two rolled U profiles 6 are screwed from each side.

U profilů 6 jsou opatřeny otvory 7 pro zajištění kloubového spojení mezi hlavním nosníkem 1 a pasivní stojkou 2 a aktivní stojkou 3, Střední válcovaný IPE profil 5 je uprostřed své délky i šířky opatřen navařeným ocelovým okem 8 pro zajištění kloubového spojení se silovým snímačem 30 a zemní kotvou 20. Středový válcovaný IPE profil 5 je na svých obou krajích symetricky opatřen soustavou rovnoměrně vyvrtaných otvorů 9, do kterých jsou aplikovány šrouby pro za35 jištění momentového spojení.The profiles 6 are provided with openings 7 for securing the articulation between the main beam 1 and the passive prop 2 and the active prop 3. The middle rolled IPE profile 5 has a welded steel eye 8 in the middle of its length and width 8 for securing the articulation with the power sensor 30 and The central rolled IPE profile 5 is symmetrically provided at its two edges with a system of uniformly drilled holes 9 into which the bolts for securing the torque connection are applied.

Pasivní stojka 2 se skládá z válcovaného HEA profilu 10, který je na svém horním konci zbaven obou pásnic. Stojina válcovaného HEA profilu 10 je ve své homí části opatřena otvorem 7 pro zajištění kloubového spojení s hlavním nosníkem 1 pomocí vloženého čepu. Pasivní stojka 2 je ve své dolní části opatřena dvojicí válcovaných L profilů 11, které zajišťují stabilitu a dostateČ40 nou roznášecí plochu celému zařízení.The passive prop 2 consists of a rolled HEA profile 10 which is free of both flanges at its upper end. The web of the rolled HEA profile 10 is provided in its upper part with an opening 7 for securing the articulation with the main beam 1 by means of an intermediate pin. In its lower part, the passive upright 2 is provided with a pair of rolled L profiles 11, which provide stability and a sufficient distribution surface for the entire device.

Aktivní stojka 3 se skládá z válcovaného HEA profilu 12, který je na svém homím konci zbaven obou pásnic. Stojina válcovaného HEA profilu 12 je ve své homí části opatřena otvorem 7 pro zajištění kloubového spojení s hlavním nosníkem I pomocí vloženého čepu. Aktivní stojka 3 je ve své dolní části opatřena přivařeným plechem 13, který rovnoměrně roznáší zatížení z hydrau45 lického válce 14 do celého průřezu aktivní stojky 3. Pod hydraulický válec 14 je uložena roznášecí deska 15, která roznáší zatížení z aktivní stojky 3 do podloží.The active prop 3 consists of a rolled HEA profile 12 which is free of both flanges at its upper end. The web of the rolled HEA profile 12 is provided in its upper part with an opening 7 for securing the articulation with the main beam 1 by means of an intermediate pin. The active prop 3 is provided in its lower part with a welded plate 13 which evenly distributes the load from the hydraulic cylinder 14 to the entire cross-section of the active prop 3. A distribution plate 15 is placed under the hydraulic cylinder 14 which distributes the load from the active prop 3 to the subsoil.

-2Chycení zemní kotvy 20 je provedeno pomocí adaptéru 16, který je opatřen ocelovým navařeným okem 17· Hlavní součást adaptéru 16 je trubka 18 s kruhovým průřezem, která je opatřena třemi oválnými otvory 19, které jsou oproti sobé posunuty o 120°. Těmito otvory 19 se celý adaptér 16 na pevno spojí se zemní kotvou 20. Spojení mezi dutou trubkou 18 a okem 17 zajišťuje navařený plech 21. Adaptér 16 je opatřen dvojicí čtvercových trubek 22, které jsou proti sobě pootočeny o 180°. Čtvercové trubky 22 jsou opatřeny dvojicí děr 24 tak, aby na každou čtvercovou trubku 22 bylo možné upevnit úhelník 23. Každý úhelník 23 je na svém druhém konci opatřen dírou 25, která slouží k uchycení lankového snímače 35 dráhy. Tělo lankového snímače 35 dráhy je pevně přichyceno k podloží, v dostatečné vzdálenosti od zkoušené zemní kotvy 20.The anchor of the ground anchor 20 is provided by an adapter 16 which is provided with a welded steel eye 17. The main component of the adapter 16 is a tube 18 with a circular cross-section which has three oval openings 19 which are offset by 120 ° relative to each other. Through these openings 19, the entire adapter 16 is rigidly connected to the ground anchor 20. The connection between the hollow tube 18 and the eye 17 is provided by a welded sheet 21. The adapter 16 is provided with a pair of square tubes 22 which are rotated 180 ° relative to each other. The square tubes 22 are provided with a pair of holes 24 such that an angle 23 can be attached to each square tube 22. Each angle 23 is provided at its other end with a hole 25, which serves to receive the cable track sensor 35. The cable track sensor body 35 is firmly attached to the ground at a sufficient distance from the ground anchor 20 under test.

ío Spojení oka 8 středního válcovaného IPE profilu 5 s okem 17 adaptéru 16 je provedeno pomocí dvojice háků 26, 27. Homí hák 26 - typ samec, je opatřen plechem 28, na který je přivařen ocelový šroub 29, který se zašroubuje do silového snímače 30. Dolní hák 27 - typ samice, je opatřen plechem 34, na který je přivařena matice 31» do které se zašroubuje silový snímač 30. Silový snímač 30 je ze své horní strany opatřen zapuštěnou maticí 32, do které se zašroubuje homí hák i s 26 typu samec a ze své dolní strany je opatřen šroubem 33, který je našroubován na dolním háku typu samice.The eye 8 of the middle rolled IPE profile 5 is connected to the eye 17 of the adapter 16 by means of a pair of hooks 26, 27. The upper hook 26 - male type is provided with a metal plate 28 to which a steel screw 29 is welded. The lower hook 27 - the female type, is provided with a metal plate 34 on which the nut 31 is welded into which the force sensor 30 is screwed in. The force sensor 30 is provided with a countersunk nut 32 into its upper side. the male and from its lower side is provided with a screw 33 which is screwed on the lower hook of the female type.

Měření pracovního diagramu zemních kotev 20 je řízeno deformací. Do hydraulického válce 14 je vnášena deformace, která se projevuje vysouváním hlavy hydraulického válce 14, Tím se zvětšuje absolutní výška aktivní stojky 3 a přes hlavní nosník Ije přímo úměrně vnášena deformace i do zemní kotvy 20. Deformace mezi kotvou 20 a zeminou, tzv. vytahování kotvy 20, je měřena pomocí dvojice snímačů 35, které jsou vykonzolovány do dostatečné vzdálenosti od zemní kotvy 20 tak, aby nebylo jejich čtení narušeno vytahující se zeminou v bezprostředním okolí zemní kotvy 20. Současně s tím je pomocí silového snímače 30 zaznamenávána protipůsobící tahová síla, která klade odpor proti vytažení zemní kotvy 20.The measurement of the working diagram of the ground anchors 20 is controlled by deformation. A deformation is introduced into the hydraulic cylinder 14, which is manifested by the extension of the head of the hydraulic cylinder 14, thereby increasing the absolute height of the active prop 3 and directly deforming the ground anchor 20 proportionally through the main beam 1. the anchor 20 is measured by a pair of sensors 35 that are insulated at a sufficient distance from the ground anchor 20 so that their reading is not disturbed by the pulling soil in the immediate vicinity of the ground anchor 20. At the same time which puts resistance to pulling the ground anchor 20.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro stanovení pracovního diagramu zemních kotev v tahu, podle tohoto technického řešení, nalezne uplatnění především v oblastech geotechniky, kde jsou použity zemní kotvicí prvky namáhané tahem. Jedná se především o zemní kotvy sloužící jako základ pro solární panely, kde dochází k sání větru, které způsobuje znatelné tahové síly na kotvicí zemní prvky. DáleThe device for determining the working diagram of the ground anchors in tension, according to this technical solution, will find application especially in the areas of geotechnics, where ground anchoring elements stressed by tension are used. These are mainly ground anchors serving as a basis for solar panels, where wind suction occurs, which causes noticeable tensile forces on the ground anchoring elements. Further

3o se může jednat o další konstrukce, bezprostředně přichycené do zemního podkladu, kde tahová namáhání hrají dominantní roli.3o may be other structures immediately attached to the ground, where tensile stresses play a dominant role.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

An apparatus for determining the working diagram of anchors in tension, characterized in that it consists of a main beam (1) formed by rolled profiles (5, 6), connected by its

35 one end via an articulated connection with a passive punch (

2) and at its other end via a further articulated connection with the active prop (3), the central part of the main beam (1) being connected to an adapter with a force sensor (30) connectable to the ground anchor (20) under test; (2) and the active prop (3) are located at a sufficient distance from the ground anchor to be tested (20).

Device according to claim 1, characterized in that the active prop (3) is provided with a hydraulic cylinder (14) for introducing the desired deformation and a distribution plate (15) for distributing stress from the hydraulic cylinder (14) to the ground.

-3EN 20985 Ul

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the passive prop (2) is provided at its heel with a pair of rolled angles (11) to ensure sufficient stability and stress distribution to the subsoil.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the adapter is provided on one side via a screw connection with a hook (26) for connection to the eye (8) on the main beam (1) and on the other side via another screw connection. a hook (27) for connection to another eye (17) attached to the ground anchor (20).

Device according to claim 4, characterized in that the other eye (17) is provided with a circular tube (18) having oval openings (19) on its circumference, which are pivoted by 120 ° relative to each other to ensure its perfect connection with ground anchor (20).

Apparatus according to claim 5, characterized in that two square tubes (22) facing each other are connected to the annular tube (18) and are angled by 180 ° and provided with an angle bracket (23), the angles (23) being provided at their ends the cable sensor opening (25) and the cable sensor body (35) are firmly attached to the ground at a tangent distance from the ground anchor (20) under test.