DD262562A3

DD262562A3 - LOADING SYSTEM FOR THE BENDING MEASUREMENT OF HYDRAULICALLY BONDED BUILDING BODIES

Info

Publication number: DD262562A3
Application number: DD29909187A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Mueller; Uwe Heinrich; Bernd Gebhard; Juergen Doehlert; Andreas Prescher; Burkhard Roediger
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1987-01-05
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1988-12-07
Also published as: CH675160A5; SU1731892A1; DE3739742A1

Abstract

Das Belastungsfahrwerk dient der Lasteintragung von hohen bis sehr hohen Laststufen bei Durchbiegungsmessungen an Baukoerpern, wie z. B. Verkehrsflaechen, vorzugsweise Flugbetriebsflaechen. Mit dem Belastungsfahrwerk werden hohe Laststufen durch variierbare Belastungsmassen ueber ein in einem Fahrwerksrahmen gefuehrtes Belastungsrad so eingetragen, dass trotz einfacher konstruktiver Ausfuehrung Kippmomente beim Auflegen der Belastungsmassen und Neigungsmomente, resultierend aus konstruktionsbedingten Fahrbahnneigungen, weitgehend ausgeschlossen werden. Das wird dadurch erreicht, dass am Fahrwerksrahmen ueber Lager und Bolzen ein in zwei Ebenen Belastungsmassen aufnehmender Belastungsmassentraeger schwenkbar am Fahrwerksrahmen abgehaengt ist sowie Belastungsgrad und am Fahrwerksrahmen angelenkte Stuetzraeder ein Stabilitaetsdreieck bilden, wobei auswahlweise definierte Belastungen ueber den Schwerpunkt des Gesamtsystems auf die zu pruefenden Baukoerper eingetragen werden. Fig. 2The load undercarriage is used to load load from high to very high load levels in deflection measurements on Baukoerpern such. B. Verkehrsflaechen, preferably Flugbetriebsflaechen. With the load suspension high load levels are registered by variable load masses over a guided in a chassis frame load wheel so that despite simple constructive execution tilting moments when applying the load masses and tilting moments, resulting from design-related roadway tendencies are largely excluded. This is achieved in that the chassis frame via bearings and bolts a load mass in two levels load masses pivotally suspended on the chassis frame and load level and hinged to the chassis frame Stuetzraeder form a stability triangle, where selectively defined loads on the center of gravity of the overall system registered to be examined Baukoerper become. Fig. 2

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Belastungsfahrwerk für die Durchbiegungsmessung an hydraulisch gebundenen Baukörpern vorzugsweise an ebenen Baukörpern wie beispielsweise Verkehrsflächen, die sehr hohen Belastungen unterliegen und deren Bauzustand zu ermitteln ist.The invention relates to a load suspension for the deflection measurement of hydraulically bound structures preferably on planar structures such as traffic areas, which are subject to very high loads and their condition is to be determined.

Characteristic of the known technical solutions

Belastungskonstruktionen sind in vielfältigster Weise in Verbindung mit Tragfähigkeitsmeßgeräten und Plattendruckgeräten zur Prüfung von Verformungen von Verkehrsflächenkonstruktionen, ihrer Konstruktionsschichten und des tragfähigen Untergrundes unter statischer, dynamischer und quasidynamischer Belastung bekanntgeworden, ζ. B. auch als Fahrzeuge mit Eigen- und Nutzmasse. Im einzelnen sind auch Radbeschwerungseinrichtungen für Bau- und Landmaschinen bekannt, wo unmittelbar am Rad durch Zusatzlasten ein großer Bodendruck und somit eine große Bodenhaftung der Antriebsräder erreicht werden soll.Load constructions have become widely known in connection with load capacity measuring devices and plate pressure devices for testing deformations of traffic surface constructions, their construction layers and the load-bearing ground under static, dynamic and quasidynamic loading, ζ. B. as vehicles with own and useful mass. In particular, Radbeschwerungseinrichtungen for construction and agricultural machinery are known where directly on the bike by additional loads, a large ground pressure and thus a large traction of the drive wheels to be achieved.

So ist beispielsweise mit der DD-224118 ein mobiles Tragfähigkeitsmeßgerät bekanntgeworden, bei dem eine Zusatzlasten aufnehmende Tragbalkenkonstruktion auf dem Einsatzfahrgestell ausgebildet ist und dessen Einsatz als Abhängegerät oder direkt auf das Zugfahrzeug aufgesattelt erfolgen kann. Bei diesem konstruierten Meßgerät wird die Tragfähigkeit von Böden über ausfahrbare Druckvorrichtungen bzw. Druckstempel gemessen, wobei die am Fahrgestell aufgelegten Zusatzlasten die Gegenkraft für Druckstempel erzeugen. Es erfolgt mittels der Ausbildung des Fahrgestells einschließlich der aufgelegten Zusatzlasten keine unmittelbare Eintragung von Prüfbelastungen auf den Untergrund.Thus, for example, DD-224118 a mobile Tragfähigkeitsmeßgerät has become known in which an additional loads receiving support beam construction is formed on the Einsatzfahrgestell and its use can be done as a suspension device or saddled directly onto the towing vehicle. In this constructed measuring device, the carrying capacity of soils is measured by means of extendable pressure devices or plungers, wherein the additional loads imposed on the chassis generate the counterforce for plunger. It takes place by means of the formation of the chassis including the imposed additional loads no direct entry of test loads on the ground.

Mit einer weiteren Lösung gemäß CH-PS 568559 ist ein Belastungsfahrzeug in Verbindung mit einer Meßgeräteanordnung zur Messung und Registrierung von Durchbiegungen an Verkehrsflächen bekanntgeworden. Die für die Durchbiegung an zu prüfenden Verkehrsflächen notwendige Belastung wird über einen Belastungswassertank oder über anzuordnende Betongewichte in Verbindung mit einer zwillingsbereiften Hinterachse realisiert, wobei Belastungen im Bereich von 6 bis 13t erzeugt werden.With another solution according to CH-PS 568559 a load vehicle has become known in connection with a measuring device arrangement for measuring and registering deflections on traffic areas. The load required for the deflection at traffic areas to be tested is realized via a loading water tank or concrete weights to be arranged in conjunction with a twin-tyred rear axle, whereby loads in the range of 6 to 13 t are generated.

Nachteilig ist bei diesen Belastungsfahrzeugen, daß die gemessenen Verformungen resultierend aus der eingeleiteten Belastung im Ergebnis als statische Belastungen anzusehen sind, Fahrbahnneigungen durch die Konstruktion kaum kompensiert werden und Meßwertaufnehmer bzw. Meßgeräteanordnungen nicht in unmittelbarer Nähe der Lasteintragung anordenbar sind.A disadvantage of these load vehicles that the measured deformations resulting from the load introduced are to be regarded as static loads in the result, roadway inclinations are hardly compensated by the design and transducers or Meßgeräteanordnungen not in the immediate vicinity of the load application can be arranged.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Belastungsfahrwerk ohne aufwendigen fahrzeugtechnischen Aufwand und variierbaren realen Belastungen für Durchbiegungsmessungen an zu prüfenden Baukörpern wie beispielsweise Verkehrsflächen einzusetzen, wobei in einfacher Weise das Auflegen und Montieren vorzusehender Belastungsmassen hoher bissehr hoher Laststufen mittels verfügbarer Hebezeuge unter Verringerung anfallender Montage- und Justierzeiten zur Optimierung des Meßverfahrens ermöglicht wird.The aim of the invention is to use a load undercarriage without complex vehicle technical effort and variable real loads for deflection measurements on bodies to be tested such as traffic areas, in a simple way, the laying and mounting to be provided load masses high to very high load levels by means of available hoists while reducing accumulating assembly and Adjustment times to optimize the measurement method is possible.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Belastungsfahrwerk für Durchbiegungsmessungen an hydraulisch gebundenen Baukörpern zu schaffen, mittels dessen eine quasidynamische Lasteintragung hoher bis sehr hoher Laststufen auf zu prüfende Baukörper über den Schwerpunkt der Fahrwerkskonstruktion ermöglicht wird und beim Eintragen der Belastung sowie während des Vorschubes des Belastungsfahrwerkes sich aus Fahrbahnneigungen und Oberflächenunebenheiten ableitende Kippmomente weitgehend kompensiert werden.The object of the invention is to provide a load undercarriage for deflection measurements on hydraulically bound structures, by means of which a quasi-dynamic load application high to very high load levels on test structure over the focus of the chassis construction is possible and when entering the load and during the advance of the load suspension itself Tilting moments derived from road inclinations and surface unevenness are largely compensated.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein die quasidynamische Belastung auf zu prüfende Baukörper übertragendes Belastungsrad durch Lager an einem aus Rahmenlängs- und Rahmenquerträgern und mit Stützrädem versehener Fahrwerksrahmen angeordnet ist und ein unterhalb über zwei bzw. mehrere Lagerstellen für Aufhängungen an Rahmenquerträgern des Fahrwerksrahmens abgehängter Belastungsmassenträger so ausgelegt ist, daß eine bzw. mehrere hohe bis sehr hohe Laststufen realisierende Belastungsmassen auf seinen Längs- und Quertraversen auflegbar sind und wobei an seinen Längstraversen angeordnete Dämpfungselemente die von Oberflächenunregelmäßigkeiten und Neigungen der Baukörper und durch Auflegen der Belastungsmassen herrührende Kipp- und Schwingungskomponenten aufnehmbar sind. Der die Belastungsmassen aufnehmende und unterhalb des Fahrwerksrahmens abgehängte Belastungsmassenträger ist in zwei Ebenen ausgebildet, wobei ein Teil aus einem den Fahrwerksrahmen umgreifenden und oberhalb des Fahrwerksrahmens angeordneten Teilstück des Belastungsmassenträgers besteht.According to the invention the object is achieved in that a quasidynamic load on the structure to be tested transferring load wheel is arranged by bearings on a Rahmenlängs- and frame cross members and with Stützrädem provided chassis frame and suspended below two or more bearings for suspensions to frame cross members of the chassis frame Stress mass carrier is designed so that one or more high to very high load levels realizing load masses can be placed on its longitudinal and transverse traverses and arranged at its longitudinal beams damping elements of surface irregularities and inclinations of the structure and by applying the loading masses resulting tilting and vibration components receivable are. The load masses receiving and suspended below the chassis frame load mass carrier is formed in two levels, with a part of a chassis frame and surrounding the chassis frame arranged portion of the load mass carrier consists.

Am Fahrwerksrahmen an Auslegern angeordnete Stützräder bilden mit dem Belastungsrad ein Stabilitätsdreieck, in dem nur ein Punkt den Schwerpunkt des Gesamtsystems in sich vereint und hohe bis sehr hohe Laststufen unmittelbar über das Belastungsrad zur Ausbildung einer quasidynamischen Prüf last auf den Baukörper eingetragen werden. Die Erfindung hat den Vorteil, daß die die gewählten hohen bis sehr hohen Laststufen realisierenden Belastungsmassen durch die Wahl der Geometrie des sich ausbildenden Stabilitätsdreiecks in Verbindung mit den am Fahrwerksrahmen abgehängten Belastungsmassenträger für Durchbiegungsmessungen an Baukörpern so auflegbar sind, daß auf das Belastungsfahrwerk insgesamt einwirkende Störgrößen zur Ausbildung einer quasidynamischen Belastung der zu prüfenden Baukörper ausgeschlossen werden und der Schwerpunkt des Gesamtsystems sich nur in einem Punkt eines Stabilitätsdreiecks ausbildet.On the chassis frame arranged on jibs training wheels form with the load wheel a stability triangle in which only one point combines the center of gravity of the overall system in itself and high to very high load levels directly on the load wheel to form a quasi-dynamic test load on the building. The invention has the advantage that the selected high to very high load levels realizing load masses by the choice of the geometry of the forming stability triangle in conjunction with the suspended on the chassis frame load carrier for deflection measurements on structures are placed so that the total load acting on the load suspension disturbances Formation of a quasi-dynamic load of the structure to be tested are excluded and the center of gravity of the entire system is formed only in one point of a stability triangle.

embodiment

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing shows:

Fig. 1: ein Belastungsfahrwerk in der Gesamtansicht mit Schubgabel für den Verschub, Fig. 2: eine Draufsicht des Belastungsfahrwerkes mit angeschwenkten Stützrädem, Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung des Belastungsfahrwerkes im Schnitt A-A undFig. 2: a top view of the load undercarriage with swiveled support wheels, Fig. 3: an enlarged view of the load undercarriage in section A-A and

Fig. 4: die schematische Darstellung der Anordnung der Belastungsmassen in Abhängigkeit von der Ausbildung des Schwerpunktes.Fig. 4: the schematic representation of the arrangement of the load masses in dependence on the training of the center of gravity.

In der Gesamtansicht und der Draufsicht nach Fig. 1 und 2 ist ein Belastungsfahrwerk dargestellt, wobei innerhalb eines Fahrwerksrahmens 2 ein Belastungsrad 1 auf der Radachse 5 angeordnet ist. Die Radachse 5 ist durch Lager 6 am Rahmenlängsträger 3 des Fahrwerksrahmens 2 drehbar befestigt. Der Fahrwerksrahmen 2 besteht aus den die Lager 6 aufnehmenden Rahmenlängsträgern 3 und zwei oder mehreren Rahmenlager 9 aufweisende Rahmenquerträger 4. Im Bereich eines stirnseitig angeordneten Rahmenquerträgers sind zwei Ausleger 7 im Winkel von 90° abschwenkbar am Rahmenlängsträger 3 so angeordnet, daß Stützräder 8 mit dem Belastungsrad 1 ein aus den Stabilitätspunkten A, B und C sich zusammensetzendes Stabilitätsdreieck bilden. Eine Schubgabel 16 befindet sich zur Einleitung des Vorschubes zwischen Fahrzeug und Belastungsfahrwerk.In the overall view and the plan view of Fig. 1 and 2, a load suspension is shown, wherein within a chassis frame 2, a loading wheel 1 is arranged on the wheel axle 5. The wheel axle 5 is rotatably mounted by bearings 6 on the longitudinal frame member 3 of the chassis frame 2. The chassis frame 2 consists of the bearing 6 receiving frame side members 3 and two or more frame bearing 9 having frame cross member 4. In the region of a frontally arranged frame cross member two booms 7 are arranged at an angle of 90 ° swiveling on the frame side member 3 so that support wheels 8 with the load wheel 1 form a stability triangle composed of the stability points A, B and C A push fork 16 is located to initiate the feed between the vehicle and the load suspension.

An den Fahrwerksrahmen, wie in Fig. 3 dargestellt, ist über die Rahmenlager 9 mittels Bolzen 14 an den Rahmenquerträgern 4 ein aus Längs- und Quertraversen 11,12 sich über zwei Ebenen erstreckender zwei bzw. mehrere Belastungsmassen 18 aufnehmender Belastungsmassenträger 10 schwenkbar abgehängt. Der Belastungsmassenträger 10 ist über die Aufhängungen 13 in einer Ebene unterhalb des Fahrwerksrahmen 2 so angeordnet, daß zwischen Rahmenlängsträgern 3 des Fahrwerksrahmens und Längstraversen 11 des Belastungsmassenträgers 10 sich Kippmomente ausgleichende Dämpfungselemente 15 befinden. In der zweiten Ebene der Ausbildung des Belastungsmassenträgers ist dieser oberhalb und hochgestellt den Fahrwerksrahmen umgreifend angeordnet. Zur Durchführung der Belastung eines zu prüfenden Baukörpers 17 und dem Erzeugen einer quasidynamischen Belastung auf den zu prüfenden Baukörper sind hohe bissehr hohe Laststufen LAI, LAII, LAIII realisierende Belastungsmassen 18 für das Eintragen mittels bekannter Hebezeuge auf den Belastungsmassenträger gemäß des in Fig.4 dargestellten Belastungsschemata auflegbar, wobei dem Belastungsschemata entsprechende und auflegbare Betongewichte oder dgl. von 8OkN bis 18OkN auslegbar sind. Danach erfolgt über die am Fahrwerksrahmen angeordnete Schubgabel 16 ein Vorschub bei ausgeschwenkten Stützrädern 8 mittels eines nicht dargestellten Schubfahrzeuges.On the chassis frame, as shown in Fig. 3, via the frame bearing 9 by means of bolts 14 to the frame cross members 4 from a longitudinal and transverse members 11,12 extending over two levels extending two or more load masses 18 receiving load carrier 10 pivotally suspended. The load carrier 10 is arranged on the suspensions 13 in a plane below the chassis frame 2 so that between frame longitudinal members 3 of the chassis frame and longitudinal beams 11 of the load mass carrier 10 tilting compensating damping elements 15 are located. In the second level of the training of the load mass carrier this is above and superscript the chassis frame arranged encompassing. To carry out the loading of a structural body 17 to be tested and to generate a quasi-dynamic load on the structure to be tested, high to very high load stages LAI, LAII, LAIII are loading masses 18 for entry by means of known hoists on the load mass carrier according to the loading schemes illustrated in FIG can be placed, wherein the load schemes corresponding and auflegbare concrete weights or the like. From 8OkN to 18OkN are interpretable. Thereafter, via the arranged on the chassis frame push fork 16 is a feed at swung-out support wheels 8 by means of a pushing vehicle, not shown.

Beim Verschub und der Einleitung der quasidynamischen Belastung entsprechend einer gewählten Laststufe über das Belastungsrad 1 auf den zu prüfenden 6aukörper 17 ist durch die Geometrie des sich aus der Radachse 5 des Belastungsrades und den Achsen der Stützräder 8 sich ausbildende Stabilitätsdreieck der Punkte A, B und C jeweils nur der Stabilitätspunkt A des Stabilitätsdreieckes über den zu prüfenden Baukörper 17.When shifting and the introduction of the quasi-dynamic load corresponding to a selected load level on the load wheel 1 to be examined 6aukörper 17 is formed by the geometry of the wheel axle 5 of the load wheel and the axes of the support wheels 8 forming stability triangle of points A, B and C. in each case only the stability point A of the stability triangle over the structure 17 to be tested.

Durch die Geometrie des Stabilitätsdreieckes wird für die Belastung von Baukörpern gewährleistet, daß im Stabilitätspunkt A sowohl der Belastungsmassenschwerpunkt 19, der Belastungsradmittelpunkt 20 und der Schwerpunkt des Gesamtsystems — Belastungsfahrwerk — weitgehendst zusammenfallen, so daß die jeweils gewählten Laststufen ohne als Störgröße wirkende Zusatzlasten zur Ausbildung der Durchbiegung in zu prüfende Baukörper eingetragen werden.Due to the geometry of the stability triangle is ensured for the load of structures that in the stability point A both the load mass center 19, the center of load 20 and the center of gravity of the overall system - load suspension - largely coincide, so that the load levels selected without acting as a disturbance magnitude additional loads to form the Bending be registered in test building.

Auch sind durch die schwenkbare und damit lastausgleichende Anordnung von Fahrwerksrahmen 2, Belastungsrad 1 und Belastungsmassenträger 10 in Verbindung mit den Stützrädern 8 zueinander beim Verschub auftretende Störgrößen resultierend aus den erforderlichen Fahrbahnneigungswinkeln von beispielsweise Flugverkehrsflächen in der Weise gedämpft, daß nur geringe Kippmomente trotz sehr hoher Lasteintragung auftreten.Also, by the pivotable and thus load-balancing arrangement of chassis frame 2, load wheel 1 and load carrier 10 in conjunction with the support wheels 8 to each other during the Verschub occurring disturbances resulting from the required roadway angles of example air traffic surfaces are damped in such a way that only small tilting moments despite very high load entry occur.

Gemäß einer Ausführungsvariante, wie in der Fig. 1 ersichtlich, wird bei der Auflage von plattenförmigen Belastungsmassen 18 entsprechend einer gewählten Laststufe LAIN entsprechend eines in Fig.4 dargestellten Belastungsschemata die Stabilität des Belastungsfahrwerkes in einer Weise gewährleistet, indem das Ausschwenken des Belastungsmassenträgers durch die Dämpfungselemente so eingeschränkt ist, daß die beispielsweise gewählte und einzutragende Gesamtlast LAIII in ihrer gesamten Größe über das Belastungsrad wirksam wird.According to a variant embodiment, as shown in FIG. 1, the support of plate-shaped loading masses 18 according to a selected load stage LAIN according to a loading schemes shown in Figure 4 ensures the stability of the load suspension in a manner by the swinging of the load mass carrier by the damping elements is so limited that the example selected and entered total load LAIII is effective in its entire size on the load wheel.

Neben dem Vorteil, daß durch die Anordnung Fahrwerksrahmen, Belastungsrad, abgehängter Belastungsmassenträger und Stützräder ein Belastungsfahrwerk ausgebildet wird, mittels dessen hohe bissehr hohe Laststufen auf zu prüfenden Baukörper zum Erreichen einer quasidynamischen Belastung eingetragen werden, gewährleistet die gewählte Geometrie beim Verschub mit einem Fahrzeug, daß über die Schubgabel eingetragene Kräfte und über an den Ausleger angeordneten Stützrädern sich während der Belastung ausbildende Zusatzlasten nicht als Störgröße auf den Gesamtmassenschwerpunkt auswirken und damit sich ausbildende Durchbiegungsmulden an Baukörpern verfälscht werden.In addition to the advantage that a load suspension is formed by the arrangement chassis frame, load wheel, suspended load carrier and support wheels, by means of which high to very high load levels are registered on test structure to achieve a quasidynamic load, ensures the geometry selected when Verschub with a vehicle that Over the push fork registered forces and arranged on the boom support wheels do not affect during the load forming additional loads as a disturbance to the total mass center of gravity and thus deforming deflection troughs are distorted on building structures.

Claims

1. Load suspension for deflection measurements on hydraulically bound structures with load masses for introducing test loads, characterized in that a quasidyamic load on the structure to be tested transmitting load wheel (1) by bearing (6) on a frame longitudinal and frame cross member (3; 4) and chassis frame (2) provided with support wheels (8), and a load mass carrier (10 ) is suspended from suspensions (13), wherein the loading gear has a stability triangle with the stability point (A) in the axle region of the load wheel (1) and the stability points (B; C) in the axle region of the support wheels (8).

2. Load undercarriage according to claim 1, characterized in that the load mass carrier (10) parallel to the chassis frame below and superscript the chassis frame (2) is formed encompassing and between the frame side member (13) of the chassis frame (2) and the longitudinal beams (11) of the load mass carrier (10) vibration and tilt compensating damping elements (15) are arranged.

3. load undercarriage according to claims 1 and 2, characterized in that high to very high load levels corresponding load masses (18) below and / or above on the load mass carrier (10) are arranged placed aufleg.