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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Betonspannungsdehnungsüberwachung, insbesondere eine Betondehnungsmessarrayvorrichtung, die in der Massenbetonspannungsdehnungsuberwachung angewandt wird.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Die Spannungsdehnung von Massenbeton wird normalerweise mit einem Betondehnungsmesser gemessen. Wenn die Betonspannung in einem flachen oder räumlichen Spannungszustand ist, können Richtung und Stärke einer Hauptspannung mittels Einbetten eines Einwegespannungsmessers nicht präzise überwacht werden. Derzeit wird normalerweise ein Mehrwegespannungsmessarray eingebettet, um Richtung und Stärke der Hauptspannung durch Berechnen zu ermitteln. Gemäß dem Spannungszustand einer Betonstruktur werden normalerweise fünf bis neun Spannungsmessarrays ausgewählt, um Fünf- bis Neunwegespannungsmessarrays zu bilden. Wie in 1 gezeigt, ist ein Neunwegespannungsmessarray in drei Ebenen (1, 2, 3, 4), (5, 6, 3, 7) und (1, 8, 5, 9) angeordnet, um jeweils drei Ebenen x, y und z zu bilden, die senkrecht zueinander sind, wobei vier Instrumente in jeder Ebene einen eingeschlossenen Winkel von 45 Grad bilden. In der vorliegenden Beschreibung gilt gemäß DL/T 5178-2003 „Technical Specification for Concrete Dam Safety Monitoring” (Technische Vorgaben zur Sicherheitsüberwachung von Betonstaudämmen), dass die Spannungsmessarrays mittels Halterungen und Haltestangen verbunden sein müssen, wobei der Ausdehnungsbereich der Haltestange größer als 0,5 mm ist. Die Praxis zeigt, dass es bei Verwendung von Spannungsmessarray-Kominationsverfahren schwierig ist, die Richtung und den Winkel jedes Spannungsmessers sicherzustellen. Es wurde vorgeschlagen, das folgende Kombinationsverfahren zum Einbetten der Spannungsmessarrays zu verwenden, wie in 2 gezeigt.
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Gemäß der neuen Kombination (wie in 2 gezeigt) wird zunächst ein Stück 6 mm dünner Bewehrungsstahl (der mit einem Kunststoffgewebe überzogen ist) verwendet, um einen Ausleger zu fertigen, wobei die Längen der vier Stücke Bewehrungsstahl an der Unterseite des Auslegers und des Bewehrungsstahls in vertikaler Richtung jeweils 35 mm betragen und die Länge des übrigen Bewehrungsstahls gemäß einer geometrischen Beziehung derselben bestimmt wird. Bevor das Spannungsmessarray eingebettet wird, wird jeder Spannungsmesser mit der entsprechenden Haltestange verbunden; daraufhin wird der Ausleger zusammen mit dem Spannungsmesser im Beton eingebettet. Der Ausleger kann zum Installieren von Einwege-, Zweiwege-, Dreiwege-, Vierwege-, Fünfwege-, Siebenwege- und Neunwege-Spannungsmessarrays konfiguriert werden. Obwohl die Struktur der neuen Kombination die Richtung und den Winkel des Instruments sicherstellen und die Dauerhaftigkeit des Instruments verbessern kann, bewirkt offenbar das Vorhandensein des Bewehrungsstahlauslegers einen gewissen Einfluss auf eine Betonteilspannung, was die Genauigkeit und die Repräsentativität der Betonspannungsdehnungsprüfung reduziert. Um diese Beeinflussung weitestmöglich zu vermeiden oder zu reduzieren, wurden Untersuchungen an den Bewehrungsstahlverbindungsstellen und Auslegermaterialien der neuen Kombination aus 2 durchgeführt. Daher besteht Bedarf an einer flexibel verbundenen neuen Kombinationsstruktur.
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Kurzdarstellung
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Um die technische Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung eine Betonspannungsmessarrayvorrichtung bereit, die das Problem des Einflusses von Bewehrungsstahlauslegern auf Betonteilspannung lösen kann, die sicherstellt, dass Richtung und Winkel eines Spannungsmessers die Auslegungsanforderungen beim Einbettungsprozess des Betons erfüllen, eine Störung und Beeinflussung der Betonspannung durch die Spannungsmessarrayvorrichtung in einer Prüfregion weitestmöglich reduziert und zugleich die Dauerhaftigkeit der eingebetteten Instrumente erhöht.
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Um die technische Aufgabe zu lösen, verwendet die Erfindung die folgende technische Lösung. Eine Betonspannungsmessarrayvorrichtung weist einen rechtwinkligen pyramidenförmigen Ausleger aus einer Mehrzahl von Haltestangen auf.
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Halterungen sind an den fünf oberen Punkten und am Mittelpunkt des unteren Vierecks des rechtwinkligen pyramidenförmigen Auslegers angeordnet, und jede entsprechende Haltestange ist durch Verschrauben mit der Halterung verbunden.
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Die Mehrzahl von Haltestangen ist aus einer Mehrzahl von ersten Spannungsmesserhaltestangen, die mit Verbindungshaltestangen versehen sind, und einer Mehrzahl von zweiten Spannungsmesserhaltestangen, die mit Spannungsmessern versehen sind, zusammengesetzt.
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Ein Ende der zweiten Spannungsmesserhaltestange ist durch Verschrauben mit der Halterung verbunden, und das andere Ende der zweiten Spannungsmesserhaltestange ist durch einen Bolzen mit einem unteren Endflansch des Spannungsmessers verbunden.
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Ein Ende der ersten Spannungsmesserhaltestange ist durch einen Bolzen mit der Verbindungshaltestange verbunden, und das andere Ende der ersten Spannungsmesserhaltestange ist durch Verschrauben mit der Halterung verbunden.
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Eine Umkehrverbindung ist am Herausführende eines Kabels des Spannungsmessers installiert und die Umkehrverbindung ist durch eine Gewindestange mit der Halterung verbunden.
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Die Halterung ist eine poröse Halterung.
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Die Umkehrverbindung ist durch eine Stellschraube fest mit einem oberen Flansch des Spannungsmessers verbunden.
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Die Verbindungshaltestangen, die ersten Spannungsmesserhaltestangen, die zweiten Spannungsmesserhaltestangen und die Spannungsmesser sind zur Isolation vom Beton jeweils von außen mit einer Schicht Kunststoffgewebe oder chemischem Gewebe überzogen.
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Die zweite Spannungsmesserhaltestange ist außen mit einer zweiten Haltestangenhülse umgeben, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der zweiten Spannungsmesserhaltestange ist, und die zweite Spannungsmesserhaltestange ist durch wenigstens einen Gummiring flexibel mit der zweiten Haltestangenhülse verbunden.
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Die erste Spannungsmesserhaltestange ist außen mit einer ersten Haltestangenhülse umgeben, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der ersten Spannungsmesserhaltestange ist, und die erste Spannungsmesserhaltestange ist durch wenigstens einen Gummiring flexibel mit der ersten Haltestangenhülse verbunden.
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Vorzugsweise beträgt die Menge der Gummiringe zwei, und die zwei Gummiringe sind jeweils an den zwei Enden der zweiten Spannungsmesserhaltestange angeordnet.
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Vorzugsweise beträgt die Menge der Gummiringe zwei, und die zwei Gummiringe sind jeweils an den zwei Enden der ersten Spannungsmesserhaltestange angeordnet.
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Gemäß der durch die Erfindung bereitgestellten Betonspannungsmessarrayvorrichtung werden die zwei Flansche des Spannungsmesser neu angepasst, wobei der untere Endflansch mit der Halterung durch die Spannungsmesserhaltestange verbunden wird, der obere Flansch mit der Halterung durch die Gewindestange verbunden wird; die Gratlinie und die untere Diagonale des rechtwinkligen pyramidenförmigen Auslegers werden durch die zweite Spannungsmesserhaltestange gebildet, die durch Verbinden des Spannungsmessers, der Spannungsmesserhaltestange und der Halterung, der Verbindungshaltestange und der ersten Spannungsmesserhaltestange mit dem Spannungsmesser versehen ist; zusätzlich sind die Gummiringe zwischen der ersten Spannungsmesserhaltestange, der zweiten Spannungsmesserhaltestange und den jeweiligen Haltestangenhülsen angebracht, um eine flexible Verbindung zu erzielen, und die erste Spannungsmesserhaltestange und die zweite Spannungsmesserhaltestange können eine bestimmte Biegung in Achsrichtung aufweisen. Auf diese Weise kann die derart gebildete Struktur die freie Verformung des Spannungsmesser in Achsrichtung sicherstellen, was nicht nur den Einfluss eines Stahlauslegers auf die Spannungsprüfung eliminiert, sondern auch Installationsrichtung und -winkel des Spannungsmessers sicherstellt, das Problem des Einflusses des Bewehrungsstahlauslegers auf die Betonteilspannung lösen kann, und sicherstellt, dass Richtung und Winkel des Spannungsmessers die Auslegungsanforderungen beim Einbettungsprozess des Betons erfüllen, eine Störung und Beeinflussung der Betonspannung durch die Spannungsmessarrayvorrichtung in einer Prüfregion weitestmöglich reduziert und zugleich die Dauerhaftigkeit der eingebetteten Instrumente erhöht.
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Darüber hinaus können Teilspannungsmesserhaltestangen, die mit den Spannungsmessern versehen sind durch die Verbindungshaltestangen ersetzt werden, die zum Installieren und Einbetten in Einwege-, Zweiwege-, Dreiwege-, Vierwege-, Fünfwege- und Siebewegespannungsmessarrays konfiguriert werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und Ausführungsformen weiter beschrieben werden.
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1 ist eine schematische Ansicht einer regulären Kombination eines Spannungsmessarrays;
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2 ist eine schematische Ansicht einer neuen Kombination des Spannungsmessarrays;
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3 ist eine schematische Strukturansicht der Erfindung;
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4 ist eine schematische Ansicht eines Spannungsmessers gemäß der Erfindung;
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5 ist eine schematische Ansicht von Teilen einer ersten Spannungsmesserhaltestange gemäß der Erfindung;
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6 ist eine schematische Ansicht von Teilen einer zweiten Spannungsmesserhaltestange gemäß der Erfindung;
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7 ist eine schematische Strukturansicht einer Halterung gemäß der Erfindung; und
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8 ist eine Draufsicht der Halterung gemäß der Erfindung.
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Wie in 3, 4, 5 und 6 gezeigt, weist die Erfindung einen rechtwinkligen pyramidenförmigen Ausleger 1 auf, der aus dreizehn Haltestangen zusammengesetzt ist.
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Halterungen 2 sind an den fünf oberen Punkten und am Mittelpunkt des unteren Vierecks des rechtwinkligen pyramidenförmigen Auslegers 1 angeordnet, und jede entsprechende Haltestange ist durch Verschrauben mit der Halterung 2 verbunden.
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Die dreizehn Haltestangen sind aus vier ersten Spannungsmesserhaltestangen 16, die mit Verbindungshaltestangen 3 versehen sind, und neun zweiten Spannungsmesserhaltestangen 4, die mit Spannungsmessern 6 versehen sind, zusammengesetzt.
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Ein Ende der zweiten Spannungsmesserhaltestange 4 ist durch Verschrauben mit der Halterung 2 verbunden, und das andere Ende der zweiten Spannungsmesserhaltestange 4 ist durch einen Bolzen 5 mit einem unteren Endflansch 7 des Spannungsmessers 6 verbunden.
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Ein Ende der ersten Spannungsmesserhaltestange 16 ist durch einen Bolzen 5 mit der Verbindungshaltestange 3 verbunden, und das andere Ende der ersten Spannungsmesserhaltestange 16 ist durch Verschrauben mit der Halterung 2 verbunden.
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Eine Umkehrverbindung 10 ist am Herausführende eines Kabels 14 des Spannungsmessers 6 installiert und die Umkehrverbindung 10 ist durch eine Gewindestange 11 mit der Halterung 2 verbunden.
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Die Halterung 2 ist eine poröse Halterung, wie in 7 und 8 gezeigt.
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Die Umkehrverbindung 10 ist durch eine Stellschraube 13 fest mit einem oberen Flansch 15 des Spannungsmessers 6 verbunden.
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Die Menge Gummiringe 9 beträgt zwei, und die zwei Gummiringe sind jeweils an den zwei Enden der Spannungsmesserhaltestange 4 angeordnet.
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Die Verbindungshaltestangen 3, die ersten Spannungsmesserhaltestangen 16, die zweiten Spannungsmesserhaltestangen 4 und die Spannungsmesser 6 sind zur Isolation vom Beton jeweils von außen mit einer Schicht Kunststoffgewebe oder chemischem Gewebe überzogen.
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Die zweite Spannungsmesserhaltestange 4 ist außen mit einer zweiten Haltestangenhülse 8 umgeben, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der zweiten Spannungsmesserhaltestange 4 ist, und die zweite Spannungsmesserhaltestange 4 ist mit der zweiten Haltestangenhülse 8 durch die zwei Gummiringe 9 verbunden, die an den zwei Enden der zweiten Spannungsmesserhaltestange 4 angeordnet sind.
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Die erste Spannungsmesserhaltestange 16 ist außen mit einer ersten Haltestangenhülse 17 umgeben, die einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der ersten Spannungsmesserhaltestange 16 ist, und die erste Spannungsmesserhaltestange 16 ist mit der zweiten Haltestangenhülse 17 durch die zwei Gummiringe 9 verbunden, die an der ersten Spannungsmesserhaltestange 16 angeordnet sind.
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Beim Gebrauch werden die Halterungen 2 und die vier ersten Spannungsmesserhaltestangen 16, die mit den Verbindungshaltestangen versehen sind, und die neun zweiten Spannungsmesserhaltestangen 4, die mit den Spannungsmessern 6 versehen sind, kombiniert, um die Betonspannungsmessarrayvorrichtung gemäß der Darstellung aus 3 zu bilden, wobei die Halterung 2 der Knotenpunkt der Arrayvorrichtung ist. Da die erste Spannungsmesserhaltestange 16 und die zweite Spannungsmesserhaltestange 4 eine bestimmte Biegung in Achsrichtung aufweisen können, kann die derart gebildete Struktur die freie Verformung des Spannungsmesser in der Achsrichtung sicherstellen, was das Problem des Einflusses des Bewehrungsstahlauslegers auf die Betonteilspannung lösen kann, und sicherstellt, dass Richtung und Winkel des Spannungsmessers die Auslegungsanforderungen beim Einbettungsprozess des Betons erfüllen, eine Störung und Beeinflussung der Betonspannung durch die Spannungsmessarrayvorrichtung in einer Prüfregion weitestmöglich reduziert und zugleich die Dauerhaftigkeit der eingebetteten Instrumente erhöht.
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Darüber hinaus können die Teilspannungsmesser 6 entfernt und durch die Verbindungshaltestangen 3 ersetzt werden, die die zum Installieren und Einbetten in Einwege-, Zweiwege-, Dreiwege-, Vierwege-, Fünfwege- und Siebewegespannungsmessarrays konfiguriert werden können.
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Die Längen der zweiten Spannungsmesserhaltestange 4, der Spannungsmesserhaltestange 16 und der Verbindungshaltestange 3 werden gemäß der Länge des Spannungsmessers 6 und der Länge der Umkehrverbindung 10 sowie der Länge der Gratlinie und der Bodenlinie des rechtwinkligen pyramidenförmigen Auslegers 1 bestimmt.
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Darüber hinaus kann ein dünner Bewehrungsstahl 12 im Ausleger aus 2 zu einem dünnen Stab abgewandelt werden, wobei der Durchmesser des dünnen Stabs 30–50 mm beträgt, wobei die Längsmaserung des Stabs parallel zur Axialrichtung ist und das Installationsverfahren des Stabs identisch zu dem Verfahren aus 2 ist. Die Innovation der technischen Lösung liegt darin, dass der Elastizitätsmodul des dünnen Stabs in Längsmaserungsrichtung wesentlich kleiner als derjenige des Bewehrungsstahls ist und näher an dem von Beton ist, wodurch nur ein sehr geringer Einfluss auf die Betonspannung und Verformungseinschränkungen entsteht, was die freie Verformung des Spannungsmessers zum genauen Prüfen der Betonspannung sicherstellen kann.
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Gewerbliche Anwendung
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Gemäß der durch die Erfindung bereitgestellten Betonspannungsmessarrayvorrichtung werden die zwei Flansche des Spannungsmesser neu angepasst, wobei der untere Endflansch mit der Halterung durch die Spannungsmesserhaltestange verbunden wird, der obere Flansch mit der Halterung durch die Gewindestange verbunden wird; die Gratlinie und die untere Diagonale des rechtwinkligen pyramidenförmigen Auslegers werden durch die zweite Spannungsmesserhaltestange gebildet, die durch Verbinden des Spannungsmessers, der Spannungsmesserhaltestange und der Halterung, der Verbindungshaltestange und der ersten Spannungsmesserhaltestange mit dem Spannungsmesser versehen ist; zusätzlich sind die Gummiringe zwischen der ersten Spannungsmesserhaltestange, der zweiten Spannungsmesserhaltestange und den jeweiligen Haltestangenhülsen angebracht, um eine flexible Verbindung zu erzielen, und die erste Spannungsmesserhaltestange und die zweite Spannungsmesserhaltestange können eine bestimmte Biegung in Achsrichtung aufweisen. Auf diese Weise kann die derart gebildete Struktur die freie Verformung des Spannungsmesser in Achsrichtung sicherstellen, was nicht nur den Einfluss eines Stahlauslegers auf die Spannungsprüfung eliminiert, sondern auch Installationsrichtung und -winkel des Spannungsmessers sicherstellt, das Problem des Einflusses des Bewehrungsstahlauslegers auf die Betonteilspannung lösen kann, und sicherstellt, dass Richtung und Winkel des Spannungsmessers die Auslegungsanforderungen beim Einbettungsprozess des Betons erfüllen, eine Störung und Beeinflussung der Betonspannung durch die Spannungsmessarrayvorrichtung in einer Prüfregion weitestmöglich reduziert und zugleich die Dauerhaftigkeit der eingebetteten Instrumente erhöht.
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Darüber hinaus können Teilspannungsmesserhaltestangen, die mit den Spannungsmessern versehen sind, durch die Verbindungshaltestangen ersetzt werden, die zum Installieren und Einbetten in Einwege-, Zweiwege-, Dreiwege-, Vierwege-, Fünfwege- und Siebenwegespannungsmessarrays konfiguriert werden können.
