EP0442124A1 - Method and arrangement for the application of a measuring coil to a prestressed tendon in a concrete construction - Google Patents
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- E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
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- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/098—Mandrels; Formers
Definitions
- measuring coils have been attached to prestressed concrete structures to measure mechanical stresses in ferromagnetic bodies.
- the measurements are based on the knowledge that mechanical stresses on a ferromagnetic body change its electromagnetic data.
- the strength of the applied voltage in the tensioning cables can be deduced with an appropriate measurement arrangement.
- a corresponding structure with prestressed concrete is equipped with appropriate measuring coils, the structure can be checked periodically and can be thus detect changes in the voltage cables at an early stage.
- the object of the invention is now to create a method by means of which a coil can be attached to the pre-tensioned cable of a pre-stressed concrete structure.
- the first object is achieved by a method according to claim 1. It is not limited to buildings that have already been completed. The subsequent attachment of the measuring coil an already installed cable is much easier and the risk that the measuring coil is pushed onto the pretensioning cable will be damaged.
- claim 2 While the method according to claim 2 is particularly suitable for already existing buildings, claim 3 shows the application to a new building.
- a free space 1 must first be created. This is done in a conventional manner by mechanically removing the existing concrete.
- the free space 1 must be dimensioned so large that the pretensioning cable 3 is accessible from all sides.
- Such a tension cable usually consists of a whole bundle of stranded cables. The cable bundle is surrounded by a cladding tube, which protects the prestressing cable against contact with the concrete. In the area where the measuring coil is to be attached, the cladding tube must be removed.
- a sliding sleeve 2 adapted to the diameter of the biasing cable is placed on the now exposed biasing cable 3.
- the sliding sleeve 2 should be as free of play and jamming on the bias cable 3.
- the easiest way to achieve this is to use an adhesive and / or the existing air gap between the sliding sleeve 2 and the bias cable 3
- Filling compound 5 fills by injecting the compound into this area. Once the adhesive and / or filling compound 5 has hardened, a one-piece or multi-piece coil body 4 can be placed on the sliding sleeve 2, which is now definitely fixed.
- the bobbin 4 is rotatably mounted on the sliding sleeve 2.
- corresponding means 6 in the present example a corresponding toothed ring.
- this could also be a V-belt track or a running surface for a friction wheel.
- the drive means 6 is in engagement with a transmission 7.
- this is a toothed belt 7, which can be opened and closed.
- a V-belt or a chain with a corresponding chain lock can of course also function.
- a drive via a gear, in which the driven gear is directly in engagement with the ring gear 6 of the coil former 4, is also possible.
- a trestle 10 is set up over the exposed pit, which forms the free space 1 here.
- the transmission 7 runs via the output 12 of the electric motor 11. It makes sense to use an adjustable electric motor here with a relatively large reduction gear.
- At least one interchangeable copper wire supply coil is arranged above the electric motor 11 which is fixedly mounted in the block 10.
- the copper wire 14 runs from the supply reel 13 to the bobbin 4. It is also possible subsequently to wind a measuring coil on the prestressing cable 3.
- a formwork encompassing the cladding tube in the size of the desired cavity 1 is to be attached before concreting.
- This can be, for example, a foamed, multi-part formwork.
- Figures 2 and 3 show two possible examples of sliding sleeves 2.
- the sliding sleeve consists of two half-shells, of which only one is shown in the figure.
- the half-shell 20 consists of a cylindrical outer surface 21 which is delimited by two lateral end beads 22.
- the lateral surface 21 forms the sliding surface for the coil former 4 supported thereon.
- the two half-shells 20 can be provided with corresponding positive locking means, which enables the two half-shells 20 to be simply plugged together. In the example shown, this is done via pins 23, which are accommodated in corresponding blind holes 24 in the opposite part. If the sliding sleeve is manufactured from two half-shells, as shown in FIG. 2, plastic or ceramic is particularly suitable for this purpose.
- the embodiment according to FIG. 3 requires a high elasticity of the material and will therefore preferably be made of plastic.
- the lateral surface 21 ' here forms an approximately closed cylindrical tube which has a slot 25 on one side.
- the lateral surface 21 ' is again limited here by lateral end beads 22'.
- Sliding sleeves according to FIG. 3 can be manufactured particularly advantageously by starting from an existing rigid PVC pipe cuts and slits accordingly, and then connects with C-shaped, detachable side beads 22 '. This requires only relatively small and correspondingly inexpensive molded plastic parts.
- the coil former 4 will also be manufactured from two half-shells 40.
- a half-shell 40 is shown in longitudinal section in FIG.
- the inner cylindrical surface 41 is the sliding surface, which rests on the outer surface 21 of the half-shells 20.
- the width of the coil body thus corresponds to the distance between the two front beads 22 and 22 ', respectively.
- a total of three grooves can be seen in the cut surface of the coil former, which are of course arranged in a ring.
- the deepest channel 42 forms the space for winding a receiver coil 43, which is shown schematically hatched here vertically. If the gutter 42 is filled, a wider gutter 44 remains above it in which an induction coil 45, here symbolically represented by horizontal hatching, can be wound.
- An electromagnetic shield can be applied over the entire coil formers 4.
- To the side of the two superimposed channels 42 and 44 is another narrow channel 46 recognizable.
- the channel 46 is provided with teeth 47.
- the transmission 7 now runs in the groove 46, for example in the form of a toothed belt, and drives the coil former 4.
- the two half-shells 40 of the coil former 4 can also be provided with form-locking means in the form of pins 48 and receptacles 49 for a positive connection. However, you will certainly secure the connection with an appropriate adhesive.
- the coil body 4, which is somewhat more complex anyway, will preferably be made of plastic. It is also possible to inject both half shells 40 simultaneously and in one piece, the two half shells 40 being able to be connected via a film hinge. Again, however, production from ceramic cannot be ruled out. However, if both the sliding sleeve 2 and the coil former 4 are made of ceramic, then the sliding sleeve 2 will advantageously be provided with a sliding film in the area of its surface 21.
- any air trapping between sliding sleeve 2 and pretensioning cable 3 should be avoided.
- filler or adhesive will therefore preferably be injected into this area.
- the half-shells 20 of the sliding sleeve 2 be provided with appropriate precautions.
- an injection opening 25 is provided in the lateral bead 22, which communicates with an inwardly directed outlet opening 27 via a channel 26. The easiest way to achieve this in terms of production technology is to provide an open channel in which an appropriate plastic tube can be inserted.
- the measuring coil Since the measuring coil is only wound on the construction site, it must also be possible to count the revolutions of the coil body. This is most easily done directly by means of a turn counter 8 attached to the block 10, which can be directly engaged with the ring gear 6.
- the winding counter 8 is mounted on a support rod 9 so as to be height-adjustable.
- the portion of the apparatus shown here for winding the bobbin 4 is of course only an example. Numerous other options are also conceivable. However, this has no influence on the method according to the invention.
- the essential means for carrying out the method are only the sliding sleeve 2 and the bobbin 4. Both must be such that they are placed on a pre-tensioned cable 3, transverse to it Direction of flow can be applied. As described, it is immaterial whether these two parts are designed in one part or in several parts.
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Abstract
Description
Seit einigen Jahren werden an vorgespannte Betonbauwerke Messspulen angebracht, mit denen mechanische Spannungen in ferromagnetischen Körpern gemessen werden. Die Messungen beruhen auf den Kenntnissen, dass mechanische Spannungen an einem ferromagnetischen Körper, dessen elektromagnetischen Daten verändern.For some years now, measuring coils have been attached to prestressed concrete structures to measure mechanical stresses in ferromagnetic bodies. The measurements are based on the knowledge that mechanical stresses on a ferromagnetic body change its electromagnetic data.
Durch das Anlegen entsprechender magnetischer Felder und gewisser elektrischer Messsignale kann mit einer entsprechenden Messanordnung auf die Stärke der anliegenden Spannung in den Spannkabeln geschlossen werden.By applying appropriate magnetic fields and certain electrical measurement signals, the strength of the applied voltage in the tensioning cables can be deduced with an appropriate measurement arrangement.
Ist folglich ein entsprechendes Bauwerk mit vorgespanntem Beton mit entsprechenden Messspulen ausgerüstet, so kann das Bauwerk periodisch kontrolliert werden und lassen sich somit Veränderungen an den Spannungskabeln frühzeitig erkennen. Bezüglich diesem Verfahren wird auf die DE-C-27 16 649 verwiesen.If a corresponding structure with prestressed concrete is equipped with appropriate measuring coils, the structure can be checked periodically and can be thus detect changes in the voltage cables at an early stage. Regarding this method, reference is made to DE-C-27 16 649.
Dieses Mess- und Ueberwachungsverfahren hat sich nun über einige Jahre bewährt. Nachteilig war jedoch, dass sich das Verfahren an bestehenden Bauwerken nicht durchführen liess, weil die erforderliche Messspule nicht mehr anbringbar war. Bis anhin wurde die Messspule beim Verlegen der Vorspannkabel auf einem solchen aufgeschoben und danach mit dem Betonieren des Bauwerkes mit einbetoniert.This measurement and monitoring method has now proven itself over a number of years. However, it was disadvantageous that the method could not be carried out on existing structures because the required measuring coil could no longer be attached. Until now, the measuring coil was slid onto one of the pre-tensioning cables and then concreted in when the structure was concreted.
Die Erfindung stellt sich nun mehr zur Aufgabe ein Verfahren zu schaffen, mittels dem eine Spule an dem bereits verlegten Vorspannkabel eines vorgespannten Betonbauwerkes angebracht werden kann.The object of the invention is now to create a method by means of which a coil can be attached to the pre-tensioned cable of a pre-stressed concrete structure.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung Mittel zu schaffen, mit denen das neue Verfahren durchgeführt werden kann.It is a further object of the invention to provide means with which the new method can be carried out.
Die erste Aufgabe löst ein Vefahren gemäss Patentanspruch 1. Es ist nicht beschränkt auf bereits fertig erstellte Bauwerke. Das nachträgliche Anbringen der Messspule an einem bereits verlegten Kabel ist nämlich viel einfacher und die Gefahr, dass beim Aufschieben der Messspule auf das Vorspannkabel diese verletzt wird, ist ausgeschaltet.The first object is achieved by a method according to
Während das Verfahren nach Anspruch 2 besonders für bereits bestehende Bauten geeignet ist, zeigt Anspruch 3 die Anwendung an einem Neubau auf. Um eventuelle Messfehler durch Luftspalteffekte zu vermeiden, wird gemäss Anspruch 4 vorgeschlagen, in den Raum zwischen Vorspannkabel und Gleithülse eine Kleb- und/oder Füllmasse zu injizieren.While the method according to
Die Mittel zur Ausübung des Verfahrens sind im Anspruch 5 beschrieben. Weitere Ausgestaltungsformen und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erklärt.The means for performing the method are described in
Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren erläutert und sind die erforderlichen Mittel in vereinfachter Darstellung beispielsweise dargestellt. Es zeigt:
Figur 1- eine Situationskizze zur Erläuterung des Verfahrens;
Figur 2- eine Halbschale zur Bildung einer Gleithülse und
Figur 3- eine Variante einer Gleithülse aus elastischem Material;
- Figur 4
- ein zentrischer Längsschnitt durch die Halbschale eines Spulenkörpers.
- Figure 1
- a situation sketch to explain the procedure;
- Figure 2
- a half shell to form a sliding sleeve and
- Figure 3
- a variant of a sliding sleeve made of elastic material;
- Figure 4
- a central longitudinal section through the half-shell of a coil former.
Vorerst wird mit Bezug auf die Figur 1 das erfindungsgemässe Verfahren und nachher mit Bezug auf die Figuren 1-4 die Mittel zur Ausübung des Verfahrens erläutert. Soll die Messspule an einem Vorspannkabel eines bereits bestehenden vorgespannten Betonbauwerkes angebracht werden, so muss erst ein Freiraum 1 geschaffen werden. Dies geschieht auf herkömmlicher Weise, indem man den vorhandenen Beton mechanisch abträgt. Der Freiraum 1 muss so gross bemessen sein, dass das Vorspannkabel 3 allseitig zugänglich ist. Ein solches Spannkabel besteht üblicherweise aus einem ganzen Bündel von Litzenkabeln. Das Kabelbündel ist von einem Hüllrohr umgeben, welches das Vorspannkabel gegen die Berührung mit dem Beton schützt. Im Bereich in dem die Messspule angebracht werden soll, muss das Hüllrohr entfernt werden. Auf das nun freiliegende Vorspannkabel 3 wird eine dem Durchmesser des Vorspannkabels angepasste Gleithülse 2 aufgesetzt. Die Gleithülse 2 soll sich möglichst spielfrei und klemmend auf dem Vorspannkabel 3 halten. Am einfachsten lässt sich dies erreichen, indem man den vorhandenen Luftspalt zwischen der Gleithülse 2 und dem Vorspannkabel 3 mit einer Kleb- und/oder Füllmasse 5 ausfüllt, indem man die Masse in diesen Bereich hineininjiziert. Ist die Klebe- und/oder Füllmasse 5 ausgehärtet, so kann man auf die nun definitiv fixierte Gleithülse 2 einen ein- oder mehrteiligen Spulenkörper 4 aufsetzen. Der Spulenkörper 4 ist auf der Gleithülse 2 drehbeweglich gelagert. Um den Spulenkörper 4 in Rotation zu versetzen weist dieser entsprechende Mittel 6 auf, im vorliegenden Beispiel einen entsprechenden Zahnkranz. Dies könnte aber ohne weiteres auch eine Keilriemenbahn oder eine Lauffläche für ein Reibrad sein. Das Antriebsmittel 6 steht mit einer Transmission 7 im Eingriff. Im vorliegenden Fall ist dies ein Zahnriemen 7, der sich öffnen und schliessen lässt. Statt des Zahnriemens 7 kann selbstverständlich auch ein Keilriemen oder eine Kette mit entsprechendem Kettenschloss fungieren. Auch ein Antrieb über Getriebe, bei dem das Abtriebszahnrad direkt mit dem Zahnkranz 6 des Spulenkörpers 4 im Eingriff steht, ist möglich.For the time being, the method according to the invention is explained with reference to FIG. 1 and subsequently the means for carrying out the method are explained with reference to FIGS. 1-4. If the measuring coil is to be attached to a prestressing cable of an existing prestressed concrete structure, a
Ueber die freigelegte Grube, die hier den Freiraum 1 bildet, wird ein Bock 10 aufgestellt. In diesem lagert ein Antrieb 11, vorzugsweise ein Elektromotor. Die Transmission 7 läuft über den Abtrieb 12 des Elektromotores 11. Sinnvollerweise verwendet man hier einen regelbaren Elektromotor mit einem relativ grossen Untersetzungsgetriebe. Ueber dem im Bock 10 festmontierten Elektromotor 11 ist mindestens eine auswechselbare Kupferdrahtvorratsspule angeordnet. Von der Vorratsspule 13 läuft der Kupferdraht 14 zum Spulenkörper 4. So lässt sich auch nachträglich, eine Messspule auf das Vorspannkabel 3 wickeln .A
Obwohl das Verfahren ganz offensichtlich besonders geeignet ist, um an bestehenden Bauwerken entsprechende Messspulen am Vorspannkabel anzubringen, ist es auch vorteilhaft dieses Verfahren bei neuen Bauwerken anzuwenden. In diesem Fall wird man im Bereich, in dem man eine Messspule anbringen will, vor dem Betonieren eine das Hüllrohr umgreifende Schalung in der Grösse des gewünschten Hohlraumes 1 anbringen. Dies kann beispielsweise eine geschäumte, mehrteilige Schalung sein. Vorteilhaft ist dies insbesondere deshalb, weil die empfindliche Messspule erst nach Fertigung des Bauwerkes angebracht werden muss, so dass die Gefahr einer Verletzung der Messspule auf der Baustelle vermieden wird. Auch das Aufschieben einer Messspule auf ein Vorspannkabel von einem Ende aus, ist bei grösseren Bauwerken keineswegs einfach.Although the method is obviously particularly suitable for attaching appropriate measuring coils to the prestressing cable on existing structures, it is also advantageous to use this method in new structures. In this case, in the area in which one wants to attach a measuring coil, a formwork encompassing the cladding tube in the size of the desired
Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei mögliche Beispiele von Gleithülsen 2. Gemäss der Variante nach Figur 2 besteht die Gleithülse aus zwei Halbschalen, von denen in der Figur nur eine dargestellt ist. Im wesentlichen besteht die Halbschale 20 aus einer Zylindermantelfläche 21, die von zwei seitlichen Stirnwülsten 22 begrenzt ist. Die Mantelfläche 21 bildet die Gleitfläche für den hierauf lagernden Spulenkörper 4 . Die beiden Halbschalen 20 können mit entsprechenden Formschlussmittel versehen sein, die ein einfaches Zusammenstecken der beiden Halbschalen 20 ermöglicht. Im dargestellten Beispiel geschieht dies über Zapfen 23, die in entsprechenden Sacklöchern 24 im gegenüberliegenden Teil Aufnahme finden. Wird die Gleithülse aus zwei Halbschalen, wie in Figur 2 dargestellt, gefertigt, so eignet sich hierfür als Material insbesondere Kunststoff oder auch Keramik. Die Ausführung nach Figur 3 hingegen, bedingt eine hohe Elastizität des Materials und wird daher vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Die Mantelfläche 21' bildet hier ein annähernd geschlossenes zylindrisches Rohr, welches einseitig einen Schlitz 25 aufweist. Die Mantelfläche 21' ist auch hier wiederum durch seitliche Stirnwülste 22' begrenzt. Gleithülsen nach Figur 3 lassen sich besonders vorteilhaft fertigen, indem man von einem bestehenden Hart-PVC-Rohr ausgeht dieses entsprechend ablängt und schlitzt, und danach mit C-förmigen, austeckbaren seitlichen Wülsten 22' verbindet. Dies bedingt nur relativ kleine und entsprechend preiswerte Kunststoffspritzteile.Figures 2 and 3 show two possible examples of sliding
Aehnlich der bereits beschriebenen Gleithülse 2, wird man auch den Spulenkörper 4 aus zwei Halbschalen 40 fertigen. Eine solche Halbschale 40 ist in Figur 4 im Längsschnitt dargestellt. Die innere zylindrische Fläche 41 ist die Gleitfläche, die auf der Mantelfläche 21 der Halbschalen 20 gleitend aufliegt. Die Breite des Spulenkörpers entspricht somit der Distanz zwischen den beiden Stirnwülsten 22 respektiv 22'. In der Schnittfläche des Spulenkörpers erkennt man insgesamt drei Rinnen, die selbstverständlich ringförmig angelegt sind. Die tiefste Rinne 42 bildet den Raum zur Bewicklung einer Empfängerspule 43, die hier vertikal schraffiert schematisch dargestellt ist. Ist die Rinne 42 ausgefüllt, so verbleibt darüber eine breitere Rinne 44 in der eine Induktionsspule 45, hier symbolisch durch eine Horizontalschraffierung dargestellt, gewickelt werden kann. Ueber den gesamten Spulenkörpern 4 kann eine hier nicht dargestellte elektromagnetische Abschirmung angebracht werden. Seitlich der beiden übereinander gelagerten Rinnen 42 und 44 ist eine weitere schmale Rinne 46 erkennbar. Die Rinne 46 ist mit einer Verzahnung 47 versehen. In der Rinne 46 läuft nun die Transmission 7, beispielsweise in Form eines Zahnriemens, und treibt den Spulenkörper 4 an. Auch die beiden Halbschalen 40 des Spulenkörpers 4 können mit Formschlussmittel in der Gestalt von Zapfen 48 und Aufnahmen 49 zur formschlüssigen Verbindung versehen sein. Sicherlich wird man jedoch die Verbindung mit einem entsprechenden Klebstoff sichern. Der ohnehin etwas komplexer gestaltete Spulenkörper 4 wird man vorzugsweise aus Kunststoff fertigen. Dabei ist es auch möglich, beide Halbschalen 40 gleichzeitig und einteilig zu spritzen, wobei die beiden Halbschalen 40 über ein Filmscharnier verbunden sein können. Wiederum ist aber auch eine Fertigung aus Keramik nicht auszuschliessen. Sind jedoch sowohl die Gleithülse 2, wie auch der Spulenkörper 4 aus Keramik, so wird man vorteilhafterweise die Gleithülse 2 im Bereich ihrer Fläche 21 mit einer Gleitfolie versehen.Similar to the sliding
Nach Möglichkeit sollte jeder Lufteinschluss zwischen Gleithülse 2 und Vorspannkabel 3 vermieden werden. Wie bereits beschrieben, wird man daher vorzugsweise Füll- oder Klebmasse in diesen Bereich hineininjizieren. Um dies zu erleichtern, können die Halbschalen 20 der Gleithülse 2 mit entsprechenden Vorkehrungen versehen sein. Hierzu sieht man in der seitlichen Wulst 22 eine Injektionsöffnung 25 vor, die mit einer nach innnen gerichteten Austrittsöffnung 27 über einen Kanal 26 kommuniziert. Herstellungstechnisch am einfachsten lässt sich dies realisieren, indem man einen offenen Kanal vorsieht, in dem ein entsprechender Plastikschlauch einlegbar ist.Whenever possible, any air trapping between sliding
Da die Wicklung der Messspule erst auf der Baustelle erfolgt, muss man auch die Umdrehungen des Spulenkörpers zählen können. Dies erfolgt sicherlich am einfachsten direkt mittels einem am Bock 10 befestigten Windungszählwerk 8, welches direkt mit dem Zahnkranz 6 im Eingriff stehen kann. Hierzu ist das Windungszählwerk 8 an einem Trägerstab 9 höhenverstellbar montiert.Since the measuring coil is only wound on the construction site, it must also be possible to count the revolutions of the coil body. This is most easily done directly by means of a
Der hier dargestellte apparative Anteil zur Bewicklung des Spulenkörpers 4 ist selbstverständlich lediglich ein Beispiel. Zahlreiche andere Möglichkeiten sind ebenfalls denkbar. Auf das erfindungsgemässe Verfahren hat dies jedoch keinen Einfluss. Die für die Durchführung des Verfahrens wesentlichen Mittel, sind nur die Gleithülse 2 und der Spulenkörper 4. Beide müssen so beschaffen sein, dass sie auf einem verlegten Vorspannkabel 3, quer zu dessen Verlaufsrichtung aufbringbar sind. Dabei ist es wie beschrieben unwesentlich, ob diese beiden Teile einteilig oder mehrteilig gestaltet sind.The portion of the apparatus shown here for winding the bobbin 4 is of course only an example. Numerous other options are also conceivable. However, this has no influence on the method according to the invention. The essential means for carrying out the method are only the sliding
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH454/90 | 1990-02-13 | ||
CH45490 | 1990-02-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0442124A1 true EP0442124A1 (en) | 1991-08-21 |
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ID=4187394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP90125130A Withdrawn EP0442124A1 (en) | 1990-02-13 | 1990-12-21 | Method and arrangement for the application of a measuring coil to a prestressed tendon in a concrete construction |
Country Status (1)
Country | Link |
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EP (1) | EP0442124A1 (en) |
Citations (5)
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- 1990-12-21 EP EP90125130A patent/EP0442124A1/en not_active Withdrawn
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19940701 |