PL225031B1

PL225031B1 - Measuring set for examining deflection of structural objects under dynamic load

Info

Publication number: PL225031B1
Application number: PL407048A
Authority: PL
Inventors: Lucjan Janas
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Łukasiewicza
Priority date: 2014-02-01
Filing date: 2014-02-01
Publication date: 2017-02-28
Also published as: PL407048A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw pomiarowy do badania ugięć obiektów budowlanych pod obciążeniem dynamicznym, zwłaszcza wiaduktów i obiektów mostowych położonych nad trwałym podłożem.The subject of the invention is a measuring set for testing the deflection of buildings under dynamic load, especially viaducts and bridges located above a permanent ground.

Znany jest powszechnie zestaw pomiarowy do badania ugięć obiektów budowlanych pod obciążeniem dynamicznym, zawierający uchwyt mocujący element dystansowy górnym końcem do badanego obiektu, wskaźnik pomiarowy sztywno zamocowany w dolnej części elementu dystansowego, współpracujący z urządzeniem pomiarowym drogi przemieszczenia wskaźnika pomiarowego, zaś urządzenie pomiarowe jest wsparte na wsporniku dolnym sztywno posadowionym na podłożu pod badanym obiektem. Element dystansowy jest w postaci drutu stalowego, naprężonego obciążnikiem albo też obciążnikiem i sprężyną. Ze względu na minimalną sztywność poprzeczną drutu w czasie badań występują drgania w kierunku poziomym, które powodują efektywne skrócenie składowej długości drutu w kierunku pionowym i zaburza wyniki pomiarów ugięć obiektów budowlanych. Nie można wówczas stwierdzić, czy mierzone drgania pionowe to drgania badanego obiektu, do którego jest zamocowany drut, czy też drgania obiektu i drutu.There is a well-known measuring set for testing the deflection of building objects under dynamic load, including a handle fixing the spacer with its upper end to the tested object, a measuring indicator rigidly fixed in the lower part of the spacer, cooperating with the measuring device displacement path of the measuring indicator, and the measuring device is supported on bottom bracket rigidly placed on the ground under the tested object. The spacer is in the form of a steel wire under a weight or a weight and a spring. Due to the minimal transverse stiffness of the wire, during the tests, vibrations occur in the horizontal direction, which effectively shorten the length component of the wire in the vertical direction and disturb the results of measurements of deflections of buildings. Then it cannot be determined whether the measured vertical vibrations are vibrations of the tested object to which the wire is attached, or vibrations of the object and the wire.

Zestaw pomiarowy do badania ugięć obiektów budowlanych pod obciążeniem dynamicznym, zawierający uchwyt mocujący element dystansowy górnym końcem do badanego obiektu, wskaźnik pomiarowy sztywno zamocowany w dolnej części elementu dystansowego, współpracujący z urządzeniem pomiarowym drogi przemieszczenia wskaźnika pomiarowego, zaś urządzenie pomiarowe jest wsparte na wsporniku dolnym sztywno posadowionym na podłożu pod badanym obiektem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element dystansowy zestawu jest sztywny poziomo.A measuring set for testing the deflection of buildings under dynamic load, including a holder that fastens the spacer with its upper end to the tested object, a measuring indicator rigidly fixed in the lower part of the spacer, cooperating with the measuring device displacement path of the measuring indicator, and the measuring device is rigidly supported on the lower support mounted on the ground under the test object, according to the invention, is characterized in that the set spacer is horizontally rigid.

Korzystnie element dystansowy zestawu jest w postaci rurki, a dalsze korzyści w postaci ułatwienia obsługi są uzyskiwane jeśli rurka jest z lekkiego metalu, a ponadto jest segmentowa, przy czym jej segmenty rurkowe są połączone między sobą sztywno i rozłącznie, korzystnie połączeniem gwintowym.Preferably, the spacer of the assembly is in the form of a tube, and further handling advantages are obtained if the tube is of light metal and, moreover, is segmented, its tubular segments being rigidly and detachably connected to each other, preferably by a threaded connection.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli uchwyt mocujący zestawu posiada poziomą płytę mocującą, na której jest osadzony przegub, przy czym płyta mocująca jest zamocowana od spodu do badanego obiektu, zaś poprzez przegub element dystansowy jest połączony wahliwie z tym badanym obiektem. Ponadto element dystansowy zestawu jest w dolnej części osadzony suwliwie w prowadnicy sztywno zamocowanej do wspornika dolnego, zaś wskaźnik pomiarowy elementu dystansowego jest położony nad prowadnicą tego elementu dystansowego, przy czym wskaźnik pomiarowy elementu dystansowego jest w postaci wspornika poziomego, połączonego sztywno z pierścieniem mocującym, zaciśniętym nieprzesuwnie na elemencie dystansowym, zaś na wsporniku poziomym wskaźnika pomiarowego jest wsparty czujnik urządzenia pomiarowego, które jest w postaci przetwornika indukcyjnego, przetwarzającego przemieszczenie wspornika poziomego wskaźnika pomiarowego na sygnał elektryczny.Further advantages are obtained if the mounting fixture of the assembly has a horizontal mounting plate on which a joint is mounted, the mounting plate being attached underneath to the test object, and the spacer is pivotally connected to the test object through the joint. Moreover, the spacer of the assembly is slidably seated in the lower part of the guide rigidly attached to the bottom bracket, and the gauge of the spacer is located above the guide of that spacer, the gauge of the spacer being in the form of a horizontal bracket rigidly connected to the clamping ring, clamped the sensor of the measuring device, which is in the form of an inductive transducer, converting the displacement of the horizontal support of the indicator into an electrical signal, is supported on the horizontal support of the indicator.

Następne korzyści uzyskuje się, jeżeli wspornik dolny zestawu jest w postaci statywu geodezyjnego lub zestaw posiada miernik pionowości zamocowany do elementu dystansowego w dolnej jego części.Further advantages are obtained if the bottom bracket of the assembly is in the form of a survey stand or the assembly has a verticality gauge attached to the spacer at the bottom of it.

Wynalazek umożliwia zapis ugięć obiektów budowlanych, zwłaszcza takich jak przęsła mostowe, pod obciążeniem dynamicznym. Ponadto zestaw według wynalazku pozwala na bardzo dokładny pomiar ugięć bez zniekształceń pojawiających się w znanych rozwiązaniach.The invention makes it possible to record the deflections of buildings, especially such as bridge spans, under dynamic load. Moreover, the kit according to the invention allows for a very precise measurement of deflections without distortions appearing in known solutions.

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zestaw pomiarowy w widoku z przodu w ujęciu schematycznym.The subject of the invention is explained in more detail in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the measurement assembly in a schematic front view.

Zestaw pomiarowy według wynalazku w przykładzie wykonania jest przeznaczony do badania ugięć obiektów 1 budowlanych pod obciążeniem dynamicznym. Zestaw zawiera uchwyt mocujący 2 element dystansowy 3 górnym końcem do badanego obiektu 1, wskaźnik pomiarowy 4 sztywno zamocowany w dolnej części elementu dystansowego 3, współpracujący z urządzeniem pomiarowym 5 przemieszczenia wskaźnika pomiarowego 4. Urządzenie pomiarowe 5 jest wsparte na wsporniku dolnym 6 sztywno posadowionym na podłożu 7 pod badanym obiektem 1.In an exemplary embodiment, the measuring set according to the invention is intended for testing the deflection of buildings and structures under dynamic loading. The set includes a holder 2 a spacer 3 with its upper end to the tested object 1, a measurement indicator 4 rigidly mounted in the lower part of a spacer 3, cooperating with the measuring device 5 of the measurement indicator displacement 4. The measuring device 5 is supported on the lower bracket 6 rigidly placed on the ground 7 under the test object 1.

Element dystansowy 3 zestawu jest sztywny poziomo, przy czym jest on w postaci rurki aluminiowej. Rurka elementu dystansowego 3 jest segmentowa, przy czym jej segmenty rurkowe 10 są połączone między sobą sztywno i rozłącznie połączeniem gwintowym. Uchwyt mocujący 2 posiada poziomą płytę mocującą 8, na której jest osadzony przegub 9, przy czym płyta mocująca 8 jest zam ocowana od spodu do badanego obiektu 1, zaś poprzez przegub 9 element dystansowy 3 jest połączoPL 225 031 B1 ny wahliwie z tym badanym obiektem 1. Element dystansowy 3 jest w dolnej części osadzony suwliwie w prowadnicy 11 sztywno zamocowanej do wspornika dolnego, zaś wskaźnik pomiarowy 4 elementu dystansowego 3 jest położony nad prowadnicą 11 tego elementu dystansowego 3. Wskaźnik pomiarowy 4 elementu dystansowego 3 jest w postaci wspornika poziomego 12, połączonego sztywno z pierścieniem mocującym 13, zaciśniętym nieprzesuwnie na elemencie dystansowym 3, zaś na wsporniku poziomym 12 jest wsparty czujnik urządzenia pomiarowego 5, które jest w postaci przetwornika indukcyjnego, przetwarzającego przemieszczenie wspornika poziomego 12 na sygnał elektryczny. Wspornik dolny 6 zestawu jest w postaci statywu geodezyjnego. Ponadto zestaw posiada miernik pionowości 14 zamocowany do elementu dystansowego 3 w dolnej jego części w postaci libelli rurkowej.The spacer 3 of the set is horizontally rigid and is in the form of an aluminum tube. The spacer tube 3 is segmented, with its tube segments 10 being rigidly and detachably connected to each other by a threaded connection. The clamping fixture 2 has a horizontal clamping plate 8 on which the articulation 9 is mounted, the securing plate 8 is attached from below to the test object 1, and through the articulation 9 the spacer 3 is pivotally connected to the test object 1 The spacer 3 is slidably seated in the lower part of the guide 11 rigidly attached to the bottom bracket, and the gauge 4 of the spacer 3 is located above the guide 11 of the spacer 3. The gauge 4 of the spacer 3 is in the form of a horizontal bracket 12 connected. rigidly with the fastening ring 13 clamped non-slidingly on the spacer 3, and the sensor of the measuring device 5 is supported on the horizontal support 12, which is in the form of an inductive transducer that converts the displacement of the horizontal support 12 into an electrical signal. The bottom bracket 6 of the set is in the form of a geodesic tripod. In addition, the set has a verticality gauge 14 attached to the spacer 3 at its bottom in the form of a tubular vial.

Element dystansowy 3 jest skręcany na miejscu badania z segmentów rurkowych 10 o długości od 1,5 m do 3 m. Długość elementu dystansowego 3 po skręceniu powinna być mniejsza o około 1 m od odległości spodu konstrukcji mostu od podłoża 7. Segmenty rurkowe 10 mają średnicę około 30 mm i są łączone sztywno na gwint. Podział elementu dystansowego 3 na segmenty rurkowe 10 ułatwia transport, gdyż niekiedy element dystansowy 3 po skręceniu ma długość dochodzącą do 7 m. Uchwyt mocujący 2 jest przykręcany do spodu konstrukcji mostu, a element dystansowy 3 jest mocowany przegubowo do tego uchwytu mocującego 2. Przegub 9 eliminuje ewentualne drgania poprzeczne elementu dystansowego 3, powstające na skutek obrotu przęsła mostu.The spacer 3 is screwed on the test site from tubular segments 10 with a length of 1.5 m to 3 m. The length of the spacer 3 after twisting should be less by about 1 m from the distance of the bottom of the bridge structure from the ground 7. Tubular segments 10 have a diameter of approximately 30 mm and are rigidly threaded. The division of the spacer 3 into tubular segments 10 facilitates transport, because sometimes the spacer 3, when screwed, has a length of up to 7 m. The fastening clip 2 is screwed to the bottom of the bridge structure, and the spacer 3 is articulated to this mounting clip 2. Hinge 9 it eliminates possible transverse vibrations of the spacer 3, which arise as a result of the rotation of the bridge span.

Prowadnica 11 jest mocowana do statywu geodezyjnego ustawionego pod mostem, zaś rurka elementu dystansowego 3 jest przeprowadzona przez tę prowadnicę 11, przy czym prowadnicę 11 ze statywem przesuwa się tak, że rurka jest ustawiona pionowo i osadzona przesuwnie dla swobodnego poruszania jedynie w kierunku góra-dół. Nad prowadnicą 11 mocuje się pierścień mocujący 13 ze wspornikiem poziomym 12, na którym opiera się czujnik przetwornika indukcyjnego, przetwarzającego przemieszczenie wspornika poziomego 12 na sygnał elektryczny. Z kolei sam przetwornik indukcyjny jest mocowany do statywu geodezyjnego.The guide 11 is attached to a geodesic stand positioned under the bridge and the spacer tube 3 is guided through this guide 11, the guide 11 with the tripod being moved so that the tube is vertically positioned and slidably seated for free movement only in the up-down direction. . A fastening ring 13 with a horizontal support 12 is mounted over the guide 11, on which the sensor of the inductive transducer rests, converting the displacement of the horizontal support 12 into an electrical signal. In turn, the inductive transducer itself is attached to the geodesic tripod.

Zestaw według wynalazku został sprawdzony w badaniach porównawczych, w których jedn ocześnie stosowano trzy zestawy, z elementem mocującym 3 z rurką oraz z drutem naprężonym obciążnikiem i drutem naprężonym sprężyną i obciążnikiem, a badania porównawcze wykazały wyższość zestawu według wynalazku nad znanymi zestawami.The set according to the invention has been tested in comparative tests in which three sets were used simultaneously, with the fixing element 3 with the tube and the wire tensioned with a weight and the wire tensioned with a spring and a weight, and the comparative tests showed the superiority of the composition according to the invention over the known sets.

Wynalazek znajduje zastosowanie do badania ugięć pod obciążeniem dynamicznym zwłaszcza wiaduktów i obiektów mostowych położonych nad trwałym podłożem.The invention is applicable to the study of deflections under dynamic load, especially viaducts and bridge structures located above permanent ground.

Claims

1.Measuring set for testing deflections of building objects under dynamic load, including a holder fixing the spacer with its upper end to the tested object, a measuring indicator rigidly mounted in the lower part of the spacer, cooperating with the measuring device displacement measuring device, and the measuring device is supported on the lower support rigidly mounted on the ground under the test object, characterized in that the spacer (3) of the set is horizontally rigid.

2. The kit according to claim The assembly according to claim 1, characterized in that the spacer (3) of the assembly is in the form of a tube, preferably of light metal.

3. The kit according to p. The spacer tube according to claim 2, characterized in that the spacer tube (3) is segmented, its tube segments (10) being rigidly and detachably connected to each other, preferably by a threaded connection.

4. The kit according to p. 1, 2 or 3, characterized in that the mounting fixture (2) of the set has a horizontal mounting plate (8) on which the joint (9) is mounted, the mounting plate (8) being attached from below to the test object (1) and through the joint (9), the spacer (3) is pivotally connected to the tested object (1).

5. The kit according to p. A guide as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the spacer (3) of the assembly is slidably seated in the lower part in a guide (11) rigidly fixed to the lower bracket (6).

6. The kit according to p. The spacer (3) as claimed in claim 5, characterized in that the gauge (4) of the spacer (3) is located above the guide (11) of the spacer (3).

PL 225 031 B1

7. The kit according to p. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the gauge (4) of the spacer (3) is in the form of a horizontal bracket (12) rigidly connected to the fastening ring (13) clamped non-slidingly on the spacer ( 3).

8. The kit according to p. A device according to claim 7, characterized in that a sensor of the measuring device (5) is supported on the horizontal support (12) of the indicator (4), which is in the form of an inductive transducer that converts the displacement of the horizontal support (12) of the indicator (4) into an electrical signal.

9. The kit according to p. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8, characterized in that the bottom bracket (6) of the set is in the form of a geodesic stand.

10. The kit according to p. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9, characterized in that it has a verticality gauge (14) attached to the spacer (3) in the lower part of it.