Способ измерения начального напряжения состояния арматуры эксплуатируемого железобетонного сооружения

 

Сущность изобретения: при измерении начального напряженного состояния арматуры железобетонного эксплуатируемого сооружения в зоне возникновения трещины образуют две штрабы на расстоянии длины анкеровки, в одной - устанавливают на арматуре тензорезисторы, а в другой - перерезают арматуру. Затем последовательно вскрывают бетонный слой с обнажением арматуры между штрабами и измеряют напряженное состояние арматуры после каждого вскрытия. Окончательное измерение производят после соединения двух штраб в единую штрабу. Тензорезисторы на арматуре могут быть установлены диаметрально-противоположно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерения деформаций эксплуатируемого железобетонного сооружения.

Известен способ измерения напряженного состояния эксплуатируемого сооружения путем установки на арматуре измерительных устройств (тензорезисторов, армодинамометров струнного типа) до бетонирования с последующим приложением нагрузки (см. ОСТ 34-72-649-83).

Указанный способ позволяет измерить деформации (напряженное состояние) с начала приложения нагрузок строительного и эксплуатационного периода.

Недостатком его является возможность возникновения проблемы измерений в связи с образованием трещины в зоне непредполагаемого разрушения (по объективным причинам заранее измерительное устройство не установлено).

В этом случае вскрывают защитный бетонный слой и устанавливают, например, струнные датчики силы.

Однако начальное напряжение при этом не фиксируется, поэтому не определяется истинное напряженное состояние арматуры в сооружении.

Известен способ определения силы напряжения стержней, например, анкеров, основанный на измерении частоты собственных колебаний, тело которых недоступно для непосредственного измерения в них колебаний, для чего стержни возбуждают поперечными периодическими импульсами, действующими за жесткой точкой опоры с переменной частотой и доводят амплитуду собственных колебаний стержней до резонансной величины, которую улавливают с помощью чувствительных датчиков, и по ней определяют натяжение (см. авт.св. СССР N 128209, кл. G 01 L 1/10, 1969г.) Недостатком известного способа является низкая точность измерений, так как условия тарировки значительно отличаются от условий работы арматурного стержня в сооружении. Арматура в сооружении имеет неопределенный контакт с бетоном, т.е. участок с нарушенной адгезией, что влияет на частоту собственных колебаний системы.

Наиболее близким к изобретению по сущности и достигаемому техническому результату является способ измерения напряженного состояния арматурных стержней эксплуатируемого сооружения, тело которых недоступно, путем вскрытия защитного бетонного слоя в двух местах с оголением арматуры. В одной из штраб устанавливают несколько тензорезисторов по длине арматуры. Затем в другой штрабе перерезают натянутую арматуру, разгружая ее таким образом и снимают показания тензорезисторов (см. отчет НИСа института "Гидропроект". "Исследование напряженного состояния арматуры в сопрягающем устое водосброса и каменно-набросной плотины Широковской ГЭС", 1968 г.).

Недостатком известного способа является низкая точность измерений из-за нарушения установки тензорезисторов по причине динамического проскальзывания арматуры и расположения тензодатчиков по длине стержня, а также невозможность измерения качества сцепления арматуры с бетоном. Коэффициент сцепления (полноты эпюры растягивающих напряжений в арматуре) необходим в дальнейшем для обработки результатов измерений напряжений ввариваемым динамометром.

Задачей изобретения является повышение точности определения начального напряженного состояния арматуры эксплуатируемого сооружения.

В способе измерения начального напряженного состояния арматуры железобетонного эксплуатируемого сооружения, заключающемся в том, что в зоне возникновения трещины образуют две штрабы, в одной из которых устанавливают на арматуре тензорезисторы, а в другой перерезают арматуру, штрабы образуют на расстоянии длины анкеровки и дополнительно осуществляют последовательное вскрытие бетонного слоя с обнажением арматуры между штрабами и последовательное измерение напряженного состояния арматуры после каждого вскрытия, а окончательное измерение начального напряженного состояния арматуры производят после соединения двух штраб в единую штрабу.

Кроме того тензорезисторы на арматуре устанавливают диаметрально противоположно.

Пример реализации способа представлен на чертеже, где: на фиг. 1 изображен фрагмент сооружения, на котором реализуется данный способ, где: поз. 1 штраба со средствами измерения относительных деформаций арматуры с помощью тензорезисторов; поз. 2 штраба для резки-разгрузки арматуры; поз. 3 место резки арматуры; поз. 4 зона удаляемого бетона длиной, равной длине анкеровки арматуры, задаваемой строительными нормами и правилами; поз. 5 - тензорезисторы по сечениям арматуры на противоположных концах диаметра сечения.

Для определения начального напряженного состояния сооружения при возникновении трещины в зоне непредполагаемого разрушения вскрывают защитный слой в двух местах, оголяя арматуру, образуя две штрабы, расположенные на расстоянии длины анкеровки арматуры. На одной из штраб на арматуре устанавливают диаметрально противоположно тензорезисторы, что позволяет исключить местные изгибы. Затем перерезают натянутую арматуру в другом штрабе и производят отсчеты по тензорезисторам. Выполнение штраб на расстоянии длины анкеровки исключает продергивание разрезанной арматуры на начальном этапе измерений. При этом арматура не испытывает динамического сброса напряжений из-за действия сцепления бетона с арматурным стержнем, исключается нарушение установки тензорезисторов. Затем производят постепенное удаление защитного слоя бетона между двумя штрабами с последовательным замером напряжения, а окончательный замер производят после полного объединения штраб в одну длинную штрабу. Постепенное удаление бетона между штрабами с последовательным измерением напряжений позволяет определить коэффициент сцепления арматуры (коэффициент полноты эпюры напряжений в арматуре), необходимый в дальнейшем для обработки результатов долговременных измерений напряжений с помощью ввариваемых в арматуру армодинамометров.

В результате использования изобретения определяют полную "историю" начального напряженного состояния арматуры железобетонного эксплуатируемого сооружения. Дальнейшие возникающие напряжения регистрируют известным средством армодинамометром, каждый раз суммируя его показания с имеющимися уже данными о начальных напряжениях с использованием определенного данным способом коэффициента сцепления, получая таким образом истинные данные о напряженном состоянии арматуры эксплуатируемого сооружения.

Формула изобретения

1. Способ измерения начального напряженного состояния арматуры железобетонного эксплуатируемого сооружения, заключающийся в том, что в зоне возникновения трещины образуют две штрабы, в одной из которых устанавливают на арматуре тензорезисторы, а в другой перерезают арматуру, отличающийся тем, что штрабы образуют на расстоянии длины анкеровки и дополнительно осуществляют последовательное вскрытие бетонного слоя с обнажением арматуры между штрабами и последовательное измерение напряженного состояния арматуры после каждого вскрытия, а окончательное измерение начального напряженного состояния арматуры производят после соединения двух штраб в единую штрабу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тензорезисторы на арматуре устанавливают диаметрально противоположно.

РИСУНКИ

Рисунок 1