Устройство для непрерывного контроля несущей способности сваи в процессе ее погружения

 

О Il И С А Н И Е (и) 484284

ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 18.01.73 (21) 1871835/29-33 с присоединением заявки № (51) М. Кл. Е 02d 7/20

Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий (53) УДК 624.15(088.8) Опубликовано 15.09.75. Бюллетень,№ 34

Дата опубликования описания 25.01.76 (72) Авторы изобретения

В. А. Шилков, В. И. Джунь, О. А. Савинов, А. Я. Лускин, И. А. Бухонина, А, Д. Савалюк и П. М. Киселев

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ

НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАИ В ПРОЦЕССЕ

ЕЕ ПОГРУЖЕНИЯ

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области производства свайных работ и может быть широко использовано в строительстве.

Известно устройство для контроля несущей способности свай; погружаемых вибраторами, включающее датчик осадки сваи, датчик величины импульса силы удара, счетчик импульсов и исполнительное устройство.

Существенными недостатками этих приборов является ограниченная область их применения, а также малая точность получаемых при их помощи результатов определения допустимых предельных нагрузок на сваю.

Целью изобретения является обеспечение автоматической остановки сваебойного агрегата при достижении заданной несущей способности сваи. Это достигается тем, что устройство снабжено схемой сравнения с задатчиком, выполненным в виде функциональнопреобразующего устройства, интеграторами, операционными усилителями и схемой совпадения, причем выход датчика осадки сваи подключен через первый интегратор и первый операционный усилитель к первому входу схемы сравнения, первый выход датчика величины импульса силы удара подключен через второй интегратор и второй операционный усилитель ко входу функционально-преобразующего устройства, выход которого через третий операционный усилитель подключен ко второму входу схемы сравнения, выход схемы сравнения через четвертый операционный усилитель подключен к первому входу схемы совпадения, второй выход датчика величины импульса силы удара соединен со входом счетчика импульсов, выход которого связан со вторым входом схемы совпадения, выход ко1орой соединен с исполнительным механизмом.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для непрерывного контроля не15 сущей способности сваи и автоматической остановки рабочего органа сваебойного оборудования при достижении заданной несущей способности погружаем ого элемента состоит из датчика 1 осадки сваи, выдающего на вход

20 связанного с ним интегратора 2 сигналы в виде электрических импульсов, пропорциональных величине S осадки сваи за удар или период вибрирования, датчика 3 величины импульса силы F удара или периода вибрирова25 ния, выдающего соответствующие пропорциональные силе F электрические импульсы на вход связанного с ним интегратора 4, операционных усилителей 5 — 8, функционально-преобразующего устройства 9, схемы сравнения

10, схемы совпадения 11, счетно-командного устройства, в которое входит счетчик импульсов 12, дифференцирующая цепочка 13, блок задержки 14 и ключевые устройства 15 и 16, и исполнительного механизма 17.

В основу предлагаемого устройства заложен принцип непрерывного сравнения измеряемой в процессе производства работ фактической осадки сваи за каждый удар или за залог с расчетными ее значениями при действующих в моменты сравнения ударных или вибрационных воздействиях.

Устройство работает следующим образом.

Поступающие с датчика 1 осадки сваи сигналы накапливаются на интеграторе 2 в течение времени, соответствующего заданному количеству и ударов или иных воздействий сваебойного снаряда. При этом выходное напряжение U интегратора 2 будет пропорционально суммарной величине фактической осадки сваи за учитываемое количество погружающих воздействий, т. е. ЬтХ5 за и ударов.

Одновременно на выходе интегратора 4 в результате поступления сигналов с датчика 3 величины импульса удара формируется суммарное напряжение U; величина которого пропорциональна числу и силе ударов F (возникающих усилий). После усиления в операционном усилителе 7 выходные сигналы с интегратора 4 подаются на вход функциональнопреобразующего устройства 9, в котором преобразуются в напряжения У„функционально связанные с эталонными (заданными) значениями осадки сваи за и ударов в соответствии с экспериментально устанавливаемой или рассчитываемой зависимостью, определяемой выражением U, = 5р„, — — f(F) где Spzpz — расчетная величина осадки сваи при действующих воздействиях Г. Функциональный преобразователь 9 может представять собой набор диодно-резисторных ячеек, позволяющих воспроизвести любую требуемую функциональную зависимость. При этом для заданной конкретной функциональной зависимости необходима предварительная перенастройка функционального преобразователя. Число ячеек определяется необходимой точностью воспроизведения реализуемой функциональной зависимости. Напряжение (сигнал) U, с выхода функционального преобразователя подается на схему сравнения 10 через операционный усилитель (инвертор) 8 и используется в качестве эталонного Up. С ним сравнивается фактический сигнал Уф с выхода операционного усилителя 5. Таким образом, постоянно сравнивается величина фактической осадки сваи за каждый удар (или иное воздействие) или за залог с расчетными величинами осадки, которые должна иметь погружаемая свая при действующих воздействиях при достижении требуемой несущей способности. На выходе схемы сравнения формируется сигнал

ЛУ = Up — У „величина и знак которого зависят от результата сопоставления.

Если в результате сравнения величина напряжения Uy =- ZS оказывается большей

Up — ZSp>«- (т. е. осадка больше расчетной), то на выходе операционного усилителя 6, связанного с выходом схемы сравнения, формируется отрицательный потенциал, запрещающий прохождение через схему совпадения 11 (логический элемент типа «И») управляющего импульса i, снимаемого с выхода дифференцирующей цепочки 13. Управляющий импульс i формируется через каждые заданные п удары, для чего в схеме предусмотрен счетчик 12 импульсов (ударов), вход которого связан с выходом датчика 3 величины импульса силы удара, а выход — с выходом диф реренцирующей цепочки 13. Также предусмотрена цепь сброса блоком задержки 14.

1 огда в результате непрерывного сравнения величина напряжения Уф — ZS оказывается меньше эталонного Up т ХЗрасч, (т. достигнута расчетная несущая способность и фактическая осадка сваи становится меньше расчетной) на выходе операционного усилителя 6 появляется положительный потенциал.

При этом на выходе схемы совпадения появляется управляющий импульс W, воздействующий на исполнительный механизм 17. Исполнительное устройство либо останавливает сваебойный агрегат, либо включает сигнализацию о достижении заданной несущей способности погружаемой сваи. После окончания цикла сравнения за и ударов и формирования управляющего импульса i устройство автоматического контроля и управления возвращается в исходное состояние для проведения очередного цикла измерений и сравнений. В рассматриваемой блок-схеме это осуществляется с помощью специального импульса сброса Z, формируемого с помощью дифференцирующей цепочки 12 и задержанного блоком задержки

14 на время т„ ) тр, где т — максимальное время действия сигнала с датчика 3 величины импульса силы удара или периода вибрирования, Этот импульс подается на входы ключевых устройств 15 и 16, связанных соответственно с интеграторами 2 и 4, и на вход счетчика импульсов 12. При этом на время действия импульса сброса Z ключевые устройства открываются, обеспечивая возвращение интеграторов в исходное состояние, Одновременно за счет сброса предыдущего значения числа ударов счетчик импульсов 12 подготавливается к очередному счету.

Предмет изобретения

Устройство для непрерывного контроля не. сущей способности сваи в процессе ее погружения, включающее датчик осадки сваи, датчик величины импульса силы удара, счетчик импульсов и исполнительный механизм, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматической остановки сваебойного агрегата при достижении заданной несущей

484284

Составитель В. Алекперов

Редактор Э. Шибаева Техред М. Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 3387/1 Изд. № 18î4 Тираж 708 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 способности сваи, устройство снабжено схемой сравнения с функционально-преобразующим задатчиком, двумя интеграторами, четырьмя операционными усилителями и схемой совпадения, причем выход датчика осадки сваи подключен через первый интегратор и первыи операционныи у сил:,т;;-, и о,ю;,:, входу схемы сравнения, первый выход датчика величины импульса силы удара подключен через второй интегратор и второй операционный усилитель ко входу функционально-преобразующего задатчика, выход которого через третий операционный усилитель подключен к другому входу схемы сравнения, выход схемы сравнения через четвертый операционный усилитель подключен к первому входу схемы совпадения, второй выход датчика величины

:.;„,; льсов силы удар". соединен со входом счетчика импульсов, выход которого связан сдругим входом схемы совпадения,,выход ко-орой соединен с исполнительным механизмом.