ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИИ

КОНТРОЛЬ НАТЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ

От степени натяжения арматуры и соблюдения ве­личины контролируемого напряжения зависит эксплуатационная надежность конструкции. При снижении фактического напряже­ния по сравнению с проектным уменьшается трещиностойкоеть конструкции и в конечном счете снижается ее несущая способ­ность. Чрезмерно большое напряжение также снижает несущую способность конструкции. Следовательно, контроль натяжения арматуры является важной технологической операцией, которая обеспечивает заданное проектом напряженное состояние кон­струкции и предохраняет от ошибок.

Ошибки, допущенные при изготовлении напряженно-арми­рованных конструкций, могут быть обнаружены только при ис­пытании готовых изделий, поэтому в процессе производства не­обходимо осуществлять контроль качества выполнения работы по таким показателям: равномерности натяжения арматуры (при натяжении); степени натяжения арматуры (перед бетони­рованием); надежности заанкеривания арматуры в бетоне (пе­ред отпуском натяжения).

Величину натяжения арматуры можно контролировать двумя способами: электрическим и механическим (табл. 15). Механи­ческий способ дает возможность определить степень натяжения арматуры по усилию в натяжном механизме и по деформации арматурного элемента. При электрическом способе величина на­тяжения может быть определена по изменению активного со­противления проволочных датчиков, наклеенных на арматурный элемент, и по частоте свободных колебаний арматурного эле­мента.

Возможность и целесообразность применения того или иного способов контроля, обуславливается видом армирования, спосо­бом натяжения арматуры, типом натяжных устройств и приспо­соблений. Более высокую степень точности определения напря­жений дает электрический способ контроля натяжения армату­ры, который, кроме того, автоматизирует этот довольно слож­ный и трудоемкий процесс.

Рекомендуется дублировать измерение усилий двумя спосо­бами: например, по показаниям манометра и по удлинению^ар­матуры. При этом результаты измерений не должны отличаться более чем на 5°/о-

Контроль натяжения по величине усилия в натяж­ном механизме. Усилие, которое развивается в процессе работы натяжной машины, можно измерять различными динамометрами (месдозами, пружинными динамометрами и пр.), но чаще всего в качестве динамометра используется гидравлический ци­линдр натяжной машины. Измерение давления рабочей жидко­сти производится, манометром, присоединенным к рабочей по­лости цилиндра. Контроль натяжения арматуры по показаниям манометра является наиболее простым и достаточно надежным как для одиночного, так и для группового натяжения прово­лочной и стержневой арматуры.

Общее усилие натяжения С} рассчитывается обычно, исходя из числа проволок или стержней, площади их сечения и задан­ного Напряжения арматуры.

<3 = Г т °0 = РО — д,

Где /7на —суммарная площадь напряженной арматуры, См2

Со—предварительное напряжение арматуры, контролируе­мое при натяжении, Кг/см2;

£>—площадь поршня гидродомкрата, См2

Р—рабочее давление жидкости, Кг/см2 q—потери от трения манжет и сальников, Кг, определяе­мые по графику тарирования домкрата.

Сила трения зависит от конструкции гидродомкрата и на­тяжных устройств, степени использования тягового домкрата, загрязнения механизмов и т. п. Потери от трения могут состав­лять 5—10% максимального усилия домкрата.

Точность измерения давления масла в цилиндре зависит от класса манометра, установленного на гидродомкрате. Техниче­ские манометры относятся к классам точности 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0, что означает величину максимальной погрешности прибора в процентах от наибольшего усилия, на которое он рассчитан. Класс манометра обозначается на шкале. Например, при изме­рении манометром класса 2,5 со шкалой на 300 Атм давления в гидродомкрате, равного 100 Атм, возможная относительная ошибка измерения. составит 7,5%.

Контроль натяжения по удлинению Арматуры. Для равномерного натяжения большого числа проволок, особенно при большой их длине, необходимо, чтобы все проволоки имели одинаковую первоначальную длину. Неодинаковая длина прово­лок приводит к их перенапряжению, к разрыву части проволок, к неполному использованию несущей способности остальных. Если максимальное напряжение в проволоке принять равным Оо=0,65ч-0,75/?!, то Я2= 1,54 1,34о0.

Теоретически разрыв проволок при их натяжении (из рас­чета удлинения 5 Мм на 1 Пог. м) может произойти при разнице в длине проволок, равной 2,5 Мм на 1 Пог. м. Плюсовые допуски приводят к недонапряжению проволоки, что также недопустимо.

При заготовке проволочных пучков и, особенно пакетов ар­матуры, предназначенных к натяжению на длинных стендах, не­обходимо добиваться получения одинаковой длины всех про­волок.

Стержневую арматуру при групповом натяжении следует предварительно выравнивать специальными динамометрически­ми или тарированными гаечными ключами. Тарированный ключ для выравнивания арматуры состоит из двух частей, к которым приварены торцовые кулачковые муфты; эти муфты удержива­ются в зацеплении пружиной, степень натяжения которой регу­лируется гайкой. Когда при подтягивании ключом гаек стерж­ней достигается определенное усилие, муфта выходит из заце­пления, и подтягивание стержня, прекращается. Для определе­ния величины удлинения проволоки можно пользоваться сталь­ной рулеткой, обеспечивающей точность измерения до 1 Мм на базе 5—10 М, хотя провесы проволоки и ленты рулетки затруд­няют проведение Измерений с необходимой точностью.

Применяют также различные приборы для измерения удли­нений проволоки при ее натяжении.

Прибор КМ измеряет усилия в арматурных стержнях ди­аметром 10—20 Мм в зависимости от их удлинений. Он пред­ставляет собой трубчатую рамку с установленным на ней инди­катором часового типа.

Рамка соединена шарниром с трубчатой стойкой (рис. 89). Прибор устанавливается на стержень двумя призмами, одна из

Которых закреплена на рамке, другая — на под­вижной стойке. Поворо­том головок арматур­ный стержень прижима­ется к призмам двумя роликами.

Соотношение плеч подвижной трубчатой стойки составляет 1 : 5, поэтому при удлинении стержня стойка повора­чивается на шарнире и передает индикатору уве­личенную в пять раз ве­личину деформации стер­жня. Цена деления ин­дикатора равна 0,01 Мм. Благодаря пятикратному удлинению прибор обес­печивает точность изме­рения деформации по­рядка 0,002 Мм, или 2% от напряжения в армату­ре.

Более простой вид имеет прибор для опре­деления удлинения про­волоки на базе 500 Мм. Он представляет собой также индикаторное устройство с удлинительной штангой и за­жимами для закрепления прибора на проволоке. Однако при из­мерении удлинения проволок большой длины, например, на стен­дах, следует учитывать еще начальное напряжение (Тнач, которое необходимо для выравнивания проволок. Начальное напряже­ние можно определить по его зависимости от величины провеса проволоки и на основании этого построить тарировочный график.

Контроль натяжения По прогибу арматуры. При изготовлении конструкции на стенде степень натяжения прово­

Локи можно контролировать по деформации участка арматурно­го элемента под действием поперечной силы, используя зависи­мость между усилием натяжения и стрелой прогиба проволоки.

Р1

Ц

Где 0.—усилие натяжения проволоки, кг;

Р—-перпендикулярная сила, кг;

/—расстояние между опорами прибора, См

/—стрела прогиба, См.

Для измерения стрелы прогиба применяют приборы различ­ной конструкции.

Проволочный динамометр ДП-2 предназначен для измерения натяжения проволоки диаметром 2,5—2 Мм круг­лой и периодического про­филя (рис. 90). Прибор ДП-2 состоит из корпуса с двумя крючками на концах, предназначенными для зах­вата проволоки при нагру­жении. Один крючок зак­реплен неподвижно, другой можно передвигать враще­нием головки; внутри кор­пуса размещен механизм.

Прибор снабжен индикато­ром часового типа.

Для измерения усилий в проволоке прибор устанав­ливают на нее, захватывая проволоку крючками, и вра­щением головки создают контакт между проволокой и шпинделем индикатора.

Затем поворотом кулачка переводят пружину в рабо­чее положение, прилагая нагрузку к проволоке, и по шкале индикатора опреде­ляют величину прогиба. По тарировочной кривой для проволо­ки данного диаметра определяют усилие, соответствующее из­меренной стреле прогиба.

Применяются также другие конструкции проволочных дина­мометров, например ДП-500, принципиально не отличающиеся от динамометра ДП-2.

При электротермическом способе натяжения большое значе­
ние имеет систематический контроль степени натяжения стерж­невой арматуры.

Прибор ЦНИ Л-3 М О предназначен для измерения про­гиба стержня под действием силы, равной 13 Кг: величина про­гиба тем больше, чем меньше натянут стержень. Он состоит из опорной рамки, рычага с захватом для арматурного стержня

На одном конце и гру­зом на другом, а так­же индикатора часо­вого типа (рис. 91).

Прибор устанавли­вают ножками опор­ной рамки на поддон параллельно оси на­тянутого стержня в середине его пролета так, чтобы шток инди­катора (прогибомера) упирался в стержень, а крючок рычага зах­ватывал стержень сни­зу; при этом стрелка индикатора устанавли­вается в нулевое положение. Затем освобождают винт, поддер­живающий рычаг в нерабочем положении и плавно опускают его. Под действием груза стержень прогибается, отсчет измере­ния на шкале индикатора показывает величину прогиба, зави­сящую от величины натяжения стержня, его диаметра и длины. При установившемся положении рычага снимают показания ин­дикатора, после этого поднимают рычаг, освобождая стержень от захвата, и переставляют прибор на следующий стержень. По величне замеренного прогиба в соответствии с тарировоч - ной таблицей устанавливается величина напряжения стержня с точностью ±2%.

Контроль натяжения по величине свободных коле­баний арматурного элемента. Этот вид контроля осуществляег - ся прибором, который называется резонансным инди­катором напряжения. Метод измерения основан на яв­лении резонанса колебаний, возникающего при совпадении ча­стоты колебаний напряженного стержня с частотой свободных колебаний одного из элементов прибора.

Прибор состоит из комплекта тарированных упругих пласти­нок— лепестков, отличающихся друг от друга величиной массы (груза), сосредоточенной на их свободном конце. Лепестки кон­сольно защемлены в основании, состоящем из двух скоб, кото­рые служат также для закрепления прибора на арматуре по­средством установочного винта (рис. 92).

Лепестки изготовляются из упругого немагнитного материа­ла, например, из нихромовой ленты сечением 0,1X2,5 Мм. Дли­на лепестков 50 Мм; величина сосредоточенных грузов на кон­цах лепестков от 16 до 60 Мг. Грузы создаются напайкей олова с последующим спиливанием лишнего при тарировании. Величи­на грузов на лепестках подбирается таким образом, чтобы ча-

Стота собственных колебаний каждого лепестка соответствовала частоте колебаний арматуры при определенной степени напря­жения. с интервалом через 100—200 Кг! см? (10—20 Мн/м2).

Легким ударом по натянутой арматуре ей сообщаются попе­речные колебания, резонанс того или иного лепестка указывает на величину напряжения. Наибольшая ошибка при измерении составляет половину разницы напряжений, определяемых смеж­ными лепестками; например, если лепестки подобраны с интер­валом 200 Кг/см2, возможная ошибка составит ±100 Кг/см2. Сле­довательно, при измерении напряжений в диапазоне от 3000 до 5000 Кг/см2 погрешность не превышает 2—3%.

Электрический способ контроля натяжения. При этом способе контроля применяется установка для электротен - зометрического измерения или электронные приборы для опре­деления собственных колебаний арматуры.

Электроте изометрическое измерение напряжения основано на применении проволочных датчиков сопротивления, накленных на тяговое устройство домкрата или непосредствен­но на арматуру. При воздействии усилия растяжения происхо­дит изменение активного сопротивления датчиков, и равновесие в электрической цепи нарушается. Возникающий электрический ток посредством гальванометра дает возможность определять величину усилия натяжения.

Прибор ИНА-3 предназначен для измерения напряжений стержневой и проволочной арматуры длиной 6—12 М. Метод из­мерения основан на зависимости между силой растяжения стру­ны и частотой ее собственных колебаний.

Прибор смонтирован в дюралюминиевом корпусе и имеет вы­носной датчик, выполненный в виде трубки, который соединяет­ся кабелем с частотомером и служит приемиком колебаний арматуры. Для измерения напряжений арматуры нужно вклю­чить прибор, легким ударом вызвать колебания в стержне и приблизить к нему датчик на 10—20 Мм; при этом стрелка ин­дикатора отклонится и покажет величину колебаний. Переход от показаний индикатора к напряжениям в арматуре произво­дится по тарировочному графику или таблице.

Точность измерения натяжения арматуры электронным ча­стотомером выше, чем при других способах измерения. Так, при цене деления прибора 0,5 Гц достигаемая точность измерения при базовом расстоянии 6000 Мм составляет ±1,7—2%.