"Τέστ κοπώσεως" σε σιδηρά γέφυρα της Βέρνης

[georg coco]

...και όταν πριν την απόφαση επισκευής - ενίσχυσης ενός έργου χρειάζεται ένας καλός εξονυχιστικός έλεγχος με τα κατάλληλα εργαλεία - συσκευές που εξέλιξε ο "Γιαπωνέζος"

 

 

"Τεστ κοπώσεως" σε σιδηρά γέφυρα της Βέρνης

 

(Τίτλος στο pdf:Ένα στηθοσκόπιο για τον έλεγχο γεφυρών)

 

Ένα νέο σύστημα ταινιών μέτρησης επιμήκυνσης ή μηκυνσιομετρικές ταινίες, το οποίο αναπτύχθηκε στην Ιαπωνία και συρρικνώνει τον απαιτούμενο χρόνο ελέγχου σε σιδηροκατασκευές και σε επιφάνειες ωπλισμένου σκυροδέματος και άρα το κόστος και κάνει τον έλεγχο της φέρουσας ικανότητας των κατασκευών περισσότερο ενδιαφέροντα

 

Το σύστημα τοποθετείται σε μερικά λεπτά και οι μετρήσεις γίνονται αμέσως.

 

Ένα νέο εργαλείο για τον μηχανικό που είναι τόσο χρήσιμο όσο και το στηθοσκόπιο για τον γιατρό.

 

Μερικές δυνατότητες χρήσεως και προτερήματα του νέου οργάνου τεκμηριώθηκαν σε ένα πιλοτικό έργο και συγκεκριμένα στην Kirchenfeldbruecke στην Βέρνη η οποία τέθηκε σε λειτουργία το 1883.

 

 

Εικόνα 1.

 

Όπως η γέφυρα της Βέρνης θα πρέπει σήμερα να ελεγχθούν πολλά έργα τέχνης στην φέρουσα ικανότητά τους σε σχέση με την κόπωσή τους ώστε να επεκταθεί η διάρκεια χρήσης τους ή για να αυξηθούν τα υπάρχοντα μέγιστα επιτρεπόμενα φορτία τους.

 

Οι μετρήσεις μας δίνουν συχνά την δυνατότητα να αποφεύγουμε ακριβές ενισχύσεις.

Η χρήση αρχαιότερων επιμηκυνσιομετρικών ταινιών είναι χρονοβόρες και άρα ακριβότερες πράγμα που σημαίνει ότι συχνά αποφεύγονται...

 

 

Εικόνα 2.

 

Δείχνει το νέο μετρικό σύστημα που αναπτύχθηκε από την εταιρία Sokki Kenkyijo στο Tokyo σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο Nagoya.

 

Σε ένα μικρό ατσάλινο κύλινδρο ύψους περίπου 6 εκ. βρίσκεται μία σφραγίδα. Εκεί τοποθετείται η ταινία μέτρησης επιμήκυνσης. Στο κάτω μέρος του κυλίνδρου υπάρχει ένας μαγνήτης και έτσι το όργανο τοποθετείται σε κάποιο μεταλλικό στοιχείο.

Η σφραγίδα με την βοήθεια ενός ελατηρίου πιέζεται πάνω στην σιδηροκατασκευή και μετράει την διαστολή μέσω της δημιουργούμενης τριβής.

 

Οι πειραματικές μετρήσεις που έκανε το ινστιτούτο για σιδηρές κατασκευές (ICOM) του ETH Λωζάνης απέδειξαν τις βεβαιώσεις του κατασκευαστή ότι οι μετρούμενες παραμορφώσεις είναι ανεξάρτητες από το αν η σιδηροκατασκευή είναι χρωματισμένη ή όχι.

 

(το όργανο αυτό θα μπορούσε να ονομαστεί στα Ελληνικά ως επιμηκυνσιόμετρο)

 

Εικόνα 3.

 

Σε άλλα πειράματα της ICOM αποδείχθηκε ότι οι ταινίες μέτρησης έχουν την δυνατότητα με πολλή καλή ακρίβεια να μετρούν τις δονήσεις ενός φορέα και από αυτό προκύπτει η ίδια συχνότητα

 

Κάτω από την εικόνα: Μέτρηση των δονήσεων σε συνδετικό φορέα (συχνότητα μεταφοράς 200Hz}

 

 

Για να μετρήσουμε τις παραμορφώσεις σε ένα στοιχείο από μπετόν δεν έχουμε παρά να κολλήσουμε πάνω του ένα κομμάτι λεπτής λαμαρίνας με ισχυρή κόλλα για να τοποθετήσουμε εκεί την συσκευή.

 

Τα αποτελέσματα της μεθόδου συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα των Ωμέγα-μετρικών ταινιών που χρησιμοποιούνται για τις μετρήσεις παραμορφώσεων σε στοιχεία ωπλισμένου σκυροδέματος.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι δεν υπάρχει καμμία διαφορά ανάμεσα στις μετρήσεις.

 

Με τις μετρικές ταινίες τριβής μπορούμε λοιπόν να ελέγξουμε τόσο βαμμένες όσο και άβαφες μεταλλικές επιφάνειες αλλά και επιφάνειες από μπετόν και να εξάγουμε ακριβή αποτελέσματα. Εκτός αυτού μπορούμε να κάνουμε και στατικές και δυναμικές μετρήσεις.

 

 

Εικόνα 4.

 

Δείχνει όψη και εγκάρσιο φορέα της γέφυρας της Βέρνης.

Παρά τις πολλές επιθεωρήσεις και επεμβάσεις τίθεται πάντα το ερώτημα σε σχέση με τα πρόσθετα φορτία (τραμ) με το πέρασμα των χρόνων.

Στην πράξη επιμηκύνονταν κάθε τόσο η διάρκεια ζωής.

 

 

Εικόνα 5.

 

Τοποθέτηση της μετρικής ταινίας τριβής στον εγκάρσιο φορέα από ορειβάτες και χωρίς σκαλωσιές.

 

 

Εικόνα 6.

 

Τοποθέτηση της ταινίας στη κάτω πλευρά μιας πλάκας από μπετόν.

 

 

Εικόνα 7.

 

Αποτελέσματα μετρήσεων των παραμορφώσεων (με 2 μετρικές ταινίες) σε μία διαγώνιο του εγκάρσιου φορέα κατά την διάρκεια δυο διερχόμενων διασταυρούμενων οχημάτων (Λεωφορείο και τραμ)

 

 

Η σύγκριση μεταξύ των μετρήσεων και των αποτελεσμάτων των υπολογισμών έδειξε ότι οι πραγματικές επιμηκύνσεις είναι μικρότερες από αυτές που υπολογίστηκαν.

Για να συμπεριληφθεί αυτή η παρατήρηση στους υπολογισμούς μπορεί να εισαχθεί ένας συντελεστής μοντέλου για την απομείωση των υπολογισθέντων δράσεων.

Για την εξεταζόμενη γέφυρα ο συντελεστής ήταν 0,80

Εκτός αυτού μπόρεσε να δειχθεί, μέσω των μετρήσεων, ότι η υπάρχουσα κάμψη στις διαγώνιες του εγκάρσιου φορέα (γωνιακά ελάσματα) με βάση την εκκεντρότητα του άξονα προς το επίπεδο του δικτυώματος είναι μικρότερη απ΄ ότι η θεωρητική κάμψη, (υπολογισμένη με την αξονική του μέλους επί την εκκεντρότητα).

 

 

Για αυτήν την συμπεριφορά εισήχθη στους υπολογισμούς ένας ακόμη συντελεστής μείωσης, στο παράδειγμα της Kirchenfeldbruecke 0.75

Βάσει των μετρήσεων μπόρεσαν οι υπολογισμένες τάσεις να μειωθούν στο 80% και μάλιστα και για την οριακή κατάσταση της ασφάλειας της φέρουσας ικανότητας αλλά και για την κόπωση.

 

Οι καμπτικές ροπές στις διαγώνιες μπόρεσαν να μειωθούν κιόλας στο 60% (=0,80Χ0,75) στις υπολογισμένες τιμές.

 

Χάρις σε αυτές τις γνώσεις μπόρεσε να αποφευχθεί μία μεγάλη επέμβαση στην γέφυρα (πχ. αντικατάσταση διαγωνίων, ενίσχυση μελών κλπ.κλπ.)

 

 

 

Εικόνα 8.

 

Τοποθέτηση μετρικής ταινίας τριβής (δηλ. επιμηκυνσιόμετρου) σε διαγώνιο τόξου.

 

 

Εικόνα 9.

 

Επιμηκυνσιόμετρα σε ορθότροπη πλάκα.

--------------------------------------------------------------------------

 

Εδώ το κείμενο που βρήκα και μετέφρασα (όχι ολόκληρο!). Είναι η δεύτερη επιλογή με τις εικόνες

 

http://www.google.gr/search?q=dehnmessstreifen+bruecken&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:el:official

 

&client=firefox-a

 

 

Γενικά για τις ταινίες μέτρησης και για το εύρος των χρήσεων των... (στα γερμανικά)

 

 

Επίσης στο youtube "strain gauge" και μαθαίνουμε για την κατασκευή των μηκυνσιομετρικών ταινιών...

 

Απ΄ότι φαίνεται τα επιμηκυνσιόμετρα είναι παλιά ιστορία και χρησιμοποιούνται σε πάμπολλες χρήσεις απλώς ο Γιαπωνέζος "το είδε αλλιώς" - εύκολη τοποθέτηση, μείωση του χρόνου μετρήσεων, άμεσα αποτελέσματα. (2007)

 

Έτσι μπορεί στο μέλλον να διαβάζουμε σε τεχνικά περιοδικά τίτλους θεμάτων όπως "Υπέρβαρη ορθότροπη πλάκα στην εντατική" ή "επικείμενο κάταγμα κοντά στην δεξιά στήριξη δοκού" κλπ.

 

Να ευχαριστήσω και δημοσίως τον AlexisPap διά "την χείραν βοηθείας" και την ονοματολογία της ταινίας και συσκευής.