При испытании предварительно напряженных железобетонных конструкций и оценке их прочности, жесткости и трещиностойкости необходимы сведения о величине и равномерности предварительного напряжения арматуры. Получению этих сведений и обеспечению их высокой точности уделяется большое внимание. Кроме этого, контроль степени натяжения арматуры является важнейшим этапом в пооперационном контроле при производстве предварительно напряженных железобетонных конструкций. Тщательный контроль за степенью натяжения арматуры предотвращает снижение трещиностойкости конструкций и повышает надежность их в эксплуатации.
Контроль степени натяжения арматуры (контролируемое напряжение) осуществляется с помощью различных механических и физических приборов, используемых в зависимости от вида стали, диаметра арматуры, способа натяжения и других факторов. Степень натяжения может характеризоваться величиной концевого усилия, величиной удлинения или прогиба арматурного стержня, а также частотой собственных колебаний напрягаемой арматуры. Величина концевого усилия в арматурном элементе с точностью ±5% может быть получена по показанию манометра гидродомкрата, весу грузовой клети в натяжных станциях и намоточных машинах, а также по показаниям пружинного или гидравлического динамометра, используемого для контроля небольших усилий. Если величина концевого усилия определяется по показанию манометра гидродомкрата, последний должен подвергаться проверке метеорологических свойств (генеральной аттестации) каждый раз после замены манжетного уплотнения и смены -манометра. Кроме этого, не реже двух раз в год домкрат должен подвергаться промежуточному контролю точности показаний.
Простейшими приспособлениями для контроля общей величины; удлинения напрягаемой арматуры может служить мерная линейка. С помощью такой линейки по заранее нанесенным на арматуру меткам можно определить ее удлинение с точностью до 1 мм. Замер удлинения какого-либо участка арматуры на базе 500 мм можно произвести с помощью индикатора часового типа с устройством, обеспечивающим крепление его к испытуемой арматуре (черт. № 53).
черт. № 53. Замер величины удлинения арматуры с помощью индикатора:
1 — напрягаемая арматура; 2 — индикатор часового типа; 3 — зажим для крепления прибора, 4 — стопорный винт; 5 — винт для установки стрелки индикатора
Для стержневой арматуры периодического профиля может быть, использован индикаторный тензометр типа КМ (НИИОМТП) с базой 200 мм. Прибор состоит из жесткой трубчатой рамы, на которой, крепится индикатор часового типа (черт. № 54), и шарнирно закрепленной трубчатой штанги.
Опорная часть рамы и трубчатой штанги заканчивается опорными призмами. Прибор устанавливается на арматуру двумя призмами и прижимается к ней с помощью прижимных штурвалов. Удлинение арматуры вызывает поворот штанги, который фиксируется индикатором с точностью ±2%.
Контроль натяжения арматуры по величине прогиба может осуществляться с помощью динамометров, принцип действия которых может быть основан на определении одного из двух параметров: либо прогиба натянутой арматуры под действием заданной поперечной силы, либо определении величины поперечной силы, вызывающей прогиб заданной величины.
Для определения натяжения в проволочной арматуре диаметром до 5 мм могут быть использованы динамометры типа ДП-2 ЦНИИС Минстранстроя либо ДП-500 (НИИОМТП, НИИЖБ). Принцип действия прибора ДП-2 основан на связи между величиной прогиба проволоки, вызванного сосредоточенной силой на участке между опорами прибора и величиной натяжения арматуры. Прибор (черт. № 55) состоит из корпуса, в приливах которого расположены два крючка (подвижный и неподвижный) для зацепления арматуры и восприятия нагрузки от натяжения. Внутри корпуса расположены рабочая пружина, вращающийся кулачок и регулирующее приспособление. Для измерения величины прогиба на корпусе прибора закреплен индикатор часового типа. По величине прогиба, используя тарировочную кривую, определяют усилие натяжения проволоки.
черт. № 54. Индикаторный тензометр КМ:
1-арматурный стержень; 2 — опорная призма; 3 — шарнир рычага; 4 — подвижная штанга; 5 — фиксатор штанги, 6 — головка; 7 — индикатор; 8 — трубчатая рама; 9 — опорный ролик
черт. № 55. Проволочный динамометр ДП-2: У
1 — проволока; 2 — неподвижный крючок; 3 -кулачок включения; 4 — пружина; 5 — индикатор; 6 — подвижный крючок; 7 — призма
В стержневой арматуре для определения натяжения по величине прогиба может быть использован динамометр типа ПРД (ВНИИЖелезобетона), ЦНИЛ-ЗМ (черт. № 56) либо прибор типа ПН-1.
Прибор ПРД (черт. № 57) состоит из корпуса, внутри которого расположена пружина индикатора, захвата с крюком для зацепления арматурного стержня, ходового винта с маховичком и упорных лап. При определении натяжения прибор устанавливают в форму И крючком захвата поддевают арматурный стержень, затем поворотом лимба дают начальную оттяжку, фиксируемую индикатором. После этого маховичок поворачивают на целое число оборотов и снимают отсчет по индикатору. По показаниям индикатора с помощью тарировочной кривой определяют напряжения в арматурном стержне.
Измерение натяжения арматуры можно производить и по частоте собственных колебаний арматурного элемента. Этот метод может быть использован при электрическом и электротермомеханическом способах напряжения арматуры. В настоящее время разработано несколько типов приборов, основанных на этом принципе, каждый из которых используется в зависимости от диаметра арматуры, стержня и других факторов.
В НИИ по строительству разработаны приборы типа ИНА-1, используемые для измерения напряжений проволочной арматуры до 6 мм; ИНА-2 и ИНА-3 — для измерения напряжений стержневой и проволочной арматуры длиной до 12 м. Эти приборы основаны на принципе измерения зависимости между силой натяжения арматуры и частотой ее собственных колебаний.
