Совокупность нескольких устройств, выполняющих специфические функции, называется контрольно-измерительной системой. Такие системы используют для натурных длительных наблюдений за крупными и уникальными сооружениями.

Натурные инструментальные наблюдения за поведением крупных сооружений (плотин, высотных зданий, радио-телевизионных башен и др.) имеют исключительно большое значение как для обеспечения их надежной эксплуатации, так и для решения научной задачи — совершенствования методики расчета. Натурные наблюдения ведут с помощью специально разработанных закладных и переносных приборов и устройств, геодезическими методами, тщательным визуальным осмотром.

Количество приборов в одной системе различно. Так, на Братской ГЭС — свыше 2000 приборов, на Ингури ГЭС — около 6000 контрольно-измерительных приборов.

Обычно в контрольно-измерительную систему входят воспринимающие устройства (закладываемые в конструкцию и грунт датчики), передающие и регистрирующие устройства (усилители с самописцами, передающими информацию на ЭВМ, и графопостроители). Воспринимающие устройства (датчики) в дистанционной контрольно-из- мерительной системе могут быть многократного или однократного действия, восстанавливаемые или невосстанав- ливаемые. Так как в процессе эксплуатации часть датчиков отказывает, то при проектировании контрольно-измери- тельной системы общее количество устанавливаемых датчиков определяют исходя из их надежности, требуемого срока эксплуатации и минимально необходимого количества. Причиной отказа датчиков обычно является проникновение влаги, разгерметизация, воздействие агрессивной среды.

Чаще всего в контрольно-измерительной системе устанавливают датчики (преобразователи) давления воды или грунта, напряжений и температуры бетона, вибродатчики. В комплексных измерительных системах используют наиболее надежные конструкции датчиков, менее всего подверженных воздействию среды; датчики давления — пьезодинамометры (для измерения давления фильтрующей воды), мембранные резиновые месдозы (для измерения напряжений в грунте); магнитоупругие датчики напряжений; датчики температур (телетермометры); вибродатчики с пьезопреобразователем. Особое внимание уделяют передающим устройствам — кабелям, местам их подсоединения к датчикам. Обычные датчики имеют чаще всего негерметичные корпуса, поэтому для обеспечения их длительной работы необходимо помещать датчики в герметические контейнеры с выводом кабеля через сальник. Если кабель нходнт н металлический штуцер, то герметичность их соединения обеспечивают горячей вулканизацией.

Рис. 3.13. Методы установки аппаратуры для длительных испытаний:

а, б, а накладные; в — съемный; 1 — месдоза; 2 — кабель; 3 — исследуе- мпи конструкции; 4 — бетонный блок; б — арматура; 6 — съемная форма » ииличтнлгиом; / тс'изорезистор; 8 — крышка люка; 9 — прижимной винт; 10 ниг.рпдтчик; II коммутационный провод

 

Используют следующие методы организации подготовки длительных испытаний:

• установка «закладной» аппаратуры — датчиков вместе г кабелями в бетон сооружения в процессе строительства, что делает невозможным их извлечение, ремонт или замену;
• установка приспособлений, обеспечивающих образование гнезд или камер при строительстве сооружения для последующего монтажа датчиков.

Для статических длительных испытаний сооружений с использованием контрольно-измерительной системы предпочтительнее закладная аппаратура, а для динамических — более рационально применение съемной аппаратуры (рис. л 13).

Закладная аппаратура может устанавливаться двумя | иособами: монтажом герметичных контейнеров с прикреплением их к опалубке сооружения или армокаркасу во избежание сдвига при бетонировании (рис. 3.13, а); предварительным бетонированием датчика в бетонном кубе с последующей установкой датчика в опалубку (рис. 3.13, б). Во втором случае обеспечивается лучшая сохранность датчика.

Тензорезисторы, установленные на арматуре, необходимо защищать от влаги, при этом лучшим способом является устройство полиэтиленовой рубашки из расплавленного полиэтилена, заливаемого в разъемную форму (рис. 3.13, в). Съемную аппаратуру устанавливают в колодцы, закрываемые инвентарными крышками (рис. 3.13, г).

Контрольно-измерительные системы позволяют получить ценную информацию о длительной работе сооружений. Так, с момента начала строительства Останкинской телебашни при ней действует небольшая лаборатория, задачей которой является постоянное длительное обследование состояния конструкций с помощью приборов. Одним из результатов обследования является вывод о величине и схеме деформации основания под кольцевым фундаментом. Установлено, что осадка фундамента башни практически затухла, ее величина близка к расчетной (около 13 см), в процессе осадки геометрическая ось башни немного отклонялась от вертикали в разные стороны без какого-либо существенного крена. Система приборов, установленных в круглой фундаментной плите высокой дымовой трубы специалистами НИИОСП Госстроя СССР, позволила выявить, что распределение давления грунта по подошве плиты в стадии раскрытия трещин близко к предусматриваемому гипотезой Винклера; напряжения в бетоне и арматуре значительно выше расчетных; температурные деформации настолько велики, что сопоставимы с силовыми. Все это дало информацию для дальнейшего совершенствования метода расчета фундаментных плит, сокращения расхода материалов.