FUGRO INGENIEURSBUREAU B.V. Afdeling Geomonitoring
OPLEVERRAPPORT BETREFFENDE
Geo-Impuls project 9: Pilot monitoring paalmatras Woerden Opdrachtnummer: 1409-0238-000
Opdrachtgever
: Geo-Impuls
Projectleider
: ir. L.P. Boon Projectleider Geomonitoring
Opgesteld door
: R. Jansch Msc. Adviseur Geofysica S.J. Marges Medewerker Geomonitoring
VERSIE 1
DATUM 11 oktober 2010
OMSCHRIJVING WIJZIGING
PARAAF PROJECTLEIDER
DEFINITIEF
2 3 FILE: 1409-0238-000 R01.doc. Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden van de V.O.T.B. van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten.
Veurse Achterweg 10, Postbus 63, 2260 AB Leidschendam, Tel.: 070-3111333, Fax: 070-3111470 E-mail:
[email protected], Internet: www.fugro-nederland.nl
INHOUDSOPGAVE
Blz.
1
INLEIDING
1
2
LIJST VAN DEFINITIES
2
3
PROJECTOMSCHRIJVING
3
4 TOEGEPASTE SENSOREN EN MEETSYSTEEM 4.1 Reksensoren voor paalmoment 4.2 Reksensoren op geogrid 4.3 Trillingsensoren 4.4 Gronddrukcellen 4.5 Temperatuursensoren 4.6 Plaatdrukproef
5 5 7 7 8 9 9
5 KALIBRATIEMETINGEN 5.1 Reksensoren voor paalmoment 5.1.1 Locaties reksensoren 5.1.2 Bepaling rek 5.1.3 Belastingstrappen 5.2 Reksensoren op geogrid
11 11 12 12 13 14
6 INSTALLATIEPROCES 6.1 Reksensoren voor paalmoment 6.2 Reksensoren op geogrid 6.3 Trillingssensoren 6.4 Gronddrukcellen 6.5 Temperatuursensoren 6.6 Meetunit glasvezel reksensoren
15 15 16 16 16 17 17
7 MEETRESULTATEN 7.1 Kalibratie 7.1.1 Metingen sensor A, paal 693 7.1.2 Metingen sensor C, paal 693 7.1.3 Metingen sensor A, paal 695 7.1.4 Metingen sensor C, paal 695 7.2 Plaatdrukproeven 7.3 Nulmetingen
18 18 19 22 25 28 31 32
APPENDICES Appendix A Situatietekening Appendix B Technische specificaties glasvezel sensoren - reksensor paal SG-01 - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02 Appendix C Technische specificaties gronddrukcel 3500-3-100kPa Appendix D Technische specificaties trillingsensor AS28-3 Appendix E Kalibratie certificaten glasvezel sensoren - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02 Appendix F Kalibratie certificaten gronddrukcel 3500-3-100kPa Appendix G Kalibratie certificaten trillingsensor AS28-3 Appendix H Aansluitschema’s Appendix I Resultaten plaatdrukproeven Appendix J Technische specificaties glasvezel meetunit type FBG-Scan 816 Appendix K Chronologisch overzicht installatiewerkzaamheden
1
INLEIDING
In het kader van het Geo-Impuls programma voor de modelvalidatie voor het ontwerp van paalmatrassen heeft Fugro Ingenieursbureau B.V. te Leidschendam een aantal werkzaamheden uitgevoerd. De werkzaamheden zijn uitgevoerd voor het pilot-project “Paalmatras Woerden” welke een onderdeel is van ‘project 9’ van het Geo-impuls programma. De werkzaamheden betreffen het aanbrengen van instrumentatie en het uitvoeren van enige metingen. Het project wordt in samenwerking met Deltares uitgevoerd. Dit opleverrapport behandelt de door Fugro aangebrachte instrumentatie en uitgevoerde metingen. De aangebrachte instrumentatie betreffen reksensoren, trillingsensoren, gronddrukcellen, rekopnemers en temperatuursensoren. De uitgevoerde metingen betreffen calibratiemetingen, nulmetingen en plaatdrukproeven. De voorliggende rapportage is als volgt opgebouwd: In hoofdstuk 3 wordt een projectomschrijving gegeven, hoofdstuk 4 beschrijft de toegepaste sensoren. In hoofdstuk 5 worden de calibratiemetingen behandeld, in hoofdstuk 6 wordt ingegaan op de wijze van installatie van de instrumentatie en in hoofdstuk 7 worden de meetresultaten gepresenteerd.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 1
2
LIJST VAN DEFINITIES
A/D converter Constructie Data logger Geogrid
Glasvezel
Gronddrukcel Instrumentatie Meetpunt Meetraai
NAP
1409-0238-000 R01.doc
Analoog naar digitaal converter, deel van equipment dat analoge signalen omzet in digitale data. Alle type constructies en infrastructuur inclusief gebouwen. Equipment voor meten en opslaan van data van elektrische instrumentatie, bevat doorgaans een multiplexer, A/D converter, versterker, voltmeter en geheugenopslag. Een geokunststof en doorontwikkeling van geotextiel, door de maasopeningen van geotextiel te vergroten onstaat een geogrid. Geogrid is bedoeld als wapening en is gemaakt van hoogwaardige kunststoffen als PET, PVA en Aramide. Lange dunne vezel van glas, gemaakt door gesmolten glas te trekken. Licht kan hierdoor worden getransporteerd over grote afstanden, het is volledig ongevoelig voor storing van buitenaf (interferentie). Drukopnemer ontworpen om de spanningen of drukken in de grond te meten. Cellen reageren op zowel gronddruk als grondwaterdruk of poriëndruk. Dit omvat alle equipment die zorg draagt voor het aflezen, opnemen en opslag van meetwaarden, de verwerking van de data en transmissie middels modem of telefoonlijn. Boven- dan wel ondergronds zettingsmeetpunt, referentie punt, peilbuis of horizontaal deformatie punt. Een meetraai is een op het wegtracé geprojecteerde set van meetinstrumenten en meetpunten. De meetraaien bestaan uit rekopnemers, trillingsopnemers, gronddrukcellen en temperatuursensoren. Normaal Amsterdams Peil.
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 2
3
PROJECTOMSCHRIJVING
De aansluiting A12/N204 ter hoogte van Woerden (zie figuur 3.1) wordt vernieuwd. De nieuwe afslag wordt uitgevoerd op een paalmatras vanwege de slechte ondergrond op de locatie. Ten behoeve van het Geo-Impuls programma voor de modelvalidatie voor het ontwerp van paalmatrassen worden ter plaatse verschillende sensoren geplaatst en metingen uitgevoerd ten einde het gedrag van de paalmatras te monitoren.
Figuur 3.1: A12/N204 ter hoogte van Afrit Woerden
De werkzaamheden in het kader van het Geo-Impuls programma staan beschreven in monitoringsplan B opgesteld door Deltares in rapport 1201466-000-GEO-0002, Versie 04, 19 januari 2010, definitief. Door Fugro zijn ten behoeve hiervan sensoren geplaatst en metingen uitgevoerd. Onderstaand volgt een korte opsomming van de door Fugro geplaatste sensoren en uitgevoerde metingen: - Voor het monitoren van het paalmoment zijn twee stalen palen met reksensoren, bestaande uit een glasvezelsysteem, uitgerust en geplaatst. - Het bepalen van de drukverdeling in het paalmatras wordt door middel van verschillende grondrukcellen gedaan. - Om de rek in het geogrid te meten zijn rekopnemers geplaatst. - Voor het bepalen van de invloed van trillingen op de palen veroorzaakt door de verkeersbelasting zijn trillingsopnemers aan palen bevestigd. - Voor het bepalen van het vervormingdraagvermogen zijn plaatdrukproeven uitgevoerd.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 3
-
Om de temperatuur onder het wegdek vast te leggen zijn twee temperatuursensoren op het grid bevestigd.
Een chronologisch overzicht van de installatiewerkzaamheden is opgenomen in appendix K. De metingen van de sensoren na installatie worden door Deltares uitgevoerd.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 4
4
TOEGEPASTE SENSOREN EN MEETSYSTEEM
4.1 Reksensoren voor paalmoment Voor het bepalen van eventuele buiging van de palen (het paalmoment) zijn twee stalen palen te weten nummers 693 en 695 met een glasvezel meetsysteem uitgerust. De gebruikte glasvezel reksensoren zijn de Strain Gages type SG-01 van FOS&S. Deze bezitten een speciale techniek, voor het eerst gedemonstreerd in 1978 door Hill et. al, genoemd “Fibre Bragg Grating” en is gebaseerd op de wet van Bragg. Deze wet is beschreven in de volgende formule: nλ = 2d sinΘ waarbij λ de golflengte is van de inkomende straling, d de afstand tussen twee atoomvlakken in een kristal en Θ de hoek van inval. De glasvezel is op bepaalde plekken in een periodiek patroon intens belicht met ultraviolet licht, waardoor een soort tralies in de glasvezel ontstaan die ieder hun eigen refractie-index van de glasvezel kern bezitten. Dit zijn de reksensoren. Als er licht door de glasvezel wordt geschenen wordt er maar een bepaalde bandbreedte van het licht weerkaatst en opgevangen door de sensor. Bij een gespannen sensor zal deze bandbreedte verschuiven. Door de wet van Bragg kan bepaald worden hoeveel de vezel is uitgerekt (zie figuur 4.1). In onderstaande figuur is de verschuiving van de golflengte te zien bij een gespannen sensor.
Figuur 4.1: FBG reactie als functie van de rek.
De relatie tussen de verschuiving in golflengte en rek is als volgt: 1.2pm / µε of 1.2x10-12 meter per 10-6 rek. Temperatuur zorgt ook voor een verschil in afstand tussen de sensoren in het grid en dus een verschuiving in golflengte. Deze sensoren zitten vrij ondiep en hierdoor kunnen de temperatuursvariaties op jaarbasis ca. 20ºC bedragen. In de palen worden geen significante temperatuursfluctuaties verwacht.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 5
Figuur 4.2: Glasvezel reksensor SG-01. Tabel 4.1: Positionering van SG-01 sensoren
Opnemer
paalkop reksensor 1 reksensor 2 reksensor 3 reksensor 4 reksensor 5 reksensor 6 reksensor 7 reksensor 8 reksensor 9 reksensor 10
t.o.v. NAP
t.o.v. paalkop
[m]
[m]
afstand t.o.v bovenliggende reksensor [m]
-1.40 -1.90 -3.54 -5.18 -6.82 -8.46 -10.1 -17.9 -19.3 -20.7 -22.1
0.00 -0.50 -2.14 -3.78 -5.42 -7.06 -8.70 -16.5 -17.9 -19.3 -20.7
-1.64 -1.64 -1.64 -1.64 -1.64 -7.80 -1.40 -1.40 -1.40
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 6
4.2 Reksensoren op geogrid Voor de rekmetingen op het geogrid zijn 16 glasvezel reksensoren “Extended Strain Cable” type ESC-01 van FOS&S gebruikt. Deze maken gebruik van het “Fibre Bragg Grating” principe evenals de in de vorige paragraaf beschreven sensoren. De sensoren worden beschermd door een dikwandige PE buis die op zijn plaats wordt gehouden door 2 rubbers.
Figuur 4.3: Reksensor ESC-01 toegepast op geogrid.
4.3 Trillingsensoren Voor het bepalen van de invloed van trillingen op de palen veroorzaakt door de verkeersbelasting zijn trillingsopnemers aan de palen 691, 692 en 693 bevestigd. De in totaal 3 trillingsopnemers model AS28-3 die zijn toegepast zijn tri-axiale accelerometers van Bienfait / ME-Meβsysteme GmbH (figuur 4.4). Omdat de sensoren gedurende lange tijd bloot worden gesteld aan vocht en water zijn de sensoren voor dit project aangepast. In plaats van een aluminium behuizing is een RVS behuizing toegepast waarin de sensoren zijn ingegoten. De PG kabeldoorvoer is vervangen door een waterdichte glasdoorvoer. De 3 meter kabel is vervangen door een 25 meter lange C PUR kabel (2 x 9 x 0.25mm2).
Figuur 4.4: Tri-axiale accelerometer
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 7
4.4 Gronddrukcellen Voor het monitoren van de krachtsverdeling in het paalmatras is gebruik gemaakt van 6 gronddrukcellen model 3500-3-100kPa van Geokon. De cellen hebben een diameter van 23 cm en een dikte van 6mm. In de gronddrukcel bevindt zich een bepaald volume olie onder een bepaalde druk. Indien de druk op de cel wordt verhoogd (ofwel er wordt kracht op de cel uitgeoefend) kan de druk op deze cel worden waargenomen door de meting van de drukverhoging van de olie in de cel.
Figuur 4.5: Grondrukcel van Geokon model 3500-3-100kPa
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 8
4.5
Temperatuursensoren
Voor het meten van de temperatuur onder het wegdek zijn twee temperatuursensoren geplaatst. Er zijn glasvezel “Temperature Probe” type TP-02 sensoren van FOS&S gebruikt. De sensor bevindt zich in een waterdichte RVS buis. Voor de temperatuursensoren geldt een relatie van 10 pm per °C. Dus een verschuiving van 10 pm in λ golflengte is een verschuiving van 1°C.
Figuur 4.6: Temperatuursensor
4.6 Plaatdrukproef Voor het bepalen van het vervormingsdraagvermogen zijn na de laatste ophoging en voor de aanleg van de asfaltlaag plaatdrukproeven uitgevoerd. De plaatdrukproeven worden uitgevoerd volgens DIN 18134 met een plaat met een diameter van 76,2 cm. De locaties van proeven zijn weergegeven in appendix A. De plaat wordt belast in een aantal voorgeschreven belastingtrappen en ontlasttrappen. Verplaatsingsopnemers registreren de verplaatsing van de plaat en sturen deze naar een datalogger, tezamen met de geregistreerde kracht bij de drukopnemer. De uitkomst van de metingen worden geïnterpreteerd volgens de DIN standaard naar Beddingsconstante K en Elasticiteitsmodulus E. Presentatie van de resultaten bestaat uit grafieken met de lastzakkings lijnen per test en met afgeleide K en E-waarden. Waarden van Ev;1 en Ev;2 worden uitgerekend, zijnde waarden voor en na ontlasten van de plaat. De verhouding tussen de waarden geeft de mate van verdichting weer.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 9
Figuur 4.7: Plaatdrukproef
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 10
5
KALIBRATIEMETINGEN
5.1 Reksensoren voor paalmoment Voordat de palen worden geheid, zijn kalibratiemetingen uitgevoerd. Hierbij is paal 695 geïnstrumenteerd met een glasvezel streng aan weerszijden van de paal. Paal 693 is aan vier zijden voorzien van glasvezel strengen. In iedere streng zijn tien reksensoren opgenomen, in totaal zijn 60 reksensoren geplaatst. De strengen die zijn aangebracht op de palen zijn geleverd door FOS&S, Strain Cable SC01. Deze sensoren zijn gekalibreerd op de trekbank (zie figuur 5.1).
Figuur 5.1: Uiteinde proefpaal op de trekbank, zijde A omhoog
Het betreft twee palen met afmetingen 300 x 300 mm elk met een lengte van 24 m. Aan beide uiteinden van de paal is een trekoog gelast, waardoor een trekkracht op de paal kan worden gerealiseerd. Deze trekkracht varieerde van 100 kN tot 800 kN, waarbij opvolgend de belastingstrap met 100 kN werd vergroot. Bij elke belastingstrap is de golflengte van elke reksensor gemeten in nm. Na elke kalibratie is de paal 90º geroteerd waarna wederom een kalibratie is uitgevoerd. Voor het bepalen van de kalibratie constante per sensor zijn de resultaten gebruikt op het moment dat de betreffende goot aan de onderzijde en bovenzijde in de trekbank is geplaatst.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 11
Eigenschappen proefpaal hxbxt G A E Iy=Iz W y;el=W z;el
5.1.1
300 x 300 x 8 72.8 9275 2.10E+05 1.31E+08 8.75E+05
mm kg/m 2 mm 2 N/mm 4 mm 3 mm
Locaties reksensoren
Paal
Paal
A Zijde A
Zijde C
Figuur 5.2: Zijde A / C
Zijde B
D
Zijde D
B C
Figuur 5.3: Zijde B / D
Figuur 5.4: Doorsnede paal, zijde A boven
Proefpaal 693 is aan vier zijden voorzien van reksensoren, proefpaal 695 is voorzien van een glasvezelstreng aan weerszijde van de paal. Tevens zijn beide proefpalen voorzien van temperatuur sensoren. 5.1.2 Bepaling rek Voor de bepaling van de optredende spanning ten gevolge van de aangebrachte trekkracht wordt de volgende door de fabrikant opgegeven formule gehanteerd:
∆ε =
λ 1 × Ln k λ0
Waarin: - ∆ε
= optredende spanning t.g.v. de aangebrachte trekkracht
(µε )
-
k
= spanningsfactor
(µε )
-
λ0 λ
= initiële golflengte
-
−1
(nm) (nm)
= gemeten golflengte op t
Opgemerkt moet worden dat bij deze formule de invloed van temperatuur niet wordt beschouwd daar zich geen significante temperatuurfluctuaties hebben voorgedaan.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 12
5.1.3 Belastingstrappen Voor de kalibratie zijn de volgende belastingen op de paal aangebracht. Tabel 5.1: Belastingstrappen gepland en aangebracht, bij elke zijde boven, trekproef paal 693
ZIJDE A Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 100 200 197 300 295 400 391 500 483 600 574 700 697 800 786 700 685 600 583 500 496 400 396 300 298 200 200 100 104 0 9 800 793 0 9
1409-0238-000 R01.doc
ZIJDE B Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 96 200 200 300 298 400 395 500 495 600 587 700 684 800 799 700 699 600 501 500 490 400 397 300 290 200 192 100 102 0 8 800 785 0 8
ZIJDE C Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 102 200 209 300 300 400 398 500 499 600 589 700 692 800 790 700 675 600 597 500 488 400 300 300 200 195 100 103 0 10 800 775 0 9
Opdr. Blz.
: :
ZIJDE D Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 99 200 199 300 293 400 399 500 483 600 583 700 686 800 808 700 655 600 589 500 494 400 384 300 312 200 193 100 103 0 9 800 798 0 8
1409-0238-000 13
Tabel 5.2: Belastingstrappen gepland en aangebracht, bij elke zijde boven, trekproef paal 695
ZIJDE A Planning Kracht [kN] [kN] 0 8 100 104 200 200 300 296 400 399 500 500 600 588 700 694 800 770 700 690 600 567 500 470 400 375 300 303 200 211 100 102 0 7 800 769 0 8
ZIJDE B Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 99 200 204 300 299 400 402 500 495 600 599 700 697 800 792 700 700 600 563 500 484 400 396 300 278 200 186 100 96 0 9 800 795 0 9
ZIJDE C Planning Kracht [kN] [kN] 0 9 100 101 200 205 300 306 400 400 500 499 600 600 700 689 800 786 700 687 600 581 500 468 400 395 300 295 200 204 100 100 0 10 800 771 0 5
ZIJDE D Planning Kracht [kN] [kN] 0 10 100 99 200 205 300 309 400 407 500 503 600 600 700 700 800 791 700 655 600 585 500 494 400 379 300 30 200 198 100 97 0 10 800 796 0 8
5.2 Reksensoren op geogrid Voor de bepaling van de optredende spanning ten gevolge van de trekkracht op de reksensoren dienen deze eerst gekalibreerd te worden. In de onderstaande tabel 5.3 zijn de door de fabrikant opgegeven parameters weergegeven. Tabel 5.3: Kalibratieparameters reksensoren
Type ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01 ESC-01
Serial Number 57224/0001 57224/0002 57224/0003 57224/0004 57224/0006 57224/0007 57224/0008 57224/0009 57224/0010 57224/0011 57224/0012 57224/0014 57224/0015 57224/0016 57224/0017 57224/0018
1409-0238-000 R01.doc
-1
A (mm ) 1.088E-04 1.271E-04 1.105E-04 1.078E-04 1.181E-04 1.182E-04 1.209E-04 1.160E-04 1.160E-04 1.088E-04 1.195E-04 1.160E-04 1.146E-04 1.192E-04 1.061E-04 1.140E-04
B (mm/°C) -0.060 -0.052 -0.059 -0.060 -0.056 -0.054 -0.054 -0.057 -0.056 -0.060 -0.054 -0.056 -0.056 -0.054 -0.061 -0.056
λ-Nominal (nm) 1542 1525 1543 1559 1525 1559 1525 1525 1543 1525 1559 1543 1559 1543 1525 1577
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 14
6
INSTALLATIEPROCES
6.1 Reksensoren voor paalmoment De reksensoren aan de stalen palen 693 en 695 zijn in een beschermde omgeving voorafgaande aan de kalibratie aangebracht en ingegoten. De bescherming van de sensoren is gerealiseerd door de kabelgeul te vullen met epoxyhars. Op paal 695 zijn de sensoren dwars op de weg geplaatst. Op de paal vlak langs de rijstrook paal 693 zijn de sensoren in zowel de lengterichting als de dwarsrichting geplaatst. De plaatsing van de reksensoren in het verticale vlak is beschreven in tabel 4.1.
Figuur 6.1: Paal 693 met aangebrachte reksensoren
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 15
6.2 Reksensoren op geogrid De 16 reksensoren zijn aan het geogrid bevestigd. Voor de locaties van de sensoren, zie appendix A. 13 reksensoren zijn in de dwarsrichting van de weg geplaatst en 3 in de lengterichting. Boven paal 680 zijn twee reksensoren boven elkaar geplaatst in twee richtingen. Bij paal 692 zijn twee reksensoren geplaatst in twee richtingen allebei loodrecht op de paal en 5 cm buiten de paalkop.
Figuur 6.2: Reksensor op geogrid
6.3 Trillingsensoren De trillingsensoren zijn of aan de paalkop of op de paal bevestigd. De trillingssensor op paal 691 is op de paal bevestigd en de sensoren op de palen 692 en 693 zijn op de ronde paalkop bevestigd. Alle drie de sensoren zijn geplaatst in de lengterichting aan westkant van de palen. 6.4 Gronddrukcellen Bij het monitoren van de krachtsverdeling in een paalmatras wordt de belasting in drie delen beschouwd. Het deel van de belasting dat rechtstreek op de paal werkt, het deel dat via de geokunststof naar de palen gaat en het deel dat wordt gedragen door de tussengelegen ondergrond. Voor metingen aan de druk die ontstaat tussen de palen, heeft Fugro 6 cellen geplaatst op drie locaties, zie appendix A, zowel vrijwel direct onder en boven het geogrid. Op de locaties van de gronddrukcellen is een laag van zilverzand aangebracht. Bovenop de cellen is vervolgens een tweede laag zilverzand aangebracht. Dit is gedaan om voor een uniforme drukverdeling op de sensor te zorgen.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 16
6.5 Temperatuursensoren De temperatuursensoren bevinden zich op twee plaatsen op het geogrid, zie appendix A. Tussen paal 687 en 694 bevind zich een sensor (56432/0001) en tussen paal 704 en paal 710 (53275/0002). 6.6 Meetunit glasvezel reksensoren Voor het opslaan van de data van de glasvezelmetingen wordt gebruik gemaakt van de meetunit type FBG-Scan 816 van FOS&S. Een omschrijving van het systeem en technische specificaties zijn terug te vinden in appendix J. Na installatie van de glasvezel sensoren was de installatie van de meetunit voor de glasvezel sensoren voorzien ten einde continue metingen mogelijk te maken. Echter door het ontbreken van de beschermkast voor de definitieve opstelling die door derden zou worden geleverd en geplaatst en het ontbreken van een vaste 230V stroomvoorziening was installatie van de meetunit niet mogelijk. De beschermkast is in week 29 geplaatst en op 24 september 2010 op de definitieve locatie geplaatst. Ten tijde van het opstellen van deze rapportage was nog geen vaste stroomvoorziening op de locatie aanwezig. Met een tijdelijke opstelling is op 4 juni 2010 wel een nulmeting van de glasvezel reksensoren uitgevoerd.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 17
7
MEETRESULTATEN
7.1 Kalibratie De resultaten van de metingen bestaan uit een kracht – rek grafiek. De rek is volgens de formule in paragraaf 5.1.2 berekend voor de sensor in goot A wanneer deze aan de bovenzijde ligt, vervolgens de sensoren in goot A wanneer deze aan de onderzijde ligt. Hetzelfde is uitgevoerd voor goot B, C en D. Door het gemiddelde te nemen van deze kalibratiereeksen wordt de constante per sensor bepaald. In paragrafen 7.1.1 t/m 7.1.4 zijn de meetgegevens en kalibratieconstantes van proefpalen 693 en 695 gepresenteerd.
1409-0238-000 R01.doc
Opdr. Blz.
: :
1409-0238-000 18
7.1.1
Metingen sensor A, paal 693 Kracht-Rek A1
y = 0.5187x - 6.4129 R 2 = 0.997
Kracht-Rek A2
y = 0.55x - 2.3587 2
R = 0.9991 500.000
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000 0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
K r a c ht ( k N )
Sensor A1gem
400
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A1gem)
Sensor A2Gem
y = 0.5102x - 1.9322
Kracht-Rek A3
Lineair ( Sensor A2Gem)
y = 0.49x - 4.0026 R 2 = 0.9982
Kracht-Rek A4
R 2 = 0.9972 450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
K r a c ht ( k N )
Sensor A3Gem
1409-0238-000 R01.doc
400
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A3Gem)
Sensor A4Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A4Gem)
1409-0238-000 19
Kracht-Rek A5
Kracht-Rek A6
y = 0.4981x - 7.7424
y = 0.4934x - 5.4148 R2 = 0.9969
2
R = 0.9986 450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000 0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
900
100
200
300
400
S ensor A5Gem
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
K r a c ht ( k N )
Sensor A6Gem
Lineair ( Sensor A 5Gem)
Kracht-Rek A7
Kracht-Rek A8
y = 0.4829x - 5.7045 R2 = 0.9978
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
Lineair ( Sensor A6Gem)
y = 0.4832x - 8.9576 R2 = 0.998
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000 150.000 100.000
100.000
50.000
50.000 0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor A7Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A 7Gem)
S ensor A8Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A 8Gem)
1409-0238-000 20
Kracht-Rek A9
Kracht-Rek A 10
y = 0.4627x - 12.193 R2 = 0.9983
400.000
450.000
350.000
400.000
y = 0.4786x - 4.2155 R2 = 0.9951
350.000
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000 150.000 100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor A9Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A 9Gem)
Sensor A10
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A 10)
1409-0238-000 21
7.1.2
Metingen sensor C, paal 693 Kracht-Rek C1
Kracht-Rek C2 y = 0.4546x - 2.5335 R2 = 0.9989
400.000
y = 0.487x + 2.9852 R2 = 0.9975
450.000 400.000
350.000
350.000
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000 150.000 100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
Sensor C1Gem
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C1Gem)
S ensor C2Gem
Kracht-Rek C3
Lineair ( Sensor C2Gem)
y = 0.5011x + 2.637 R2 = 0.9992
Kracht-Rek C4 y = 0.5064x + 3.4335 R2 = 0.9954
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
Sensor C3Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C3Gem)
S ensor C4Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C4Gem)
1409-0238-000 22
y = 4E-05x 2 + 0.4716x + 9.6459 R2 = 0.9976
Kracht-Rek C5
Kracht-Rek C6
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
y = 0.5098x + 1.4638 R2 = 0.9977
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
900
100
200
300
400
Sensor C5Gem
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
K r a c ht ( k N )
Sensor C6Gem
Poly noom ( Sensor C5Gem)
y = 0.5002x + 7.2715 R2 = 0.9984
Kracht-Rek C7
Kracht-Rek C8
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
Lineair ( Sensor C6Gem)
y = 0.5233x + 0.5984 R2 = 0.9986
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor C7Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C7Gem)
S ensor C8Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C8Gem)
1409-0238-000 23
Kracht-Rek C9
Kracht-Rek C10
y = 0.5284x - 2.4726 R2 = 0.9989
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
y = 0.521x + 2.5208 R2 = 0.9983
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor C9Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C9Gem)
Sensor C10Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C10Gem)
1409-0238-000 24
7.1.3
Metingen sensor A, paal 695 y = 0.4886x + 14.057
Kracht-Rek A1
y = 0.4982x + 23.019 R 2 = 0.998
Kracht-Rek A2
R 2 = 0.9984 450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor Agem
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor Agem)
Kracht-Rek A3
Sensor A2Gem
Lineair ( Sensor A2Gem)
y = 0.5021x + 34.883
Kracht-Rek A4
y = 0.4873x + 28.925 R2 = 0.9983
R 2 = 0.9973
450.000
500.000
400.000
450.000 400.000
350.000
350.000
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
Sensor A3Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A3Gem)
S ensor A4Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A 4Gem)
1409-0238-000 25
Kracht-Rek A5
Kracht-Rek A6
y = 0.4744x + 37.356 R2 = 0.9966
450.000
500.000
400.000
450.000
y = 0.507x + 35.548 R2 = 0.998
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000 250.000 250.000 200.000 200.000 150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000 0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
900
100
200
300
400
S ensor A5Gem
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
K r a c ht ( k N )
Sensor A6Gem
Lineair ( Sensor A 5Gem)
y = 0.5148x + 13.442 R2 = 0.9969
Kracht-Rek A7
Kracht-Rek A8
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
Lineair ( Sensor A6Gem)
y = 0.5038x + 20.497 R2 = 0.9978
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor A7Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A 7Gem)
S ensor A8Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A 8Gem)
1409-0238-000 26
y = 0.5045x + 13.702 R2 = 0.9989
Kracht-Rek A9
Kracht-Rek A 10
450.000
450.000
400.000
400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
y = 0.5134x + 13.719 R2 = 0.9988
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0
100
200
300
400
K r a c ht ( k N )
S ensor A9Gem
1409-0238-000 R01.doc
500
600
700
800
900
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor A 9Gem)
Sensor A10Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor A 10Gem)
1409-0238-000 27
7.1.4
Metingen sensor C, paal 695 Kracht-Rek C1
Kracht-Rek C2 y = 0.4925x - 24.267 R2 = 0.9928
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
y = 0.4948x - 29.287 R2 = 0.9956
350.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
100
200
300
K r a c ht ( k N )
Sensor C1Gem
400
500
600
700
800
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C1Gem)
Kracht-Rek C3
S ensor C2Gem
y = 0.5299x - 44.241 R2 = 0.9952
Kracht-Rek C4
y = 0.4968x - 40.311 R2 = 0.9926
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
Lineair ( Sensor C2Gem)
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
100
200
300
K r a c ht ( k N )
Sensor C3Gem
1409-0238-000 R01.doc
400
500
600
700
800
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C3Gem)
S ensor C4Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C4Gem)
1409-0238-000 28
y = 0.5082x - 35.03 R2 = 0.9957
Kracht-Rek C5
Kracht-Rek C6
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
y = 0.5312x - 40.095 R2 = 0.9974
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
0
800
100
200
300
S ensor C5Gem
400
500
600
700
800
K r a c ht ( k N )
K r a c ht ( k N )
Sensor C6Gem
Lineair ( Sensor C5Gem)
Kracht-Rek C7
Lineair ( Sensor C6Gem)
Kracht-Rek C8 y = 0.5195x - 25.304 R2 = 0.9962
400.000
y = 0.5361x - 13.498 R2 = 0.9911 400.000
350.000
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000
200.000
200.000
150.000
150.000
100.000
100.000
50.000
50.000
0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
100
200
300
K r a c ht ( k N )
S ensor C7Gem
1409-0238-000 R01.doc
400
500
600
700
800
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C7Gem)
S ensor C8Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C8Gem)
1409-0238-000 29
Kracht-Rek C9
Kracht-Rek C10 y = 0.5367x - 21.24 R2 = 0.997
400.000 350.000
y = 0.4932x - 18.317 R2 = 0.9968
350.000
300.000
300.000
250.000
250.000 200.000 200.000 150.000 150.000 100.000
100.000
50.000
50.000 0.000
0.000 0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
100
200
300
S ensor C9Gem
1409-0238-000 R01.doc
400
500
600
700
800
K r a c ht ( k N )
K r a c ht ( k N )
Lineair ( Sensor C9Gem)
Sensor C10Gem
Opdr. Blz.
: :
Lineair ( Sensor C10Gem)
1409-0238-000 30
7.2
Plaatdrukproeven
De resultaten van de 5 plaatdrukproeven zijn uitgewerkt in appendix I.
Figuur 7.1: Plaatdrukproef
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
7.3 Nulmetingen Voor de reksensoren op de palen zijn op 4 juni nulmetingen verricht. In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensorstreng en per sensor weergegeven. Waarbij de hoogste sensor als eerste genoemd is. Tabel 7.1. Golflengte per sensor Paal 695, zijde c 1524.282 1530.995 1536.118 Paal 695, zijde a 1524.655 1530.536 1536.15 Paal 693, zijde d 1524.718 1530.227 1536.132 Paal 693, zijde a 1524.018 1530.221 1537.105 Paal 693, zijde b 1524.475 1530.313 1536.308 Paal 693, zijde c 1524.409 1530.438 1536.152
1543.646 1548.774 1554.609 1560.742 1567.406 1572.632 1577.457 1542.295 1548.299 1554.28 1542.16
1559.869 1565.814 1571.702 1577.833
1548.137 1554.161 1559.953 1565.788 1571.89
1577.956
1542.837 1548.556 1554.174 1560.583 1566.489 1572.803 1578.902 1542.183 1548.374 1554.394 1559.943 1565.832 1571.869 1577.708 1542.404 1548.394 1554.304 1559.798 1565.626 1571.759 1577.769
Voor de reksensoren zijn op 4 juni nulmetingen verricht. In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensor weergegeven. Tabel 7.2. Golflengte per serienummer Serienummer Golflengte 57244/0001 1546.710 57224/0002 1529.574 57224/0003 1544.970 57224/0004 1545.570 57224/0006 1545.487 57224/0007 1525.081 57224/0008 1545.452 57224/0009 1547.552 57224/0010 1529.868 57224/0011 1564.328 57224/0012 1562.765 57224/0014 1527.528 57224/0015 1562.833 57224/0016 1527.149 57244/0017 1530.377 57224/0018 1580.636
In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensor weergegeven die op 4 juni 2010 zijn gemeten. Tabel 7.3 Golflengte per serienummer Serienummer Golflengte °C 56432/0001 1516.158 6.85 53275/0002 1587.007 11.4
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX A Situatietekening
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX B Technische specificaties glasvezel sensoren - reksensor paal SG-01 - reksensor geogrid SC-01 - temperatuursensor TP-02
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX C Technische specificaties gronddrukcel 3500-3-100kPa
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX D Technische specificaties trillingsensor AS28-3
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX E Kalibratie certificaten glasvezel sensoren - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX F Kalibratie certificaten gronddrukcel 3500-3-100kPa
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX G Kalibratie certificaten trillingsensor AS28-3
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX H Aansluitschema’s
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
Aansluitschema Kanaal
Sensor S/N
Hub Out
Opmerkingen
Hub 01
57224/0014 57224/0004 57224/0008 57224/0011
Out 01 Out 02 Out 03 Out 04
0.5 m reksensor 0.5 m reksensor 0.5 m reksensor 0.5 m reksensor
Hub 02
57224/0016 57224/0006 57224/0012 57224/0015
Out 01 Out 02 Out 03 Out 04
0.5 m reksensor 0.5 m reksensor 0.5 m reksensor 0.5 m reksensor
Hub 03
57224/0010 Leeg 57224/0009 57224/0018
Out 01 Out 02 Out 03 Out 04
0.5 m reksensor 0.5 m reksensor 0.5 m reksensor
04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16
57244/0017 57224/0003 57244/0001 57224/0002 Paal 695 zijde C 57224/0007 Paal 695 zijde A Paal 693 zijde D Paal 693 zijde A Paal 693 zijde B 56432/0001 53275/0002 Paal 693 zijde C
1409-0238-000 R01.doc
1 m reksensor 0.5 m reksensor 1 m reksensor 0.5 m sensor 10 reksensoren 0.5 m reksensor 10 reksensoren 10 reksensoren 10 reksensoren 10 reksensoren temperatuursensor temperatuursensor 10 reksensoren
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX I Resultaten plaatdrukproeven
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX J Technische specificaties glasvezel meetunit type FBG-Scan 816
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
APPENDIX K Chronologisch overzicht installatiewerkzaamheden
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
Datum 29 januari 2010 Februari 2010 8-15 maart 2010 17 maart 2010 22 maart 2010 12-16 april 2010
26 mei 2010 04 juni 2010
Activiteit Opdrachtverlening Inkoop instrumentatie Aanbrengen reksensoren op stalen palen Calibratie reksensoren stalen palen in trekbank Heien stalen palen in Woerden Aanbrengen optische reksensoren geogrid Aanbrengen temperatuursensoren geogrid Aanbrengen gronddrukcellen Aanbrengen trillingsensoren Uitvoering plaatdrukproeven Nulmeting optische reksensoren
1409-0238-000 R01.doc
Opdr.
:
1409-0238-000
