MANUEL D`INSTRUCTIONS
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1. 3 1 1 Lectures en mode NORMAL N 3 1 2 Lectures en mode LINEAR L 3 2 Interpr tation des donn es ssseseeeeeeeeesoertrtrrtrntrrtttrnstrrrnnrrttnntesetrnerennnneenene 4 a T 4 1 Deux m thodes d interpr tation des lectures s sessssnesssneesssrrrrserernrerrrneesene 4 2 Table de conversion Temp rature R sistance ssssseeeeeesrersserrrrerrree 12 F10114 120203 EM 5 1 PRODUIT 1 1 DESCRIPTION La jauge extensom trique corde vibrante mod le EM 5 est con ue pour mesurer les d formations internes du b ton Elle peut tre plac e dans les fondations les structures des ponts des barrages des centrales lectriques nucl aires les parois des tunnels etc o une fiabilit long terme et une haute r solution sont requises La jauge EM 5 se compose de deux joues circulaires reli es par un tube qui prot ge une fine corde d acier r sistance lev e et trait e thermiquement La corde est scell e chaque extr mit du tube par un double joint torique Les deux joues servent transf rer les d formations du b ton la corde La tension initiale de la corde est ajust e en fonction du comportement pr visible du milieu dans lequel est noy e la jauge soit en tension ou en compression La corde est fix e aux deux extr mit s par sertissage hydraulique ce qui quivaut une soudure mais n affecte pas les propri t s lastiques de la corde Un lectroaimant prot2. g par une enveloppe m tallique est fix au milieu du tube Les contraintes qui se d veloppent dans le b ton modifient la tension m canique de la corde et par cons quent sa fr quence de r sonance Le poste de mesure MB 6T ou MB 6TL g n re dans l lectroaimant un voltage d excitation dans le spectre de la fr quence naturelle de la corde et de ce fait force l oscillation de la corde En retour la vibration de la corde g n re un courant alternatif enregistr par l lectroaimant Les circuits lectroniques du poste de mesure amplifient le signal liminent les harmoniques et s lectionnent la fr quence de r sonance correspondant au maximum du voltage enregistr Le poste affiche les lectures en microsecondes ou en microd formations 50mm _ i i er 4 i si D15 mm e I mms di d 0 222mm JE i t 1 g s H ko 171 4mm 254mm a 0 63 5mm E2114F 01 Sch ma d ensemble de la jauge EM 5 et des jauges EM 2 et EM 10 i Page 1 ROCTEST NOVA T LEMAC 111 SMARTEC NX METRIX F10114 120203 EM 5 Les deux joues d extr mit servent ancrer la jauge dans le b ton et fixer ainsi la longueur de la jauge pour la mesure Une vis d ajustement est plac e dans l une des joues afin de permettre le r glage de la tension de la corde Sauf indication contraire la tension initiale est r gl e en usine Une fois la jauge enfouie les mouvements du b ton outrepassent compl tement
3. la force du ressort et ainsi les variations de contraintes dans la corde sont directement proportionnelles aux contraintes du b ton repr sentant la d formation mesur e entre les plaques circulaires Les joues d extr mit sont scell es avec le tube d acier par deux joints toriques L lectroaimant est positionn au centre du tube et est maintenu en place l aide d un scellement de r sine I ny a pas de contact direct entre l lectroaimant et la corde tendue puisque le champ magn tique utilis pour exciter la corde passe travers la paroi du tube en acier inoxydable 1 2 TENDUE DE MESURE L tendue de mesure nominale de la jauge EM 5 est de 3000 microd formations ce qui correspond une d formation d environ 0 5 mm entre les joues d extr mit La Figure ci dessous comporte une courbe des unit s de microd formations vs la p riode de vibration en microsecondes Le r glage au point milieu est d environ 2500 unit s lin aires et correspond une lecture de 1275 microsecondes avec le poste de lecture MB 6T ou MB 6TL 4500 4o00 TENSION MAXIMUM 9500 RER N ea a aa ba 3000 A4 66 TENSION 33 COMPRESSION 2500 _ MEGAMME T o aa a E SR N 33 TENSION 66 COMPRESSION 77777 46 EEEE E 1000 p T aa used EM UNIT LIN AIRE ud formations DO TENSION MINIMUM 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 EM P RIODE N usec Lectur
4. 20 4 2402 1 81 7 microd formations Alors la d formation due la contrainte effective appliqu e est Ee Ensg Ee 295 6 81 7 213 9 microd formations Page 8 AX NOVA ROCIEST METRIX TELEMAC l SMARTEC F10114 120203 EM 5 M THODE 2 Interpr tation des donn es avec les corrections th oriques Dans le cas de cette m thode l utilisation d une jauge t moin peut s av rer tr s utile mais peut tre omise si tous les param tres de comportement sont connus Dans la m thode 1 nous avons vu que la d formation totale lue est E Ee Ec t Eh Es o la valeur est consid r e comme n gligeable ou cach e dans la valeur e CALCUL DE LA D FORMATION R ELLE g La d formation r elle est la d formation totale laquelle s ajoute l expansion thermique de la corde et celle du b ton comme si la jauge extensom trique EM 5 n tait pas confin e E e m x r r o E L la mesure totale de la d formation en microd formations Er gt la d formation r elle en microd formations Qc E le facteur d expansion lin aire de la corde de la jauge EM 5 11 5 um m 6 4 upo po F T la lecture actuelle de la temp rature en C To la lecture initiale de la temp rature en C B 5 le facteur d expansion thermique du b ton en um m C quivalant g n ralement as 7um m C lt B lt 20um m C Le facteur d expansion nf est connu partir
5. 5 20880 41 107900 359800 10 3980 5971 19900 40 18970 39 18090 38 17260 37 16470 36 15710 35 15000 34 14330 33 13680 32 13070 31 12500 30 11940 29 11420 28 10920 27 10450 26 10000 25 9574 24 9165 23 8779 22 8410 21 8060 20 7722 19 7402 18 7100 17 6807 16 6532 15 6270 14 6017 13 5777 12 5546 11 5329 10 5116 9 4916 8 4725 7 9 6 1420 47070 4s 909 1363 4543 6 4369 5 4202 4 4042 3 3889 2 3743 1 3603 0 6532 9796 32660 51 694 1040 3469 ROCIEST rage le NOVA F METRIX T TELEMAC i i SMARTEC F10114 120203 EM 5 Temp Types de r sistances ei Types de r sistances G 52 640 3 53 622 1 54 604 4 55 587 5 56 571 0 57 555 1 58 540 0 59 524 9 60 510 7 61 480 799 2400 11 J 99 1490 4964 62 483 1 63 469 8 64 457 4 65 46 6247 2088 15 89 1336 4449 66 433 4 67 421 8 68 410 7 69 363 5437 1813 119 80 1199 3996 70 389 4 71 379 2 72 369 4 73 360 1 74 350 8 z5 2 4440 149 1 68 1025 3419 76 286 4295 1431 12 67 999 333 0 77 324 6 78 316 6 79 308 6 80 251 3769 1255 130 6o 992 3011 81 293 5 82 286 0 83 279 3 84 272 2 85 265 5 86 259 3 87 253 1 88 246 9 89 241 1 90 235 3 91 229 6 92 224 2 93 218 9 94 214 0 95 208 7 96 203 8 97 199 4 98 194 5 99 190 1 100 185 9 101 132 197 9 659 0 Conversio
6. TELEMAC SMARTEC MANUEL D INSTRUCTIONS JAUGE EXTENSOM TRIQUE CORDE VIBRANTE Mod le EM Roctest Limit e 2012 Tous droits r serv s L installation et l utilisation de ce produit peuvent parfois s av rer dangereuses elles doivent tre faites par du personnel qualifi seulement Les instructions contenues dans ce manuel sont fournies titre indicatif et sont sous r serve de modifications La Soci t n assume aucune responsabilit quant au dommage qui pourrait r sulter de l installation ou de l utilisation de ce produit T l 1 450 465 1113 1 877 ROCTEST Canada tats Unis 33 1 64 06 40 80 France 41 91 610 1800 Suisse www roctest group com F10114 120203 NX NOVA METRIX TABLE DES MATI RES 1 PRODU nn le ne Se A AA Ne ne 1 1 Descriptio a a a ea aea aO aa AN A a a aaa aean 1 2 tendue de MOST SES SR Cr A ns 2 INSTALLATION dt me tee ennemi ns eaa Ne ture TRS Laau daaa teens 2 ESSAIS Pr liMINAes sg Ne Sea ns A A TR TR One A nn nee 2 2 Mise en place de la JA siemens mn ne St 2 2 1 Enfouissement direct dans le b ton humide 2 2 2 Encapsulage dans des briquettes de b ton sssssessssessserrnserrrnnerrrneesene 2 2 3 Coulage dans le b ton projet e munies nds 224 Jauge t MOIMN assis e te a E Ta E 2 3 Protection des CADISSS US NS SE REA ee te 3 LECTURE ET INTERPR TATION mnenniirereernenneneneneennnennenenenneee 3 1 Lecture avec un MB 6T ou MB 6TL 2 ins tenirter terasse
7. des essais en laboratoire ou peut tre estim partir des lectures de chaque jauge EM 5 avec une r gression lin aire de la valeur versus T apr s le retrait de toute valeur aberrante du tableau des donn es Dans le cas de certaines applications la valeur de nf ou de B peut varier d une jauge EM 5 l autre selon leur emplacement dans la structure et l homog n it du comportement de la masse de b ton n le degr de libert de la structure en b ton dans le mat riau environnant 0 lt n lt 1 Dans le cas de la jauge t moin EM la valeur de n est 1 De fa on g n rale la valeur de n est galement 1 puisque le mat riau environnant est confin une unit et ne permet aucun mouvement autre que la d formation caus e par la masse de b ton ROGTEST Page 9 NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 Puisqu il n est pas facile d obtenir la valeur de n partir d essais en laboratoire il est pr f rable de la mesurer partir des donn es d exploitation tel qu il est d crit plus haut La courbe du graphique repr sente nf directement qui quivaut sin 1 D FORMATION EFFECTIVE La d formation effective est la d formation caus e uniquement par la charge structurelle sans les effets thermiques hydriques ou de fluage Eee 6 o Ee la d formation due la contrainte effective appliqu e en microd formations Er la d formation r elle en microd f
8. e lue par la jauge EM 5 Puisque l on consid re que les deux valeurs exprim es par h sont gales et que les valeurs e et de la jauge t moin quivalent z ro l on obtient Ce 6 6ce Ensg o Ee E la d formation due la contrainte effective appliqu e en microd formations E la d formation totale en microd formations Ec gt la d formation due au fluage en microd formations Ensg la d formation totale de la jauge t moin en microd formations L quation ci dessus ne s applique que si la jauge et la jauge t moin sont soumises des conditions environnementales identiques au m me moment et si elles sont coul es dans le m me b ton Lorsqu il n est pas possible d valuer celle ci est habituellement cach e Bon nombre de personnes cachent la valeur dans la valeur Consulter la sous section de la m thode 2 d interpr tation des donn es qui porte sur la d formation due au fluage c pour des pr cisions suppl mentaires Exemple de la premi re m thode Eo 2505 6 unit s lin aires lecture initiale de la EM 5 2210 0 unit s lin aires lecture actuelle de la EM 5 Eonsg 2402 1 unit s lin aires lecture initiale de la jauge t moin Einsg 2320 4 unit s lin aires lecture actuelle de la jauge t moin Si on consid re que est inclus dans e on obtient alors E 4 Eo 2210 0 2505 6 295 6 microd formations Ensg Etnsg 7 Eonsg 23
9. es d formation vs p riode de la jauge EM ROCIE Esr Page 2 NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 2 INSTALLATION 2 1 ESSAIS PR LIMINAIRES La jauge EM 5 est habituellement fournie pr r gl e mi course soit 1275 100 us ce qui correspond environ 2500 unit s lin aires Avec ce r glage la plage est d environ 1500 microd formations en tension et de 1500 microd formations en compression La lecture de la jauge doit toujours tre v rifi e avant l installation Pour cette tape suivre les instructions dans le manuel des postes MB 6T ou MB 6TL Les lectures de r sistance exactes entre les conducteurs du c ble sont Conducteur R sistance Noir 140 Q 10 Rouge Vert 3000 Q 25 C Blanc varie avec la temp rature Lectures de r sistance Si la valeur de la r sistance est inexacte v rifier les raccords ou inspecter le c ble afin de retracer tout dommage Au besoin consulter le manufacturier pour toute r paration ou proc dure de remplacement 2 2 MISE EN PLACE DE LA JAUGE La jauge EM 5 est habituellement mise en place dans les structures en b ton de l une des deux fa ons suivantes elle peut tre noy e directement dans le b ton humide ou encapsul e dans une briquette de b ton qui sera noy e dans le b ton humide par la suite Il est galement possible d installer la jauge dans le b ton projet et dans des trous de forage en la scellant
10. g n rale t 1 e r C Autres quations E e a 7B x T T 2 E E T Eo 3 En ins rant les quations 2 et 3 dans l quation 1 on obtient E E e a nB x T T e e 4 Exemple E 3535 7 UL lecture initiale de la EM 3229 0 UL lecture actuelle de la EM a 10 0 um m facteur d expansion lin aire de la corde de la jauge EM To 20 2 C lecture initiale de la temp rature Ta 25 4 C lecture actuelle de la temp rature B 11 0 um m facteur d expansion thermique du b ton n 1 degr de libert de la structure en b ton Si l on consid re se cach dans ge et en n gligeable alors on obtient e 8 e a nB x T T 6 E 3229 0 3535 7 10 0 1 x 11 0 x 254 202 e 306 7 1 x 52 E 311 9 microd formations P 11 ROSE oae NEA TELEMAC SMARTEC F10114 120203 EM 5 4 2TABLE DE CONVERSION TEMP RATURE R SISTANCE Temp Types de r sistances Temp Types de r sistances C C 10K 50 201100 670500 1 6208 9310 31030 49 187300 670500 2 5900 8851 29500 48 174500 624300 3 5612 8417 28060 A7 162700 581700 4 5336 8006 26690 46 151700 542200 5 5080 7618 25400 45 141600 440800 6 4836 7252 24170 44 f 132200 472000 7 4604 6905 23020 443 123500 411700 8 4334 6576 21920 42 f 115400 384800 9 47e 62e
11. jauge m me Les autres facteurs qui doivent tre pris en consid ration sont les contraintes dues aux effets internes qui n ont aucune r sultante externe nette c est dire qu elles ne sont pas dues une charge externe appliqu e Ces contraintes sont dues principalement aux gradients thermiques et d humidit et aux discontinuit s locales de contraintes caus es par les fers b ton et leur assemblage L influence de bon nombre de ces facteurs n est pas enti rement comprise et fait encore ROGTEST Page 6 NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 l objet de d saccords Par cons quent il n est pas vraiment possible de r diger un guide d aide valable pour les usagers potentiels Lorsque les lectures sont faites en m me temps que l application des charges l interpr tation devient beaucoup facile Le coefficient d expansion de l acier de la jauge 11 5 microd formations C est pr s de celui du b ton lequel varie de 7 20 microd formations C alors que les facteurs de correction pour l effet de temp rature caus par l expansion diff rentielle sont habituellement n gligeables Comme il a d j t mentionn diverses approches peuvent tre utilis es pour l analyse de donn es des jauges EM Nous avons inclus ci dessous deux proc dures g n rales pour l analyse de donn es Ces proc dures permettent d valuer la contrainte effective l emplacement des jauges EM 5 dans la structu
12. l aide de mortier 2 2 1 ENFOUISSEMENT DIRECT DANS LE B TON HUMIDE Des fils de fer peuvent tre attach s au tube central pour permettre de fixer la jauge extensom trique aux fers b ton aux coffrages etc et de la maintenir ainsi dans une orientation d termin e Dans les cas o les vibrateurs sont utilis s des pr cautions doivent tre prises pour viter d endommager le c ble et la jauge Il est galement essentiel d viter de d poser de gros agr gats pr s de la jauge afin d viter d induire des concentrations de contraintes locales Si possible la grosseur des agr gats situ s dans un rayon de 25 cm autour de la jauge ne doit pas d passer de 2 5 cm Au besoin enlever manuellement les gros agr gats de plus de 1 5 cm autour de la jauge Dans les cas o les variations de contraintes selon deux ou trois axes doivent tre valu es il peut tre n cessaire de fabriquer un cadre ou une rosette de support des jauges extensom triques pour maintenir les jauges dans la m me orientation les unes par rapport aux autres S assurer que les supports ne restreignent pas les mouvements Page 3 Ro l Esr NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 des jauges 2 2 2 ENCAPSULAGE DANS DES BRIQUETTES DE B TON Pour viter tout dommage la jauge et s assurer que celle ci n est pas expos e des champs de contraintes non uniformes il est possible de couler les jauges dans des briquettes de b t
13. n temp rature r sistance ro E Page 13 EST D NOVA T TELEMAC i i SMARTEC METRIX
14. on qui seront leur tour enfouies dans le b ton humide sur le chantier Il ne faut pas couler les briquettes plus de 48 heures avant le b tonnage Les briquettes doivent tre faites partir dun m lange identique celui utilis en chantier mais avec de petits agr gats de moins de 12 mm et elles doivent tre durcies sous leau et gard es compl tement satur es pour viter les contraintes de r tr cissement locales 2 2 3 COULAGE DANS LE B TON PROJET En raison du risque d endommager les jauges au moment de la mise en place du b ton projet et des difficult s li es au contr le de la grosseur des agr gats autour de la jauge il est pr f rable de placer les jauges dans des briquettes faites partir de b ton projet Les risques de dommages graves aux jauges et aux c bles sont tr s importants et des pr cautions particuli res doivent tre prises pour les viter 2 2 4 JAUGE T MOIN Dans l ensemble il est recommand d installer une jauge fictive galement nomm e jauge t moin pr s des autres jauges EM 5 pour observer leurs d formations dans un m me environnement mais sans les effets de contraintes et de charges exerc s par la structure elle m me La jauge t moin consiste en une EM 5 plac e dans un bo tier sp cial sur lequel la structure n exerce aucune contrainte Toutefois les variations de d formations li es la temp rature et d autres facteurs tels que les effets hydriques peu
15. onstante de jauge 4 0624 No Lecture initiale en mode NORMAL en usecondes N Lecture courante en mode NORMAL en usecondes D formation correspondant N en ud formations Eo D formation correspondant No en d formations 3 1 2 LECTURES EN MODE LINEAR L Pour d terminer la variation de d formation dans le b ton en utilisant les lectures en mode LINEAR utiliser l quation suivante Ae L L O Ae Variation de d formation sur la surface tudi e en ud formations Lo Lecture initiale en mode LINEAR en d formations L Lecture courante en mode LINEAR en d formations Les lectures d croissantes de L correspondent une valeur n gative de Ae et refl tent une compression de la structure 3 2 INTERPR TATION DES DONN ES L interpr tation des lectures des jauges extensom triques ne fait pas partie des objectifs du pr sent manuel Toutefois l usager doit conna tre les difficult s que comporte l interpr tation des contraintes du b ton quant aux forces long terme Les d formations qui servent d terminer les forces doivent tre mesur es de fa on permettre de distinguer les contraintes dues aux forces et celles dues aux autres facteurs Ces derniers comprennent les variations de temp ratures et d humidit les contraintes dues au s chage du b ton appel es variation de volume autog ne du b ton et les contraintes caus es par la pr sence de la
16. ormations Ec la d formation due au fluage en microd formations Ehn la d formation caus e par les effets hydriques en microd formations D FORMATION DUE AU FLUAGE La d formation due au fluage est la d formation caus e par le fluage de la masse de b ton et elle poss de un comportement li au temps La valeur peut tre obtenue en laboratoire mais la valeur maximum atteint g n ralement le double de la d formation lastique instantan e Puisque la valeur peut r sulter de la charge appliqu e la structure elle peut demeurer cach e dans la valeur la d formation effective Il incombe au laboratoire charg des essais sur le b ton d estimer la valeur de s D FORMATION HYDRIQUE n La valeur appel e soit la d formation hydrique de la masse de b ton comprend toutes les d formations caus es par les r actions chimiques et m caniques du mat riau qui sont susceptibles de devenir permanentes telles que l expansion diff rentielle de la structure pendant le durcissement l absorption de l eau autour de la structure les r actions chimiques etc La valeur de n peut tre consid r e comme semblable celle de toutes les jauges EM 5 enfouies dans le m me b ton et au m me moment et soumises des conditions environnementales semblables Exemple de la seconde m thode nois Page 10 NX NEVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 quation
17. re sans les effets environnementaux et les autres contraintes non valables 4 DIVERS 4 1 DEUX M THODES D INTERPR TATION DES LECTURES Les lectures de d formations totales de la EM 5 comprennent les d formations caus es par des facteurs divers qui s ajoutent la contrainte effective appliqu e E Ee tEc tEnhtEs o E la d formation totale en microd formations Ee la d formation due la contrainte effective appliqu e en microd formations Ec la d formation due au fluage en microd formations Ehn gt la d formation due aux effets hydriques et d humidit en microd formations Es la d formation caus e par les autres facteurs tels que les discontinuit s locales La valeur de peut tre omise puisqu elle est consid r e comme n gligeable sauf dans certains cas pr cis d installation La valeur peut galement tre consid r e Abe cach e dans la valeur e Par cons quent l quation principale ci dessus evient E Ee EctEh M THODE 1 Correction directe partir de la jauge t moin Lorsque la jauge t moin peut tre consid r e comme soumise aux m mes conditions ROGTEST Page 7 NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 environnementales que les autres jauges EM 5 apr s installation et surtout apr s la p riode de durcissement il est tr s acceptable de soustraire directement la d formation totale lue par la jauge t moin de la d formation total
18. vent tre observ es au moyen de la jauge t moin et servir ensuite valuer les d formations v ritables appliqu es aux jauges EM 5 ROGTEST Page 4 NX NOVA TELEMAC il SMARTEC METRIX F10114 120203 EM 5 D Di y UUUUVUUUUUUUU a B Dj D D 7em 2 1 a R i r J 5 2 D D Dl A D D SUPPORT UNIAXIAL SUPPORT UNIAXIAL DIU 2 SUPPORT UNIAXIAL PER ER A AN Aa J i D EER ze JAUGE T MOIN Installations typiques de la EM 5 2 3 PROTECTION DES C BLES Les c bles des diverses jauges sont habituellement reli s une station de mesure centrale et ils sont raccord s des bo tiers terminaux pour faciliter leur lecture Au besoin des couvercles doivent tre install s pour prot ger les c bles notamment dans les cas d installation avec b ton projet De plus les c bles ne doivent jamais tre tendus lors de leur cheminement 3 LECTURE ET INTERPR TATION 3 1 LECTURE AVEC UN MB 6T OU MB 6TL Pour lire la jauge EM 5 corde et thermistance suivre la proc dure d crite dans le Page 5 NEVA ROCIEST Al SMARTEC NX METRIX F10114 120203 EM 5 manuel d instructions des postes de lecture MB 6T ou MB 6TL 3 1 1 LECTURES EN MODE NORMAL N La variation de d formation est exprim e par A amp 8 amp Kx10 E i O AE Variation de d formation sur la surface tudi e en ud formations K C
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