Ultrasoon-sensoren stabiliseren bouw- en funderingsputten

7-mei-2018

Of het gaat om de aanleg van tunnels voor ondergronds verkeer of de bouw van gebouwen of bruggen - zonder het uitgraven van bouw- of funderingsputten lukt het niet. Tijdens de vaak lange bouwtijden zijn de putwanden onderhevig aan talrijke invloeden, die hun stabiliteit in gevaar kunnen brengen. Hydraulische steunbalken – uitgerust met ultrasoon-sensoren en druktransmitters van SICK – garanderen permanente stabiliteit.

 

 

Permanente regen, vorst aan de grond, langdurige zonnestraling en droogte, storingen in de bodemstructuur en trillingen door verkeer en heiwerkzaamheden zijn factoren, die de stabiliteit van de putwanden kunnen beïnvloeden. Om het gevaar van wegglijdende grond of zelfs het instorten van putwanden te voorkomen, zijn steunbalken een fundamenteel beproefde methode. Maar eenmaal ingebracht in de put, leiden sterk schommelende seizoenstemperaturen en andere externe invloeden ertoe, dat de steunen samentrekken of uitzetten en daardoor de gewenste ondersteuning beïnvloeden. De Toehold Civil Engineering Technology Co., Ltd. in Sjanghai heeft deze uitdaging opgepakt en steunbalken met hydraulische lengteaanpassing ontwikkeld.

 

Het idee: de intelligente steunbalk

Toehold werd in het jaar 2010 opgericht en hoort sindsdien in Sjanghai tot de innovators in de hoogbouw en civiele techniek. Zo heeft het bedrijf reeds meer dan 20 oplossingen uitgevonden, waarmee bouwwerkzaamheden geautomatiseerd, beschadigde plekken gedetecteerd en bouwtechnische infrastructuren betrouwbaar bewaakt kunnen worden. Ook de nu ontwikkelde, intelligente steunbalk is ongeëvenaard. Het is zijn opgave, onder alle omstandigheden altijd de optimale steunkracht te leveren en in de putwanden in te voeren. Een regelbare hydraulische cilinder aan één einde van de steunbalk maakt het mogelijk, hun lengte voortdurend en zonder functieverlies aan te passen. De lengte van de vereiste verplaatsingsweg wordt gemeten door een ultrasoon-sensor UM18-2 Pro van SICK. Afzonderlijke steunen kunnen zo niet meer loskomen – de inspanning van de nieuwe montage vervalt net als de kosten bijvoorbeeld voor de berging en reparatie van machines en apparaten na het wegglijden van een putwand.

 

 

Werkingsprincipe ultrasoon voorbestemd voor de ruwe omgeving van de bouwput

Toehold heeft voor de wegmeting voor de hydraulische cilinder gekozen voor het werkingsprincipe ultrasoon. In de ruwe omgeving van de bouwsector komt eerst de betrouwbare functie bij verschillende lichtverhoudingen en bij vochtigheid en stof in het geding. Nuttig tegen afzettingen zijn daarbij de hoogfrequente trillingen van het omvormermembraan, dat zorgt voor een bepaald zelfreinigend effect. De geïntegreerde temperatuurcompensatie van de ultrasoon-sensoren van SICK zorgt – bij weer en wind, in de zomer en in de winter – voor een constant hoge meetnauwkeurigheid.

 

UM18-2 Pro garandeert het bereiken van de optimale draaglast 

De ultrasoon-sensoren van de productfamilie UM18-2 overtuigden de ingenieurs van Toehold door hun korte constructie in de eendelige M18-metalen behuizing net als de hoge mechanische en meettechnische robuustheid. In de variant UM18-2 Pro biedt de sensor omvangrijke eigenschappen – onder andere een inleerbare analoge output alsmede een ruisonderdrukking, die ongewenst extern geluid onderdrukt en zodoende stabiele meetresultaten levert. Toehold parametreert de sensoren per teach-in via kabel en beveiligt ze daarbij tegen onbedoeld verstellen op de bouwplaats. Een ander groot voordeel van de UM18-2 Pro is, dat de optionele visualisatie- en parametreersoftware „Connect+“ het onder andere mogelijk maakt, parameters op eenvoudige wijze van sensor naar sensor te kopiëren en zo de besturingstechnische integratie te ondersteunen.

 

 

De slechts 41 millimeter lange sensor is vlak in de voorplaat van de hydraulische eenheid geïntegreerd en meet op een metalen plaat, die als reflector dient en aan de verplaatsbare steunplaat aan de putwand is gemonteerd. Bij het inbrengen van de intelligente steunbalk wordt deze tot het contact met de putwand uitgeschoven en er dan met constante druk tegen geduwd. Verandert de lengte van de steunbalk, verandert de afstand tussen sensor en metalen plaat, waarop de hydraulische eenheid overeenkomstig wordt in- of uitgeschoven. Voor de regeling van de systeemdruk gebruikt Toehold een druktransmitter PBT van SICK. Ook deze sensor is ontworpen op de hoogste robuustheid: het roestvaststalen membraan is hermetisch dichtgelast; de sensor zelf bevat geen mechanisch bewegende onderdelen en is daardoor slijtage-, vermoeiings- en onderhoudsvrij. 

De sensorcombinatie van UM18-2 Pro en PBT maakt zo de automatische regeling van de hydraulische actuatoren mogelijk. De intelligente steunbalk van Toehold garandeert op deze wijze ook gedurende lange bouwfasen een permanente stabiliteit van de wanden van bouw- en funderingsputten.

 

Verdere bijdragen:

Spectaculair gebruik van de Long-Range afstandssensoren

Port of Tallinn – Automatisch verkeersmanagement in de haven

Afstands- en LiDAR-sensoren

From micron to mile. In all dimensions. 

Martin Klingele 

Head of Business Unit Distance & Ranging

Martin Klingele is sinds 2009 hoofd van de divisie Distance & Ranging en is een absolute expert op zijn vakgebied. Met zijn team zorgt hij voor toekomstgerichte oplossingen voor meting, positionering, registratie, inspectie en kwaliteitscontrole. De afgestudeerde elektrotechnicus was reeds als applicatie-ingenieur en productmanager bij SICK werkzaam en is al meer dan 20 jaar bij de onderneming.