DYNA Force® Elasto-Magnetic Force Monitoring System

DYNA Force® Elasto-Magnetic Force Monitoring System
We do not only talk about service – we offer it!
As a service provider DSI offers professional
support by experts and the training of installation
Personnel on site.
Our goal is to fulfill your expectations day by day.
2
Contents
Introduction������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 4
Fields of Application����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4
Key Features����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4
System Description������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 5
Manual System for Single Anchors�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5
Multiple Reading System����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5
Fully Automatic Reading System����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5
System Components���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 6
Technical Data�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7
DYNA Force® Sensor����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7
Readout Unit������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 7
Multiplexer��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7
Cables���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7
System Accuracy����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7
DYNA Force® Sensors installed on DYWIDAG Anchors����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 8
DYWIDAG Bar Anchors�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 8
DYWIDAG Strand Anchors�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 8
Installation Process������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 9
References����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 10
3
Introduction
There is an increasing demand
for health monitoring systems for
geotechnical applications as well as
for bridges and buildings. For the
mentioned structures, steel elements
that are, either prestressed or subject
to high compression forces are key
elements for achieving the scheduled
performance of the structure. On many
occasions during the construction
and service life of a structure, it is of
decisive importance to know the stress
level / the axial forces of the steel
elements in use. Although there are
many methods to measure the axial
force, most of them are cumbersome,
expensive, and the accuracy varies
depending on the method used. DSI
actively participated in the development,
testing and utilization of the
DYNA Force® System for measuring the
force in steel bars or strands.
The force measuring technique is based
on the elasto-magnetic properties of
ferromagnetic materials and is carried
out using DYNA Force® Sensors.
The magnetic permeability of steel in a
magnetic field changes as a function of
the mechanic normal stress condition
of the steel. By measuring the relative
change in magnetic permeability, the
normal stress in the steel tendon can
be determined. The DYNA Force®
Monitoring System is based on the
principle described above and can be
used both for post-tensioned bars and
for strands.
The hollow cylinder shaped monitoring
sensors are available in different
diameters to suit various bar and strand
diameters.
A readout unit measures the magnetic
permeability of the steel tendon through
the sensor and shows the tendon force
on the display. Each DYNA Force®
Sensor is fitted with an integrated
temperature sensor in order to
automatically compensate the influence
of possible temperature alterations.
The DYNA Force® System allows
permanent monitoring of posttensioning forces in steel tendons.
Force readings as part of inspection
procedures can be done within a few
minutes without the need for lift-off
equipment or other cost-intensive
techniques.
Fields of Application
■■ Ground Anchors
■■ Soil Nails
■■ Air Traffic Control Towers
■■ Tie-back and Tie-down Anchors
■■ Stay Cable Bridges
■■ Wind Energy Towers
■■ Micropiles
■■ Post-Tensioning Tendons in Bridges
and Buildings
■■ Repair and Strengthening of
Post-Tensioned Structures
Key Features
For Owners:
■■ Lifetime monitoring of the post-tensioning performance in
structures
For Contractors: ■■ Knowledge that their post-tensioning design is working as
intended. The system permits posterior analysis and potential
adjustment at any time in the future
■■ Monitoring of tendon forces at any time
For Engineers:
■■ Quality and support from the industry leading supplier
■■ Sensors can either be mounted in the factory or on site
■■ Typically, no extra work or interference with post-tensioning
installation
■■ No large load cell at anchorages and no increased pocket depth
■■ Load check during stressing
■■ Increased construction site safety
■■ The electronic force readout is safe and reliable
Readout Unit with Two Types of Sensors
4
System Description
Manual System for Single Anchors
Key Features
■■ Each DYNA Force® Sensor is
individually connected to the readout
unit
■■ Force and temperature readings are
realized sensor by sensor via the
readout unit
■■ Readings are recorded manually
Multiple Reading System
Key Features
■■ All DYNA Force® Sensors are bundled
and connected to the readout unit by
multiplexers and main cables
■■ Multiple readings of all sensors can
be done from a central location with a
single click
■■ Local digital data storage
■■ Data can be imported to various
programs for analysis
Fully Automatic Reading System
Key Features
■■ Automatic readings of all connected
sensors
■■ Reading interval can be defined by the
customer
■■ Automatic force-time-chart and
temperature-time chart for data
analysis possible
■■ Local data storage
■■ Data can be imported to various
programs for analysis
■■ Possibility to integrate DYNA Force®
with other measurement instruments
(for example wind speed, pore water
pressure, slope measurements,…) in
standard software
■■ Download and control option from a
remotely located laptop via GSM or
LAN network connection
Testing and Calibration of DYNA Force® Sensor
Installation of DYNA Force® Sensor over Strand Anchor Bond Length
5
System Components
Overview
Manual System
Multiple Reading
for Single Anchors
System
Essential System Parts
Fully Automatic
Reading System
Readout Unit
X
X
X
Sensors
X
X
X
Multiplexers
X
X
Laptop/PC
X
X
Controller / Remote Box
X
Extension Cables (for connecting the sensors with the multiplexers)
X
1)
Main Cables (for connecting the multiplexers with the readout unit)
X
X
X
X
X
X
X
RS232 Cable
X
X
PowerEM Software (for local access)
X
AC(230V) or DC (24[V]) Power Cord
3)
GreenEye Software (for remote access)
X
SimCard / Ethernet Network (provided by customer)
X
Optional: Power Supply via 2x12[V] Batteries,
Power Controller and Solar Panel
X2)
X2)
X2)
1) Depends on the accessibility of the sensor connectors on site
2) Just in case the usual AC or DC power supply is not available
3) Local power supply has to be provided by the customer
DYNA Force® Sensor
Laptop with
GreenEye Software
Readout Unit
Multiplexer
Fully Automatic Reading System
6
Antenna
Remote Box
Technical Data
DYNA Force® Sensor
Key Features
■■ Sensor works touch-less and
non-destructive
■■ Every DYNA Force® Sensor includes
a temperature sensor to take into
account the temperature influence
during force readings
■■ Installation of sensors is either done
during the production of the anchors or
directly on the job-site before stressing
the steel tendon
■■ Operating temperature
■■ -20[°C] up to +80[°C]
■■ Sensors and source material
(strand/bar) are calibrated before
shipping on site
■■ Sensors are robust and have no
moving parts. All inside connections
are sealed with epoxy coating
■■ Maximum cable distance between
readout unit and DYNA Force® Sensor
is 250m
DYNA Force® Sensor Data
Type
Steel Element Diameter
Inner / Outer Diameter of Sensor
Sensor Length
Part Number
[mm]
[mm]
[mm]
Strand Tendon
15.3 - 15.7
20 / 36
132
DFS010101
Bar Tendon
16 - 36
43 / 80
180
DFS020101
Bar Tendon
40 - 47
53 / 99
200
DFS030101
Bar Tendon
50 - 63.5
73 / 145
310
DFS040101
Bar Tendon
75
85 / 155
330
DFS050101
Readout Unit
Multiplexer
Cables
■■ Measurement range
■■ 0 – 95% yield stress level of the steel
tendon
■■ Power supply
■■ AC: 90-246[V], 60/50[Hz], 300[W]
■■ DC: 24[V], Peak 17A, Standby
200[mA]
■■ Operating temperature
■■ 0° up to 50 [°C]
■■ Interface
■■ RS232C
■■ Standard multiplexers
■■ 8 or 16 Channels
■■ Serial connection of a number of
multiplexers via main cable possible
■■ Additional standard enclosure in case
of outside storage: painted steel or
stainless steel available
■■ Main cable
■■ 12 contacts
■■ Connector body
■■ Nickel plated
■■ PVC jacket
■■ Extension cable
■■ 6 contacts
■■ Connector body
■■ Plastic
■■ PVC jacket
System Accuracy
14,000
Hydraulic Jack
12,000
Anchor Force, [kN]
■■ Tests have confirmed the high
measuring accuracy of the
DYNA Force® Sensors
■■ The Diagram on the right shows the
anchor force of a 59-0.6" strand
anchor during different load levels
■■ DYNA Force® Sensors correspond
very closely to the jack readings
during the loading stages
■■ Throughout the testing,
the DYNA Force® Sensors were
consistently more accurate than the
load cells
DYNA Force®
Load Cell
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
1
2
3
4
Loading Steps
5
6
7
7
DYNA Force® Sensors installed on DYWIDAG Anchors
DYWIDAG Bar Anchors
DYNA Force® Connector
Wedge Plate
DYNA Force® Sensor
DYWIDAG Prestressing Steel / GEWI® Threadbar
DYNA Force® Sensor
DYNA Force® Sensor
Currogated Sheating
Unb
Spacer
ond
Cap
Grout Body
ed A
ncho
r Le
ngth
Nut
Bon
ded
Leng
th
DYWIDAG Strand Anchors
DYNA Force® Connector
Bearing Plate
DYNA Force® Sensor
DYNA Force® Sensor
Unbo
nded
Cap
Anch
DYNA Force® Sensor
or Le
ngth
Wedge Plate
Bond
ed L
8
engt
h
DYNA Force® Sensor
Installation Process
Anchor with DYNA Force® Sensor
Stressing
Anchor with Sensor Cable
Installed and Connected Anchor
Multiplexer
GreenEye
PowerEM
9
References
Maximum Flexibility: DSI develops Restressable Anchor
Heads for Choranche Dam, France
Owner EdF, France +++ General Contractor Eiffage, France +++ Subcontractor Résirep, France +++ Consulting Engineers EdF, France
DSI Unit DSI France SAS, France
DSI Scope Development, production, supply, engineering services, technical support, supervision
DYWIDAG Products 8 Type 13-0.62" DYWIDAG Strand Anchors, 8 Type 22-0.62" DYWIDAG Strand Anchors, 4 DYNA Force® Sensors,
1 Readout Unit
DYNA Force® System Premiere on Frankfurt’s Opera Square,
Germany
Contractor Joint venture Spezialtiefbau Opernplatz, consisting of PST Spezialtiefbau Sued GmbH and DEMLER Spezialtiefbau GmbH &
Co. KG, both Germany +++ Engineers IGG - Ingenieurgemeinschaft Grundbau GmbH, Germany (planning of excavation)
DSI Unit DYWIDAG-Systems International GmbH, BU Geotechnics, Germany
DSI Scope Production, supply, installation, test installation
DYWIDAG Products 1,700 temporary Type 4-0.6" DYWIDAG Strand Anchors, 30 DYNA Force® Sensors, Readout Unit
10
References
Dam, Trebinje, Bosnia and Herzegovina
Client GEOSONDA ZENICA BH +++ General Contractor GEOSONDA ZENICA BH +++ Subcontractor HISTEH D.O.O. +++
Consulting Engineers IBE Consulting Engineers Ljubljana Slovenia
DSI Unit DYWIDAG-Systems International GmbH, Austria
DSI Scope Production, supply, supervision
DYWIDAG Products Type 12-0.62" DYWIDAG Electricallly Testable Permanent Strand Anchors – EI-Iso System Length up to 61.5m
Sheet Pile Wall, Ile Seguin, Paris, France
Owner VNF, France +++ General Contractor EIFFAGE TP, France +++ Subcontractor SPIE FONDATIONS, France
DSI Unit DSI France SAS, France
DSI Scope Production, supply, technical assistance
DYWIDAG Products 23 DYWIDAG Strand Anchors with 2 strands, 23 DYNA Force® Sensors
11
Belgium
DYWIDAG-Systems International N.V.
Philipssite 5, bus 15
Ubicenter
3001 Leuven
Belgium
Phone +32-16-60 77 60
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.com/emea
France
DSI France SAS
Rue de la Craz
Z.I. des Chartinières
01120 Dagneux
France
Phone +33-4-78 79 27 82
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.fr
Germany
DYWIDAG-Systems International GmbH
Germanenstrasse 8
86343 Koenigsbrunn
Germany
Phone +49-8231-96 07 0
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.de
Italy
DYWIT S.P.A.
Viale Europa 72 Strada A 7/9
20090 Cusago (Milano)
Italy
Phone +39-02-901 65 71
E-mail [email protected]
www.dywit.it
Netherlands
DYWIDAG-Systems International B.V.
Veilingweg 2
5301 KM Zaltbommel
Netherlands
Phone +31-418-57 89 22
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.com/emea
Poland
DYWIDAG-Systems International Sp. z o.o.
ul. Bojowników o Wolnos´c´ i Demokracje˛ 38/121
41-506 Chorzów
Poland
Phone +48-32-241 09 98
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.pl
Please Note:
This brochure serves basic information
purposes only. Technical data and information
provided herein shall be considered
non-binding and may be subject to change
without notice. We do not assume any liability
for losses or damages attributed to the use
of this technical data and any improper
use of our products. Should you require
further information on particular products,
please do not hesitate to contact us.
Portugal
DYWIDAG SISTEMAS CONSTRUCTIVOS, SA
Rua D. Manuel, n.º 24 A
Quinta da Parreirinha
2695-003 Bobadela (Loures)
Portugal
Phone +351-21-892 28 90
E-mail [email protected]
www.dywidag-sistemas.com
Spain
DYWIDAG SISTEMAS CONSTRUCTIVOS, S.A.
Avd/de la Industria, 4
Pol. Ind. la Cantuena
28947 Fuenlabrada (Madrid)
Spain
Phone +34-91-642 20 72
E-mail [email protected]
www.dywidag-sistemas.com
United Kingdom
DYWIDAG-Systems International Ltd.
Northfield Road
Southam, Warwickshire, CV47 0FG
Great Britain
Phone +44-1926-81 39 80
E-mail [email protected]
www.dywidag.co.uk
China
DYWIDAG-Systems International Far East Ltd.
9/F, Prosperity Millennia Plaza, Unit 905-907
663 King’s Road, North Point
Hong Kong
Phone +852-28-33 19 13
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.com/emea
India
DSI-BRIDGECON Pvt. Ltd.
265, Okhla Industrial Estate, Phase 3
110020 New Delhi
India
Phone +974-44-58 04 11
E-mail [email protected]
www.dsi-bridgecon.com
Korea
DYWIDAG-Systems Korea Co. Ltd.
5th Floor, Spring Morning B/D
8, Mabang-ro, Seocho-gu
Seoul 137-894
Korea
Phone +82-2-34 72 01 41
E-mail [email protected]
www.dsikorea.co.kr
Qatar
DYWIDAG-Systems Middle East W.L.L.
Al Shoumoukh Towers 11th Floor
Street 231 Building no 58
Area no 23, Suhaim Bin Hamed Doha
P.O.Box 24893
Doha / Qatar
Phone +974-44-58 04 11
E-mail [email protected]
www.dsi-middleeast.com
Saudi Arabia
DYWIDAG-Systems Int. Saudi Arabia, LLC
P.O. Box 64014
Riyadh-Olaya 11536
Saudi Arabia
Phone +966-11-455 3123
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.com/emea
ARGENTINA
AUSTRALIA
AUSTRIA
BELGIUM
BOSNIA AND HERZEGOVINA
BRAZIL
CANADA
CHILE
CHINA
COLOMBIA
C O S TA R I C A
C R O AT I A
CZECH REPUBLIC
DENMARK
EGYPT
ESTONIA
FINLAND
FRANCE
GERMANY
GREECE
G U AT E M A L A
HONDURAS
HONG KONG
INDIA
INDONESIA
IRAN
I T A LY
J A PA N
KOREA
LEBANON
LUXEMBOURG
M A L AY S I A
MEXICO
NETHERLANDS
NIGERIA
N O R W AY
OMAN
PA N A M A
PA R A G U AY
PERU
POLAND
PORTUGAL
Q ATA R
RUSSIA
SAUDI ARABIA
SINGAPORE
SOUTH AFRICA
S PA I N
SWEDEN
SWITZERLAND
TA I W A N
THAILAND
TURKEY
U N I T E D A R A B E M I R AT E S
UNITED KINGDOM
U R U G U AY
USA
VENEZUELA
www.dywidag-systems.com/emea
04403-1/04.16-1.000 sc di
Austria
DYWIDAG-Systems International GmbH
Alfred-Wagner-Strasse 1
4061 Pasching/Linz
Austria
Phone +43-7229-610 49 0
E-mail [email protected]
www.dywidag-systems.at