CN111999019A - 一种运营期桥梁支座装置新型标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，包括以下步骤：获取支座装置侧向加载力标准值与竖向实际承载力的关系式，按要求反复对支座装置施加不同值的侧向加载力，记录各加载点标准数值，同时获取不同侧向加载力值时对应支座装置竖向实际承载力；根据上述不同侧向加载力值得出的支座装置竖向实际承载力与同一时刻支座的竖向监测力值形成竖向力校准标定。本装置支座本体顶面设有调高机构，支座本体放置在具有盆腔结构的底盆内，支座本体底面设有测力承载体，测力承载体侧面安装有传感装置，传感装置的信号线穿过底盆侧壁与外部的数据采集系统连接。本发明能保证支座传感装置更换后监测数据的准确性及可靠性，还能实现支座高度精确调整。

Description

一种运营期桥梁支座装置新型标定方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种运营期桥梁支座装置新型标定方法。

背景技术

桥梁支座作为桥梁结构上部结构和下部结构直接的主要传力构件，支座受力的变化可很大程度上反应桥梁的整体运行情况，实现桥梁支座即桥梁竖向反力监测数据的采集，可为桥梁的健康监测提供技术依据。随着我国高速公路、铁路桥梁建设逐年增加，对桥梁支座竖向静载和动载的监测对桥梁的运行具有重要现实意义。

智能监测支座因传感装置的使用寿命远不如桥梁支座本体，因为在运营过程中不可避免存在更换，而对于更换前后传感装置数据的继承，以及更换后传感装置监测数据的准确性及可靠性目前尚无有效办法进行现场验证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，用以解决提高支座传感装置更换后监测数据的准确性及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

1、一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，包括以下步骤：

S1：获取支座装置侧向加载力标准值与竖向实际承载力的关系式；

S2：利用上述步骤S1中的关系式，按要求反复对支座装置施加不同值的侧向加载力，记录各加载点标准数值，同时获取不同侧向加载力值时对应支座装置竖向实际承载力；

S3：根据上述步骤S2中不同侧向加载力值得出的支座装置竖向实际承载力与同一时刻支座的竖向监测力值形成竖向力校准标定。

优选的，通过在支座装置上接入动力驱动装置，在动力驱动装置上接入控制器，控制器控制动力驱动装置控制侧向力标准值的施加，并记录各加载点数值，通过S1中的关系式，每施加一个侧向加载力值时得到一个对应的竖向实际承载力。

优选的，动力驱动装置每施加一个侧向加载力值时，支座通过传感装置得到一个竖向的监测力值，并将该监测力值反馈给外部数据采集系统，这样通过支座装置竖向的实际承载力值标定出支座装置竖向的监测力值。

优选的，支座上安装有调高机构，调高机构通过两调节块相互远离或靠近使得调高机构上升或者下降，动力驱动装置接入到两调节块上，施加侧向加载力时得到调节高度值与两调节块相对位移值的对应关系，然后得到两调节块相对位移值与侧向加载力值的对应关系，等同替换掉调节块相对位移值，从而得到出调高机构高度顶升值与侧向加载力值的关系式。

一种支座装置，包括支座本体，支座本体顶面设有调高机构，支座本体放置在具有盆腔结构的底盆内，支座本体底面设有测力承载体，测力承载体侧面安装有传感装置，传感装置的信号线穿过底盆侧壁与外部的数据采集系统连接。

优选的，所述调高机构包括调高板和两个楔形的调节块，调高板底面设有开口朝下的调节腔，调节腔顶面为两个对称的倾斜面，两调节块顶面为倾斜面，底面为平面，两调节块位于调节腔内且能在该腔体内相对滑动，调高板及两调节块底面设有位于支座本体顶面的固定板。

优选的，还包括动力驱动装置，动力驱动装置包括液压缸、第一基座和第二基座，第一基座和第二基座分别与两调节块固定连接或者可拆卸连接，液压缸安装在第二基座上且与外部的控制器连接，液压缸的输出端与第一基座连接。

优选的，所述底盆的侧面开设有便于传感装置安装的安装孔。实现易于拆卸安装的目的，操作者可以直接触摸到传感器是否安装到位。

优选的，所述调节腔顶面和固定板顶面均设有不锈钢板，两调节块顶面和底面均嵌入有耐磨板。有效增强了调节腔和调节块的耐磨性，延长其使用寿命，同时不锈钢板和耐磨板的接触，摩擦系数更低，使得调节块的相对滑动更顺畅。

优选的，所述支座本体为盆式支座、球型支座、橡胶支座或者减隔震支座中的任意一种。支座本体可以更换不同类型的支座，使得本方案可以适用于不同类型的支座，灵活多变，具有较强的实用性。

本发明具有的有益效果：

1、通过控制器控制动力驱动装置控制侧向力标准值的施加，并记录各加载点数值，每施加一个侧向加载力标准值时，根据侧向加载力标准值与竖向实际承载力的关系式，得到一个对应的实际承载力标准值，此时通过传感装置监测到对应每个侧向加载力时支座竖向的监测力值，这样通过支座装置竖向的实际承载力值校准标定出支座装置竖向的监测力值，在更换传感装置后，通过施加侧向加载力标准值，再查看传感装置反馈的支座竖向的监测力值是否与竖向力标准值吻合，这样可以有效保证更换传感装置后监测数据的准确性及可靠性。

1、通过两调节块不同的相对位移值得到不同的调节高度值，在通过接入动气驱动装置，控制器控制动力驱动装置对两调节块施加对应的侧向加载力值，得到动力施加值与调节高度值的关系，实现侧向加载力与调节高度值的测量，施加了多少侧向加载力，就可以确定支座顶升高度值，实现支座快速、准确的高度调节。

2、底盆的侧面开设的安装孔实现易于拆卸安装传感装置的目的，操作者可以直接触摸到传感装置是否安装到位。

3、动力驱动装置及系统可以集成在支座上，也可以预留空间或者连接部，使用时在安装于支座上，易于动力装置模块化设计，可以应用于不同的支座。

附图说明

图1为本发明的步骤示意图；

图2为支座装置的结构示意图；

图3为支座装置与动气驱动装置结合的结构示意图；

图4为实施例4的示意图；

图5为动力驱动装置的立体结构示意图。

附图标记：1-支座本体，2-底盆，3-测力承载体，4-传感装置，5-数据采集系统，6-安装孔，7-控制器，8-固定板，9-调高板，10-动力驱动装置，11-第一基座，12-第二基座，13-液压缸，14-调节块，15-调节腔，16-不锈钢板，17-耐磨板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，包括以下步骤：

S1：获取支座装置侧向加载力标准值与竖向实际承载力的关系式；

S2：利用上述S1中的关系式，通过在支座装置上接入动力驱动装置10，在动力驱动装置10上接入控制器7，控制器7控制动力驱动装置10按要求反复对支座装置施加不同值的侧向加载力，如C1，C2，C3，即对调高机构的两调节块14施加水平力，调节块14呈楔形，类似三角形状，调高机构能够完全将竖向力反馈给支座本体1，根据力的分解，通过水平力在调节块14上分解成竖向力和沿斜面方向的力，在利用三角函数关系式及力学原理得到支座的实际竖向承载力标准值，如D1，D2，D3，记录各加载点数值，同时通过支座装置上安装的测力承载体及传感装置4，传感装置4连接外部数据采集系统5，每施加一个侧向加载力标准值时，支座通过数据采集系统和传感装置4得到一个对应的竖向监测力值E1，E2，E3；

S3：根据上述S2中不同的侧向加载力标准值C1，C2，C3得出的支座装置竖向实际承载力标准值D1，D2，D3，通过D1，D2，D3来标定竖向监测力值E1，E2，E3是否精确，这样就完成竖向实际承载力与支座的竖向监测力值的标定，形成竖向力校准标定，各侧向加载力值、实际承载力、竖向监测力值相互对应，在更换传感装置4后，利用此方法对新的传感装置监测的竖向力值进行校准标定，这样就能很好的保证两个更换后传感装置4之间的承接性，更有利于保证支座监测数据准确性及可靠性。

实施例2

在支座上安装有调高机构，调高机构通过两调节块14相互远离或靠近使得调高机构上升或者下降，动力驱动装置10接入到两调节块上，施加侧向加载力时得到调节高度值与两调节块14相对位移值的对应关系，然后得到两调节块14相对位移值与侧向加载力值的对应关系，等同替换掉调节块相对位移值，从而得到出调高机构高度顶升值与侧向加载力值的关系式，如在对两调节块14施加不同侧向加载力C1，C2，C3时，测量并记录两调节块14对应的相对位移值为B1，B2，B3和调高机构的顶升高度值A1，A1，A3，由此可以测量得到侧向加载力与调高机构顶升高度值的关系，使得支座的每次调高都能精确实现，当支座需要调节不同的高度时，接入动力驱动装置10，控制器7控制其施加对应的侧向加载力即可完成相应高度的调节，简单快捷，调高的效率更好，也可以将动力装置集成于支座装置上，根据现场需要选择。

实施例3

如图2-4所示，一种支座装置，包括支座本体1，本实施例中采用在支座本体1顶面设有调高机构，调高机构安装在梁体底面，支座本体1放置在具有盆腔结构的底盆2内，底盆2安装在桥墩或墩柱上，在支座本体1底面设有测力承载体3，测力承载体3与盆腔内壁紧密贴合，测力承载体3侧面安装有传感装置4，在底盆2的侧面开设有便于传感装置4安装的安装孔6，实现易于拆卸安装的目的，操作者可以直接触摸到传感装置4是否安装到位，传感装置4的信号线穿过底盆2侧壁的安装孔3与外部的数据采集系统5连接，数据采集系统5用于实施监测支座竖向的承载力。

实施例4

如图2-4所示，调高机构包括调高板9和两个楔形的调节块14，调高板9底面设有开口朝下的调节腔15，调节腔15顶面为两个对称的倾斜面，两调节块14顶面为倾斜面，底面为平面，两调节块14位于调节腔15内且能在该腔体内相对滑动，所述调节腔15顶面和固定板8顶面均设有不锈钢板16，两调节块14顶面和底面均嵌入有聚四氟乙烯材质的耐磨板17，有效增强了调节腔15和调节块14的耐磨性，延长其使用寿命，同时不锈钢板16和耐磨板17的接触，摩擦系数更低，使得调节块14的相对滑动更顺畅，调高板9及两调节块14底面设有位于支座本体1顶面的固定板8，固定板8与调高板9之间通过螺栓连接，需要进行高度调节时，松开螺栓即可，固定板8将两调节块14封闭在调节腔15内，同时使得两调节块14在同一平面滑动，这样高度调节的准确性更高。

实施例5

如图5所示，还包括动力驱动装置10，动力驱动装置10包括液压缸13、第一基座11和第二基座12，第一基座11和第二基座12分别与两调节块14固定连接或者可拆卸连接，易于动力驱动装置10的模块化设计，只需要在支座和动力驱动装置10上设计好相互匹配的连接关系即可，即用即装，液压缸13安装在第二基座12上且与外部的控制器7连接，液压缸13的输出端与第一基座11连接，液压缸13为成熟的动力设备，如千斤顶，驱动力大，控制器7可以精准的控制液压缸13施加不同的侧向加载力给调节块14，使得调节块14之间的相对位移值更为准确，从而支座的高度调节值也更为精确。

实施例6

支座本体1为盆式支座、球型支座、橡胶支座或者减隔震支座中的任意一种。支座本体1可以更换不同类型的支座，使得本方案可以适用于不同类型的支座，灵活多变，具有较强的实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取支座装置侧向加载力标准值与竖向实际承载力的关系式；

S2：利用上述步骤S1中的关系式，按要求反复对支座装置施加不同值的侧向加载力，记录各加载点标准数值，同时获取不同侧向加载力值时对应支座装置竖向实际承载力；

S3：根据上述步骤S2中不同侧向加载力值得出的支座装置竖向实际承载力与同一时刻支座的竖向监测力值形成竖向力校准标定。

2.根据权利要求1所述的一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，其特征在于，通过在支座装置上接入动力驱动装置(10)，在动力驱动装置(10)上接入控制器(7)，控制器(7)控制动力驱动装置控制侧向力标准值的施加，并记录各加载点数值，通过S1中的关系式，每施加一个侧向加载力值时得到一个对应的竖向实际承载力。

3.根据权利要求2所述的一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，其特征在于，动力驱动装置(10)每施加一个侧向加载力值时，支座通过传感装置(4)得到一个竖向的监测力值，并将该竖向的监测力值反馈给外部数据采集系统(5)，这样通过支座装置竖向的实际承载力值标定出支座装置竖向的监测力值。

4.根据权利要求2所述的一种运营期桥梁支座装置新型标定方法，其特征在于，支座上安装有调高机构，调高机构通过两调节块(14)相互远离或靠近使得调高机构上升或者下降，动力驱动装置(10)接入到两调节块(14)上，施加侧向加载力时得到调节高度值与两调节块(14)相对位移值的对应关系，然后得到两调节块(14)相对位移值与侧向加载力值的对应关系，等同替换掉调节块(14)相对位移值，从而得到出调高机构高度顶升值与侧向加载力值的关系式。

5.一种运用上述标定方法的支座装置，其特征在于，包括支座本体，支座本体(1)顶面或底面设有调高机构，支座本体(1)放置在具有盆腔结构的底盆(2)内，支座本体(1)顶面或底面设有测力承载体(4)，测力承载体(4)侧面安装有传感装置(6)，传感装置(6)的信号线穿过底盆(2)侧壁与外部的数据采集系统(5)连接。

6.根据权利要求5所述的一种支座装置，其特征在于，所述调高机构包括调高板(9)和两个楔形的调节块(14)，调高板(9)底面设有开口朝下的调节腔(15)，调节腔(15)顶面为两个对称的倾斜面，两调节块(14)顶面为倾斜面，底面为平面，两调节块(14)位于调节腔(15)内且能在该腔体内相对滑动，调高板(9)及两调节块(11)底面设有位于支座本体(1)顶面的固定板(8)。

7.根据权利要求5所述的一种支座装置，其特征在于，还包括动力驱动装置(10)，动力驱动装置(10)包括液压缸(13)、第一基座(11)和第二基座(12)，第一基座(11)和第二基座(12)分别与两调节块(14)固定连接或者可拆卸连接，液压缸(13)安装在第二基座(12)上且与外部的控制器(7)连接，液压缸(13)的输出端与第一基座(11)连接。

8.根据权利要求5所述的一种支座装置，其特征在于，所述底盆(2)的侧面开设有便于传感装置(4)安装的安装孔(6)。

9.根据权利要求5所述的一种支座装置，其特征在于，所述调节腔(15)顶面和固定板(8)顶面均设有不锈钢板(16)，两调节块(14)顶面和底面均嵌入有耐磨板(17)。

10.根据权利要求5所述的一种支座装置，其特征在于，所述支座本体(1)为盆式支座、球型支座、橡胶支座或者减隔震支座中的任意一种。

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