CN204530446U - 桥梁测力摩擦摆支座 - Google Patents

Abstract

桥梁测力摩擦摆支座，能够满足梁体的正常位移及转动要求，并实时测量竖向荷载。包括上支座板、下锚碇板和位于两者之间的球冠衬板、活塞，上支座板球形下表面与球冠衬板球形上表面之间设置有上耐磨板，球冠衬板球形下表面与活塞球形上表面之间设置有下耐磨板。所述活塞与下锚碇板之间安装测力弹性体，该测力弹性体内环向均布有高精度溅射薄膜式传感器。

Description

桥梁测力摩擦摆支座

技术领域

本实用新型涉及桥梁，特别涉及一种桥梁测力摩擦摆支座。

背景技术

对于超静定桥梁结构，由于力学模型简化、施工误差、墩台沉降等因素，支座实际受力与计算受力极有可能产生较大差异，导致结构真实内力与计算结果出现较大出入。随着高速铁路的建设和西部山区铁路网的扩展，铁路桥梁占线路比例越来越高。为确保列车的安全运营，监测桥梁是否处于良好的工作状态，是避免出现灾难性事故的必不可少的措施。当地震、车辆船只碰撞等偶然事件发生时，通过监测支座受力对事件及时做出预警，判断结构安全状态，具有极高的技术与社会经济价值。

改革开放以来，受益于我国经济的高速增长,我国的交通运输业获得了长足发展。但同时，我国公路上违法超载现象也越来越严重。在长期承受超过设计水平的车辆荷载作用下，桥梁不断受到损伤，结构的使用性能和安全性受到损害。目前，由于超载，已有多起社会影响恶劣的桥梁垮塌事故的发生。通过对桥梁支座受力情况的测量，可判断桥梁结构是否处于正常使用状态，实现对桥梁运营状态的健康监测和极端事件的预警，避免灾难性事故的发生。同时，在地震、台风等自然灾害的作用下，通过测量桥梁上部结构对桥墩等下部结构作用力、建立桥梁结构灾害指纹数据库对于桥梁下部结构的安全评估、加固决策和防灾减灾具有重要的意义。

目前，国内外尚没有一种技术性能好的测力支座得到推广应用，其主要原因是现有测力支座传感器直接安装在支座结构部件上，测量范围小，测量精度差。传感器是测力支座最为核心的部位，现有测力支座传感器主要有传统液压测量装置和粘贴电阻式应变传感器。液压测量装置主要应用于盆式橡胶支座上，是在支座的承压橡胶中预先埋设油腔，并设有油嘴与外面联通，通过测量油压计算出支座受力，测试方法较为落后，精度低。另外，因为液体具有粘滞性，液压测量装置不能用于动荷载测试。由于液压式盆式橡胶测力支座技术性能落后,测量的局限性较大，迄今未能得到大规模推广应用。电阻式应变传感器发展时间较长，技术成熟，但受温度、湿度等环境影响较大，难以准确、长期、实时地监测和记录支座的受力情况，且对位移的精确测量存在一定的障碍。粘贴式应变片耐久性差，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种桥梁测力摩擦摆支座，能够满足梁体的正常位移及转动要求，并实时测量竖向荷载。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的桥梁测力摩擦摆支座，包括上支座板、下锚碇板和位于两者之间的球冠衬板、活塞，上支座板球形下表面与球冠衬板球形上表面之间设置有上耐磨板，球冠衬板球形下表面与活塞球形上表面之间设置有下耐磨板，其特征是：所述活塞与下锚碇板之间安装测力弹性体，该测力弹性体内环向均布有高精度溅射薄膜式传感器。

本实用新型的有益效果是，能够实时精确测量传输支座竖向荷载，并通过远程控制中心对桥梁受力状态进行判定；测力摩擦摆支座结构简单可靠，支座本体采用摩擦摆支座，支座承载能力大，使用寿命长；测力用传感器未安装在原摩擦摆支座主体构件上，对支座主体结构改动小，可以适用于各种桥梁，能够满足梁体的正常位移及转动要求；竖向力测量精度可达0.1％FS，相比传统测力支座精度提高5-10倍；使用寿命可达20年,耐久性好，特别适用于自然环境险恶地区。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本实用新型桥梁测力摩擦摆支座的结构示意图；

图2是本实用新型桥梁测力摩擦摆支座中测力弹性体的结构示意图；

图3是本实用新型桥梁测力摩擦摆支座中测力弹性体的俯视图；

图中示出构件和对应的标记：上支座板10、上耐磨板11、球冠衬板竖向通孔21、凸台22、竖向凹槽23、环向凹槽24、测力传感器基座25、定位销孔26。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1，本实用新型的桥梁测力摩擦摆支座，包括上支座板10、下锚碇板15和位于两者之间的球冠衬板12、活塞13，上支座板10球形下表面与球冠衬板12球形上表面之间设置有上耐磨板11，球冠衬板12球形下表面与活塞13球形上表面之间设置有下耐磨板14。所述活塞13与下锚碇板15之间安装测力弹性体20，该测力弹性体20内环向均布有高精度溅射薄膜式传感器。测力用传感器未安装在原摩擦摆支座主体构件上，对支座主体结构改动小，可以适用于各种桥梁，能够满足梁体的正常位移及转动要求。高精度溅射薄膜式传感器的采用使竖向力测量精度可达0.1％FS，相比传统测力支座精度提高5-10倍，并采用先进封装工艺取代传统应变片的粘贴安装方法，使其温度敏感性降低，测力摩擦摆支座无须额外进行温度补偿，且溅射薄膜传感器能耗低，对供电需求不高。

所述测力弹性体20的几何形状通过分析计算得出，优化了结构的承力状态，能灵敏地反映出支座应力变化。参照图2和图3，所述测力弹性体20的中央具有竖向通孔21，其上表面具有环向均布的凸台22。通过大量有限元仿真分析和参数优化比选后，在保证结构安全性的前提下，尽可能提高测量部位的受力敏感性，凸台22数量一般为4-8个，各凸台22面积之和为测力弹性体20上表面面积的55.1％-59.0％。

参照图2和图3，测力弹性体20在对应于各凸台22的外侧壁上开设有竖向凹槽23，各竖向凹槽23内设置有径向向内延伸的用于安装测力传感器基座25的安装孔。测力弹性体20的外侧壁上纵向间隔开设有与各竖向凹槽23两端相连通的环向凹槽24。竖向凹槽23、环向凹槽24用于光纤布置和走线。

参照图2和图3，所述测力传感器基座25与测力弹性体20同质，高精度溅射薄膜式传感器溅射形成于测力传感器基座25上。即将测力传感器基座25完全嵌入测力弹性体20内，使之与测力弹性体20结合为一个整体，共同受力，不需温度补偿。高精度溅射薄膜式传感器表面附有保护层，以保证使用寿命。

参照图1，所述活塞13的部具有由其下表面上凸形成的环形槽，所述测力弹性体20的上部位于该环形槽内，其各凸台22的表面与该环形槽的底面保持接触。在环形槽内固定间隔设置有定位销，测力弹性体20的上表面具有与定位销相对应的定位销孔26。

参照图1，所述下锚碇板15具有环形凸台16，测力弹性体20的下部位坐落于该环形凸台16限定的空腔内。下锚碇板15上表面固定间隔设置有定位销，测力弹性体20的下表面具有与定位销相对应的定位销孔26。

以上所述只是用图解说明本实用新型桥梁测力摩擦摆支座的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (5)

1.桥梁测力摩擦摆支座，包括上支座板(10)、下锚碇板(15)和位于两者之间的球冠衬板(12)、活塞(13)，上支座板(10)球形下表面与球冠衬板(12)球形上表面之间设置有上耐磨板(11)，球冠衬板(12)球形下表面与活塞(13)球形上表面之间设置有下耐磨板(14)，其特征是：所述活塞(13)与下锚碇板(15)之间安装测力弹性体(20)，该测力弹性体(20)内环向均布有高精度溅射薄膜式传感器。

2.如权利要求1所述的桥梁测力摩擦摆支座，其特征是：所述测力弹性体(20)的中央具有竖向通孔(21)，其上表面具有环向均布的凸台(22)；测力弹性体(20)在对应于各凸台(22)的外侧壁上开设有竖向凹槽(23)，各竖向凹槽(23)内设置有径向向内延伸的用于安装测力传感器基座(25)的安装孔；测力弹性体(20)的外侧壁上纵向间隔开设有与各竖向凹槽(23)两端相连通的环向凹槽(24)。

3.如权利要求1所述的桥梁测力摩擦摆支座，其特征是：所述测力传感器基座(25)与测力弹性体(20)同质，高精度溅射薄膜式传感器溅射形成于测力传感器基座(25)上。

4.如权利要求2所述的桥梁测力摩擦摆支座，其特征是：所述活塞(13)的部具有由其下表面上凸形成的环形槽，所述测力弹性体(20)的上部位于该环形槽内，其各凸台(22)的表面与该环形槽的底面保持接触；环形槽内固定间隔设置有定位销，测力弹性体(20)的上表面具有与定位销相对应的定位销孔(26)。

5.如权利要求2所述的桥梁测力摩擦摆支座，其特征是：所述下锚碇板(15)具有环形凸台(16)，测力弹性体(20)的下部位坐落于该环形凸台(16)限定的空腔内；下锚碇板(15)上表面固定间隔设置有定位销，测力弹性体(20)的下表面具有与定位销相对应的定位销孔(26)。