CN205443917U - 光纤传感拉索减震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光纤传感拉索减震支座。包括拉索减震支座和传感器系统。拉索减震支座包括上、下座板、缓冲板、中间板、减磨板、拉索、抗剪螺栓和固定盖板。每侧的拉索为一整根，按照设计的形状及尺寸绕制并用方形固定件和弧形固定件可靠箍定，其上下端恰好套置在上下座板的座板开槽内，再用固定盖板使其固定在上下座板上；光纤传感系统包括光缆、土压力计、压力环索力计、位移传感器。通过将位移传感器与支座上的长条形固定杆连接来监控位移，用土压力计监控支座的压力，通过压力环索力计监控支座的拉索的索力变化情况，从而实现对支座的受力位移情况的监控。本实用新型既保留了拉索支座抗震耗能的优点，同时将对支座的位移、受力、索力智能监控，是一款可以对桥梁支座运营状况随时了解、监控的智能支座。

Description

光纤传感拉索减震支座

技术领域

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，基于智能传感的一种光纤传感拉索减震支座。

背景技术

近十年来，桥梁工程中的减隔震支座由于具有良好的减震效果从而得到了非常广泛的研究和应用。其中，拉索减震支座由其本身具有的优异性能而得到了业界内的一致好评。拉索减震支座采用的是抗剪螺栓加拉索的设计方式，支座在一般情况下表现为固定支座的形式，而当较大地震来临时，如果上下座板间的水平力大于抗剪螺栓的剪切强度，此时的抗剪螺栓的剪切口会发生断裂，消耗部分地震能量的同时，支座形式转变为活动支座；此外，在上、下座板之间用钢绞线拉索连接，当抗剪螺栓断裂后，上、下座板位移过大时起到缓冲限位作用，限制支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内。

但是上述支座仍需要进一步改进以适应这个互联网大数据时代，首先是需要适应对支座实时监控的需求，桥梁的支座在整个桥梁体系中是起到承上启下的关键作用，而支座的工作情况好坏并不能让桥梁管理者随时得知；同时当强震来临时，支座转为活动支座后，拉索的受力工作情况、受损程度也并不能得知，而这些对支座性能的发挥和全桥安全都是至关重要的。因此，对桥梁的核心构件—支座的监控而言，在这“互联网+”“大数据”“云处理”时代，能否实现智能化、网络化、云端化、常态化就变成了一个全新的课题。

此外，光纤传感技术在时下的健康监测、预警防灾中也是非常普及，光纤传感技术具有灵敏度高、抗干扰能力强、耐腐蚀、可远程监控、长期稳定性好等等优点。因此，如果将光纤技术引入到智能支座上，自然可以满足上述对桥梁支座监控的大数据时代要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实时监控的，可以适应当今的“互联网+”时代需求的光纤传感拉索减震支座。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：在保留之前的拉索减震支座的优点的同时，将拉索部分在组装到支座上之前，预先在拉索的端部预装压力环索力计（可以测量索力）；在桥墩上的支座安装部位的底部预留浅坑，放入土压力计（测量支座底部压力）；在支座的顶板两相邻侧面安装位移传感器（测量顶板的位移）；从而实现对支座的智能监控。

据此，一种光纤传感拉索减震支座，由支座体系和传感器系统组成，支座体系包括具有座腔的下座板、上座板和自下而上依次叠置于其间的缓冲板、中间板以及减磨板，其中：支座体系还包括有抗剪螺栓和拉索，所述下座板的纵向两侧上方各设有一个座板开槽，相应的，上座板的纵向两侧下方相对应部位亦各有一个座板开槽；所述拉索有两根，每根拉索的一端与下座板联结，另一端与上座板联结；所述抗剪螺栓依次穿过下座板、缓冲板、中间板、减磨板和上座板；传感器系统包括土压力计、纵向位移传感器、横向位移传感器和压力环索力计，所述土压力计与下座板底部相连，上座板的横向和纵向均连接有长条形固定钢杆，纵向位移传感器通过传感器探头与上座板纵向连接的长条形固定钢杆连接，横向位移传感器通过传感器探头与上座板横向连接的长条形固定钢杆连接，拉索的端部设有压力环索力计。

本实用新型中，土压力计、纵向位移传感器、横向位移传感器和压力环索力计分别连接光纤。

本实用新型中，所述每根拉索绕制成半环状的弹簧结构，其半环状的拉索上部通过弧形固定件和方形固定件固定于上座板的座板开槽部位，其半环状的拉索通过弧形固定件和方形固定件套置在下座板的座板开槽内，待套置完成后，安放固定盖板，并使用盖板螺栓将固定盖板与下座板可靠连接。

本实用新型中，所述拉索为两根，每根拉索由钢绞线、高强度钢丝绳或碳纤维束制成。

本实用新型中，所述土压力计、纵向位移传感器、横向位移传感器和压力环索力计皆为光纤光栅传感器。

本实用新型提供的技术方案的优点：

1)充分发挥了拉索减震支座的优点，其中拉索部分可以安装或更换时，提供安全保证。

2)改变拉索减震支座以往不能进行实时监控的不利之处，可以对支座进行顶板的侧向横向、位移测量，同时可以测量支座的竖向承载力情况，此外，最重要的是，可以测定在地震作用下的拉索的索力的变化情况，从而可以获得地震下支座反应的真实情况。

总之，本实用新型适用于需要减震及智能监控的城市高架桥、公路桥、铁路桥等。

附图说明

图1为本实用新型纵向的实施组装结构图示。

图2为本实用新型横向的实施组装结构图示。

图3为本实用新型的轴测图。

图4为本实用新型的剖视图。

图5为本实用新型中一根拉索的图示。

图6为本实用新型中拉索部分与支座座板的配合部分图示。

图中标号：1为下座板，2为上座板，3为座腔，4为缓冲板，5为中间板，6为减磨板，7为抗剪螺栓，8为拉索，9为密封圈，10为固定盖板，11为盖板螺栓，12为拉索孔，13为方形固定件，14为弧形固定件，16为座板开槽，17为第一螺栓孔，18为第二螺栓孔，19为第三螺栓孔，20为第四螺栓孔，21为第五螺栓孔，22为纵向位移传感器，23为横向位移传感器，24为土压力计，25为压力环索力计，26为数据传递光纤，27为传感器探头，28为长条形固定钢杆。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。

实施例1：请见图1、图2、图3、图4和图5，一矩形的下座板1，在下座板1朝向上的一侧的中央挖空形成有一环状的座腔3，在该座腔3内自下而上地依次设置缓冲板4、中间板5、减磨板6。缓冲板4为橡胶板，中间板5为钢板，减磨板6为聚四氟乙烯板或高分子耐磨板。其中，在缓冲板4与中间板5之间设置有密封圈9，最上部为一矩形的上座板2。

由图2、图3、图4、图5、图6示意，本实用新型的技术方案的技术要点之一是纵横向两侧各采用一个纵向位移传感器22和横向位移传感器23分别通过传感器探头27与固定在支座上座板2的长条形固定钢杆28连接来监控支座上座板2的纵横向位移，同时在下座板1底部与土压力计24接触，可以监控支座的竖向承压力，在拉索8的下面一侧选取三个位置安装上压力环索力计25，可以通过数据传递光纤26将索力监测数据传出。

请继续见图4，在下座板1的中央开有一第一螺栓孔17，在缓冲板4的中央开设有一第二螺栓孔18，在中间板5的中央开设有一第三螺栓孔19，在减磨板6的中央开设有一第四螺栓孔20以及在上座板2的中央开设第五螺栓孔21，前述的第一螺栓孔17、第二螺栓孔18、第三螺栓孔19、第四螺栓孔20和第五螺栓孔21均彼此对应。作为本实用新型的技术要点之一的抗剪螺栓7穿设在前述的第一至第五螺栓孔上。

请继续见图3、图5和图6，每根拉索8绕制成半环状的弹簧结构，其半环状的拉索上部通过弧形固定件14和方形固定件13套置在下座板1的座板开槽15内，待套置完成后，安放固定盖板10，并使用盖板螺栓11将固定盖板10与下座板1可靠连接。拉索8的另一端与上座板2的连接与此相同，不再赘述。本实用新型的技术方案的技术要点之一是在拉索8的下面一侧选取若干个位置安装上压力环索力计25，可以通过数据传递光纤26将索力监测数据传出，从而实现对支座剪力的监控。

作为本实用新型实施例的一种变换，与拉索8装置配合的支座可以采用盆式支座、球型支座，也可以采用其他类型和指标。

作为本实用新型实施例的一种变换，与拉索8装置配合的支座可以采用所述带有抗剪螺栓7的固定支座，也可以直接设置在滑动支座中。

作为本发明实施例的一种变换，拉索减震支座可以是固定支座，也可以是活动支座。

作为本发明实施例的一种变换，传感器的实际安置位置可以不限于图中所示的位置，也可以是其它可以感应支座相应变形的部位。

上述的对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，因此，本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进，都应视为落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光纤传感拉索减震支座，由支座体系和传感器系统组成，支座体系包括具有座腔(3)的下座板(1)、上座板(2)和自下而上依次叠置于其间的缓冲板(4)、中间板(5)以及减磨板(6)，其特征在于：支座体系还包括有抗剪螺栓(7)和拉索(8)，所述下座板(1)的纵向两侧上方各设有一个座板开槽(16)，相应的，上座板(2)的纵向两侧下方相对应部位亦各有一个座板开槽(16)；所述拉索(8)有两根，每根拉索(8)的一端与下座板(1)联结，另一端与上座板(2)联结；所述抗剪螺栓(7)依次穿过下座板(1)、缓冲板(4)、中间板(5)、减磨板(6)和上座板(2)；传感器系统包括土压力计(24)、纵向位移传感器(22)、横向位移传感器(23)和压力环索力计(25)，所述土压力计(24)与下座板(1)底部相连，上座板(2)的横向和纵向均连接有长条形固定钢杆(28)，纵向位移传感器（22）通过传感器探头(27)与上座板(2)纵向连接的长条形固定钢杆(28)连接，横向位移传感器（23）通过传感器探头(27)与上座板(2)横向连接的长条形固定钢杆(28)连接，拉索(8)的端部设有压力环索力计(25)。

2.根据权利要求1所述的光纤传感拉索减震支座，其特征在于土压力计(24)、纵向位移传感器(22)、横向位移传感器(23)和压力环索力计(25)分别连接光纤(26)。

3.根据权利要求1所述的光纤传感拉索减震支座，其特征在于所述每根拉索(8)绕制成半环状的弹簧结构，其半环状的拉索上部通过弧形固定件(14)和方形固定件(13)固定于上座板的座板开槽(16)部位，其半环状的拉索通过弧形固定件和方形固定件套置在下座板的座板开槽内，待套置完成后，安放固定盖板(10)，并使用盖板螺栓将固定盖板与下座板可靠连接。