CN211113148U - 一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座 - Google Patents

Abstract

一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，包括设置在座板与座板之间的摩擦副，摩擦副由相对配合设置的对摩板和耐磨板组成，耐磨板上开设有由摩擦面向另一面开设的至少一个孔，在孔内并具有标记颜色功能的自监测材料，或者在耐磨板内设有空腔，空腔内设有具有标记颜色功能的自监测材料。通过在耐磨板内部设置自监测材料，该材料能够在使用过程中快速辨别桥梁支座耐磨板的厚度变化，实现桥梁支座耐磨板外露厚度的自监测功能。

Description

一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座

技术领域

本实用新型属于桥梁工程检测领域，尤其涉及一种桥梁支座的安全监测，用于桥梁支座耐磨板外露厚度的监测。

背景技术

桥梁支座作为连接桥梁与桥墩的“关节”部位，除了承担支座上部桥梁结构的载荷，还具备滑动和转动功能；而桥梁支座的滑动和转动功能是通过摩擦副来实现的。桥梁支座摩擦副是由软面非金属耐磨板和硬面金属对摩板构成的，在使用过程中受支座竖向载荷、滑动和转动作用的综合影响，支座摩擦副中非金属耐磨板会产生压缩蠕变、磨损等，最终造成非金属耐磨板的外露厚度越来越小，当支座非金属耐磨外露厚度小于一定值时就会对支座的正常运行造成隐患，甚至出现钢对钢的摩擦，因此桥梁支座非金属滑板的外露厚度是决定桥梁支座使用寿命的关键因素。

目前桥梁支座非金属耐磨板的外露高度还没有监测方法，在支座外侧不能清晰的观察到支座耐磨板的外露厚度，也有试图采用传感器进行外露高度检测，但是实现起来比较困难，且成本高；目前常规的判断方法是根据非金属耐磨板的压缩蠕变性能及线磨耗率进行理想化预估，预估的结果与实际状况偏差较大，因此有必要开发一种新型的桥梁支座耐磨板外露高度监测方法，监测桥梁支座耐磨板的外露高度，关注桥梁支座的运行安全。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，通过在耐磨板内部设置自监测材料，该材料能够在使用过程中快速辨别桥梁支座耐磨板的厚度变化，实现桥梁支座耐磨板外露厚度的自监测功能。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，包括设置在座板与座板之间的摩擦副，摩擦副由相对配合设置的对摩板和耐磨板组成，耐磨板上开设有由摩擦面向另一面开设的至少一个孔，在孔内并具有标记颜色功能的自监测材料，或者在耐磨板内设有空腔，空腔内设有具有标记颜色功能的自监测材料。

进一步，所述的孔设置在耐磨板的边缘部位。

进一步，所述的自监测材料采用不同色分级设置。

进一步的，所述的自监测材料为固体或者内部是液体的核壳结构。

进一步，所述的自监测材料设置三层，最接近摩擦面的一层为滑板正常磨损层，中间的一层为监测层，最后一层为提醒更换层。

进一步，所述的自监测材料设置两层，最接近摩擦面的一层为监测层，最后一层为提醒更换层。

进一步，所述的耐磨板为非金属滑板。

本实用新型有益效果是：

（1）不改变支座的任何结构，工艺简单。具有耐磨板外露厚度自监测功能的桥梁支座相比目前在用的桥梁支座来说，桥梁支座的结构未发生改变，仅在支座需要监测的耐磨板边缘设置自标记用颜料，对支座的结构不发生任何变化，支座正常的承载、滑动及转动功能未发生改变；选用的自监测材料属于加工工艺性比较好的材料，加工工艺简单易实现；因此本实用新型提供的具有耐磨板外露厚度自监测功能的桥梁支座功能更加完善，生产工艺简单。

（2）监测方法简单，成本低。采用耐磨板自标记监测滑板外露高度时，仅在支座需要判断监测的耐磨板边缘磨损状态时，根据标记用颜料颜色判断，相比加装监测传感器检测更加直观简便；从材料方面将，自监测材料的价格比传感器成本低很多。因此本实用新型提供的检测方法更简单直观，且监测成本低。

（3）监测效率高，准确性和可靠性好。因为支座的滑动和转动的频率较高，在支座滑动和转动过程中耐磨板上的自标记颜料会不断的在对摩面上进行标记，只需要通过观察耐磨板的对摩面上自标记颜料的颜色，即可判断滑板的外露高度是否会危及桥梁支座的运行安全，监测效率高；同时自标记颜料会布置在支座耐磨板四周边缘均布，可通过耐磨板在对摩面的所有标记颜色综合对比分析，使得监测的准确性和可靠性好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的纵桥向剖面图；

图3为本实用新型的实施例1的横桥向剖面图；

图4为本实用新型的实施例1的自监测材料结构示意图；

图5为本实用新型的实施例2的纵桥向剖面图；

图6为本实用新型的实施例2的横桥向剖面图；

图7为本实用新型的实施例2的自监测材料结构示意图；

图8为本实用新型的自监测材料分布示意图；

图9为本实用新型的空腔为盲孔时的结构示意图；

图中：1、上座板，2、上摩擦副，3、中座板，4、下摩擦副，5、下座板，6、摩擦面，41、耐磨板，42、对摩板，43、自监测材料，431、滑板正常磨损层、432、监测层，433、提醒更换层。

具体实施方式

结合附图对本实用新型进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，包括设置在座板与座板之间的摩擦副，例如：平面摩擦副、球面摩擦副或者曲面摩擦副等，摩擦副由相对配合设置的对摩板42和耐磨板41组成，耐磨板41的耐磨面与对摩板42的对摩面相接触，对摩板一般是摩擦副中的硬质材料，在摩擦过程中一般不允许发生磨损，而耐磨板是摩擦副中的软质材料，在摩擦过程中允许发生磨损甚至更换等；支座摩擦副中耐磨板多采用非金属滑板，例如：聚四氟乙烯滑板或改性超高分子量聚乙烯滑板，对摩板多采用金属滑板，例如不锈钢滑板、金属镀铬、喷涂涂层面或者喷涂陶瓷面等能够用于支座摩擦副的材料或涂层。

外露高度指的是耐磨板安装在座板上之后高出座板表面的高度，为使支座具有对耐磨板的外露高度即厚度进行监测的功能，耐磨板41上开设有由摩擦面向另一面开设的至少一个孔，孔的形状可以为圆形、方形、多边形或环形等，该孔设置的形式采用盲孔，在孔内放置具有标记颜色功能的自监测材料，自监测材料保证支座摩擦副在运动过程中颜料能够在对摩板的对摩面上留下标记，且不被摩擦掉，或者在耐磨板41内设有空腔，空腔可以为倒设的盲孔，或者设置在耐磨板41内的密封空间，空腔内设有具有标记颜色功能的自监测材料。

如图8所示，孔设置在耐磨板41的边缘部位，该设置位置为最优位置，方便观察标记颜色，以判断耐磨板的状态。

自监测材料为固体或者内部是液体的核壳结构；自监测材料采用不同色分级设置，按颜色进行分级设置，颜色优选较深颜色，如红色、黑色、黄色等。按照不同的颜色分层设计，孔内或空腔内设置多层，不同的颜色代表耐磨板外露高度不同，即对摩面出现哪个深度的颜色，即代表磨损量多少，如图9所示，空腔可采用盲孔的形式，从耐磨板反向的一侧开设，当耐磨板安装在座板上时，形成空腔结构，在空腔内设有两层自监测材料，最接近摩擦面的一层为监测层，最后一层为提醒更换层。耐磨板在未磨损到对摩面出现标记颜色时，代表耐磨板正常使用，出现第一层颜色时代表耐磨板磨损量较大，需要进行监控，而第二层颜色出现时，耐磨板需要进行更换，也可以只设置一层，在距离摩擦面需提醒位置设置，例如，该层设置在孔的底部，或者设置在位于更换提醒位置的空腔内，在空腔内或孔底预置自监测材料，当对摩面出现标记颜色即表示耐磨板磨损严重，要及时更换耐磨板。

自监测材料设置三层，最接近摩擦面的一层为滑板正常磨损层，对摩面出现滑板正常磨损层的颜色时，表示滑板正常磨损，不影响使用，中间的一层为监测层，对摩面出现监测层的颜色时，表示耐磨板磨损量较大，不需要更换，但要加强监测，最后一层为提醒更换层，对摩面出现提醒更换层的颜色时，表示耐磨板磨损严重，要及时更换耐磨板。

自监测材料的各分级层厚度可根据需要进行设置，设置根据耐摩层的厚度以及支座摩擦副行业标准制备，常规的设计厚度为，滑板正常磨损层分布厚度不大于2mm监测层分布厚度不大于0.7mm；提醒更换层分布厚度不大于0.3mm。

例如，从耐磨面开始设置自监测材料，将自监测材料分为三级，距离耐磨面0~2.0mm布置滑板正常磨损层，距离耐磨面2.0~2.7mm设置监测层，距离耐磨面2.7mm~3.0mm设置提醒更换层。

一种的桥梁支座的耐磨板厚度监测方法，包括以下步骤：

步骤一、选用具有标记颜色的自监测材料的耐磨板的桥梁支座，自监测材料设置在耐磨板由摩擦面向另一面开设的孔内或者耐磨板内部的空腔内，定义自监测材料颜色代表的厚度标准；

步骤二、在桥梁支座运行过程中，耐磨板外露高度会逐渐减小，自监测材料在耐磨板的对摩、磨板的表面实时留下监测标记；观察监测标记的状态并对照厚度标准，确定耐磨板的外露高度。

在观察之前，对对摩板42的对摩面进行灰尘清理。

观察采用肉眼观察，若肉眼不容易观察时，借助反光镜、放大镜或者电子设备进行拍照或录像观察。

实施例1

如图2、图3所示，一种具有耐磨板厚度自监测功能的桥梁支座，由上座板1、上摩擦副2、中座板3、下摩擦副4和下座板5等构成，其中所述的上、下摩擦副由非金属耐磨板41和金属对摩板42构成，所述的耐磨板上设置盲孔，孔内填充自监测材料43。

非金属耐磨板41选用改性超高分子量聚乙烯滑板，其厚度为7mm，其中约束4mm，外露3mm；金属对摩板42选用不锈钢滑板；

进一步的，如图8所示，自监测材料43分布在耐磨板41的边缘部位，保证支座摩擦副在运动过程中耐磨板边缘的颜料能够在金属对摩面上留下标记，且不被摩擦掉；

进一步的，如图4所示，自监测材料43按照不同的颜色分层设计，不同的颜色代表耐磨板外露高度不同；

进一步的，自监测材料选用黑色、黄色和红色三种颜色较深的监测材料；其中距摩擦面6高度为0mm~2.0mm布置黑色滑板正常磨损层431，观察对摩面上出现黑色标记时，表示耐磨板外露厚度大于1mm；距摩擦面6高度为2.0~2.7mm布置黄色监测层432，表示耐磨板外露高度大于0.3mm，小于1mm；距摩擦面6高度为2.7mm~3.0mm设置红色提醒更换层433，表示耐磨板外露高度小于0.3mm。

进一步的，具有耐磨板外露高度自监测功能的桥梁支座在运行过程中，耐磨板41外露高度会逐渐减小，在摩擦过程中自监测材料43会在不锈钢滑板上留下相对应的颜色，若不锈钢滑板上标记颜色为黑色，表示耐磨板的外露高度仍大于1mm，耐磨板属于正常磨损范围内，不影响支座的正常运行；若标记颜色为黄色，则表示耐磨板外露厚度在大于0.3mm，小于1mm，耐磨板磨损较为严重，可以继续使用，但是要加强对耐磨板的监测；若不锈钢滑板上标记颜色为红色，则表示耐磨板外露厚度小于0.3mm，表示耐磨板的外露高度已经很小，继续使用会影响支座的运行安全；通过观察不锈钢滑板上自监测材料留下的颜色标记，来判断支座耐磨板的外露高度，实现桥梁支座耐磨板外露高度自监测功能。

实施例2

如图5、图6所示，一种具有耐磨板厚度自监测功能的桥梁支座，由上座板1、上摩擦副2、中座板3、下摩擦副4和下座板5等构成，其中所述的上、下摩擦副由非金属耐磨板41和金属对摩板42构成，所述的耐磨板上设置自监测材料43。

进一步的，非金属耐磨板41选用聚四氟乙烯滑板，其厚度为7mm，其中约束4mm，外露3mm；金属对摩板42选用镀铬镀层；

进一步的，如图5所示，自监测材料43分布在耐磨板42的边缘部位，保证支座摩擦副在运动过程中耐磨板边缘的颜料能够在金属对摩面上留下标记，且不被摩擦掉；

进一步的，如图7所示，自监测材料43只按照一层设计，距摩擦面6高度为2.7mm~3.0mm设置红色提醒更换层433，表示耐磨板外露高度小于0.3mm。

进一步的，具有耐磨板外露高度自监测功能的桥梁支座在运行过程中，耐磨板41外露高度会逐渐减小，当镀铬镀层上标记颜色为红色，则表示耐磨板外露厚度小于0.3mm，预警耐磨板的外露高度已经很小，继续使用会影响支座的运行安全，必须及时更换耐磨板；通过观察镀铬镀层上自监测材料留下的颜色标记，来判断支座耐磨板的外露高度，实现桥梁支座耐磨板外露高度自监测功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，包括设置在座板与座板之间的摩擦副，摩擦副由相对配合设置的对摩板（42）和耐磨板（41）组成，其特征在于：耐磨板（41）上开设有由摩擦面向另一面开设的至少一个孔，在孔内并具有标记颜色功能的自监测材料，或者在耐磨板（41）内设有空腔，空腔内设有具有标记颜色功能的自监测材料。

2.如权利要求1所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：所述的孔设置在耐磨板（41）的边缘部位。

3.如权利要求1所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：所述的自监测材料（43）采用不同色分级设置。

4.如权利要求1所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：所述的自监测材料（43）为固体或者内部是液体的核壳结构。

5.如权利要求3所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：所述的自监测材料设置三层，最接近摩擦面的一层为滑板正常磨损层，中间的一层为监测层，最后一层为提醒更换层。

6.如权利要求3所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：所述的自监测材料设置两层，最接近摩擦面的一层为监测层，最后一层为提醒更换层。

7.如权利要求1所述的一种具有耐磨板厚度监测功能的桥梁支座，其特征在于：耐磨板（41）为非金属滑板。

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