CN211121749U - 一种竖向测力元件易更换的测力球型支座 - Google Patents

Abstract

一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，在下座板和底座板之间设有竖向测力元件，下座板的中部设有凸台，在凸台外侧的下座板的底面为平面，底座板的中心设有中心凹槽，中心凹槽内安装凸台，使中心凹槽的内侧面与凸台的外壁面相贴合，中心凹槽的槽底面与凸台的顶面之间设有安装间隙，在中心凹槽外侧的底座板的上表面上开设有至少两个的安装槽，在安装槽内安装有检测下座板竖向荷载的竖向测力元件，在竖向测力元件的外侧设有可拆卸并固定在底座板上的传感器限位块。通过活塞式结构设计，改变支座竖向传力路径，使竖向力从平面均部转为环形均布，将测力区域从支座中部移向外侧，在外侧布置测力原件方便更换。

Description

一种竖向测力元件易更换的测力球型支座

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构或建筑技术领域，具体说的是一种竖向测力元件易更换的测力球型支座

背景技术

健康监测对桥梁及建筑物的安全运营发挥着日益重要的作用。测力支座可实现支座承受竖向荷载的测量，是重要的测量载体。目前的测力支座的核心原理有两中，一种是弹性体法，如《一种多向测力球型钢支座》、《组合式智能球型测力支座体系》等，主要利用橡胶等非金属材料，放大支座竖向变形，检测变形量，以反推支座实施受力，一种是微应变法，如《测力支座》，检测支座局部应力应变变化，推出上部载荷状态等。

以上测力支座结构均将测力元件封闭在支座内部，如果测力元件出现故障，导致测力功能失效，单独更换测力元件难度大。唯有将支座进行整体更换，才能恢复测力功能，该方法施工难度大，成本高。有必要设计一种新型支座结构，将测力元件从支座内部转移到外侧结构处，从而降低元件更换难度，实现测力元件快速更换。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，通过活塞式结构设计，改变支座竖向传力路径，使竖向力从平面均部转为环形均布，将测力区域从支座中部移向外侧，在外侧布置测力元件方便更换。为桥梁或建筑物提供可靠的监测技术，节省测力支座测力元件的更换成本。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，包括从上至下对称设置的上座板、中座板、下座板和底座板，在下座板和底座板之间设有竖向测力元件，下座板的中部设有凸台，在凸台外侧的下座板的底面为平面，底座板的中心设有中心凹槽，中心凹槽内安装凸台，使中心凹槽的内侧面与凸台的外壁面相贴合，中心凹槽的槽底面与凸台的顶面之间设有安装间隙，在中心凹槽外侧的底座板的上表面上开设有至少两个的安装槽，安装槽从底座板的外壁面向内侧开设，在安装槽内安装有检测下座板竖向荷载的竖向测力元件，在竖向测力元件的外侧设有可拆卸并固定在底座板上的传感器限位块，传感器限位块对安装槽进行侧封口。

在底座板的顶面边缘与下座板的底面边缘之间设有底座板用非金属滑板。

在竖向测力元件的测力点上表面安装有传感器用非金属滑板，传感器用非金属滑板上方设有设置在下座板的底面边缘上的下座板下平面不锈钢，传感器用非金属滑板和下座板下平面不锈钢组成支撑摩擦副。

底座板的外侧壁上开设有多个支座顶升缺口。

1、本实用新型有益效果是：采用凸台和中心凹槽相配合的轴孔结构方案，将有下座板承受的竖向力传递到底座板的环形受力区域，将竖向测力元件布置在支座外侧区域，便于更换。当竖向传感器需要更换时，仅需使用千斤顶将支座上部载荷卸掉，再使用手动千斤顶将压在底座板上的支座自重卸载，卸掉传感器限位板，即可将竖向传感器从安装槽中取出，实现传感器的快速更换。

2、竖向测力元件放置在支座底板外缘，便于与数据采集设备连接。

3、竖向测力元件顶部的包括中心非金属滑板在内的固定平面摩擦副，始终保持固定，避免了中心非金属滑板磨损，保证测力稳定。

4、竖向测力部分，通过测量环行区域中局部面积承受的载荷，反推整体环形区域的载荷情况，以此表征支座的竖向载荷。

附图说明

图1为一种竖向测力元件易更换的单向活动型测力球型支座；

图2为图1的横桥向中心剖视图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的B-B剖面图；

图5为布置两台传感器情况的结构剖面图；

图6为一种竖向测力元件易更换的多向活动型测力球型支座；

图7 为图6人横桥向中心剖视图。

具体实施方式

一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，包括从上至下对称设置的上座板13、中座板10、下座板7和底座板1，上座板13和中座板10实现平面单向滑动或多向滑动，而中座板10和下座板7之间实现转动，在下座板7和底座板1之间设有竖向测力元件2，竖向测力元件2可采用竖向测力传感器，下座板7的中部设有凸台15，凸台15为圆柱形凸台，易加工与中心凹槽易配合接触，在凸台15外侧的下座板7的底面为平面，底座板1的中心设有中心凹槽16，中心凹槽16内安装凸台15，使中心凹槽16的内侧面与凸台15的外壁面相贴合，实现中座板将竖向力经接触面转换为环形受力，中心凹槽16的槽底面与凸台15的顶面之间设有安装间隙，在中心凹槽外侧的底座板1的上表面上开设有至少两个的安装槽17，安装槽17从底座板1的外壁面向内侧开设，在安装槽17内安装有检测下座板7竖向荷载的竖向测力元件2，在竖向测力元件2的外侧设有可拆卸并固定在底座板1上的传感器限位块3，传感器限位块3不仅可以用来固定竖向测力元件，还可以对竖向测力元件进行拆卸时提供拆卸空间，传感器限位块3对安装槽17进行侧封口，传感器限位块3通过限位块螺栓固定在底座板上，其位置不能影响竖向测力元件受力。

底座板为盆环结构，与下座板构成活塞式装配体，其外环顶部区域承受下座板传递下来的竖向力，中心凹槽承受下座板传递的水平力。底座板盆环边缘开有放置测力传感器的安装槽，安装槽数量可是2、3、4个，优选对称均匀布置，如图4、5所示，安装槽形状以测力传感器为准。底座板1中心凹槽和下座板凸台顶面之间留有安装间隙，防止中心凹槽与凸台的顶面接触受力。

在底座板1的顶面边缘与下座板7的底面边缘之间设有底座板用非金属滑板4-2。

在竖向测力元件的测力点上表面安装有传感器用非金属滑板4-1，传感器用非金属滑板4-1上方设有设置在下座板7的底面边缘上的下座板下平面不锈钢5，传感器用非金属滑板4-1和下座板下平面不锈钢5组成支撑摩擦副，该支撑摩擦副防止竖向测力元件与下座板之间接触，并防止竖向测力元件的测力点磨损。

底座板1的外侧壁上开设有多个支座顶升缺口18，用于放置千斤顶顶升起底座板之上的支座部分，可更方便的折卸竖向测力元件。

实施例1

给出一种竖向测力元件易更换的单向活动型测力球型支座，如图1、2、3所示。其主要部件包括底座板1、竖向测力元件2、传感器限位块3、限位块螺栓3-1、传感器用非金属滑板4-1、底座板用非金属滑板4-2、下座板下平面不锈钢5、导向非金属滑板6、下座板7、球面非金属滑板8、球面不锈钢9、中座板10、上非金属滑板11、上不锈钢滑板12、上座板13、导向不锈钢14等部件组成。

在上座板13底面处焊接的上不锈钢板12和在中座板10上镶嵌的上非金属滑板11形成上平面摩擦副，实现支座的水平滑动功能；在下座板7球面凹槽处镶嵌的球面非金属滑板8和在中座板10下表面上焊接的球面不锈钢9形成球面滑动摩擦副，实现支座转动功能；在上座板13导向板处焊接的导向不锈钢板14和在下座板7上镶嵌的导向非金属滑板6形成导向摩擦副，实现支座纵桥向导向功能；

支座上座板、中座板、下座板、底座板、球面滑动摩擦副、上平面摩擦副、竖向测力元件共同实现支座的测竖向力、竖向承载、横向承载、滑移、转动等功能。

如图2所示，支座下座板7底面中心位置设有凸台，与底座板1中心凹槽构成轴孔配合，以传递上部结构传递下来的水平力。下座板7凸台顶面与底座板1中心凹槽顶面间留有间隙，使支座竖向力只分布在传感器用非金属滑板4-1和底座板用非金属滑板4-2上。通过竖向标定试验，可以测得传感器用非金属滑板4-1和底座板用非金属滑板4-2顶部的竖向力总和，并且可以获得该值与标定载荷的标定关系。依据该关系，只要获知竖向测力元件的合力，依据标定关系就可反推支座的整体竖向受力情况，从而实现竖向测力功能。

如图5所示，支座底座板1上留有若干个支座顶升缺口18，用于卸载座板上方由其它部件的重力。

当竖向测力元件2需要更换时，首先将梁体顶升，卸载掉支座的竖向载荷，之后在底座板1的支座顶升缺口处放置手持千斤顶，用于顶升下座板7卸掉支座自重。最后可以卸掉传感器限位块3以更换竖向测力元件2。

本实施例的单向活动改进型竖向测力球型支座在正常情况下，可实现竖向测力、竖向承载、主位移向滑移、限位方向限位和支座竖向转动功能，同时在支座传感器出现故障时，可以实现快速原地更换。

实施例2

给出一种竖向测力元件易更换的多向活动型测力球型支座，如图6、7所示。其主要部件包括底座板1、竖向测力元件2、传感器限位块3、限位块螺栓3-1、传感器用非金属滑板4-1、底座板用非金属滑板4-2、下座板下平面不锈钢5、下座板7、球面非金属滑板8、球面不锈钢9、中座板10、上非金属滑板11、上不锈钢板12、上座板13等部件组成。

在上座板13底面处焊接的上不锈钢板12和在中座板10上镶嵌的上非金属滑板10形成上平面摩擦副；在下座板7球面凹槽处镶嵌的球面非金属滑板7和在中座板10下表面上焊接的球面不锈钢9形成球面滑动摩擦副；

支座上座板、中座板、下座板、底座板、球面摩擦副、上平面摩擦副、竖向测力元件共同实现支座的测竖向力、竖向承载、横向承载、滑移、转动的功能。

如图7所示，支座下座板7底面中心位置设有凸台，与底座板1中心凹槽构成轴孔配合，以传递上部结构传递下来的水平力。下座板7人凸台顶面与底座板1中心凹槽顶面间留有安装间隙，使支座竖向力只分布在传感器用非金属滑板4-1和底座板用非金属滑板4-2上。

通过竖向标定试验，可以测得传感器用非金属滑板4-1和底座板用非金属滑板4-2顶部的竖向力总和，并且可以获得该值与标定载荷的标定关系。依据该关系，只要获知竖向测力元件的合力，依据标定关系就可反推支座的整体竖向受力情况，从而实现竖向测力功能。

如图4、5所示，支座底座板1上留有若干个顶升缺口。当竖向测力元件2需要更换时，需将梁体微顶升，将支座竖向载荷卸载。在底座板1的支座顶升缺口18处放置手持千斤顶，用于同时顶升下座板7，从而将底座板上方由其他部件的重力卸除，随后卸掉限位卡块3，更换竖向测力元件2。

本实施例的多向活动改进型竖向测力球型支座在正常情况下，可实现竖向测力、竖向承载、主位移向滑移、支座竖向转动功能，同时在支座传感器出现故障时，可以实现快速原地更换。

Claims (4)

1.一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，包括从上至下对称设置的上座板（13）、中座板（10）、下座板（7）和底座板（1），其特征在于：在下座板（7）和底座板（1）之间设有竖向测力元件（2），下座板（7）的中部设有凸台（15），在凸台（15）外侧的下座板（7）的底面为平面，底座板（1）的中心设有中心凹槽（16），中心凹槽（16）内安装凸台（15），使中心凹槽（16）的内侧面与凸台（15）的外壁面相贴合，中心凹槽（16）的槽底面与凸台（15）的顶面之间设有安装间隙，在中心凹槽（16）外侧的底座板（1）的上表面上开设有至少两个的安装槽（17），安装槽（17）从底座板（1）的外壁面向内侧开设，在安装槽（17）内安装有检测下座板（7）竖向荷载的竖向测力元件（2），在竖向测力元件（2）的外侧设有可拆卸并固定在底座板（1）上的传感器限位块（3），传感器限位块（3）对安装槽（17）进行侧封口。

2.如权利要求1所述的一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，其特征在于：在底座板（1）的顶面边缘与下座板（7）的底面边缘之间设有底座板用非金属滑板（4-2）。

3.如权利要求1所述的一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，其特征在于：在竖向测力元件的测力点上表面安装有传感器用非金属滑板（4-1），传感器用非金属滑板（4-1）上方设有设置在下座板（7）的底面边缘上的下座板下平面不锈钢（5），传感器用非金属滑板（4-1）和下座板下平面不锈钢（5）组成支撑摩擦副。

4.如权利要求1所述的一种竖向测力元件易更换的测力球型支座，其特征在于：底座板（1）的外侧壁上开设有多个支座顶升缺口（18）。

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