[發明專利]一種球型鋼支座

有效

• 申請號: 201310330999.1
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104343082A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 姜瑞娟;于芳;陳宜言
• 申請（專利權）人: 深圳市市政設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 孫威;潘中毅

技術領域

本發明涉及支座領域，具體來說，是涉及一種可以實時監測健康狀況具有自診斷功能的球型鋼支座。

背景技術

目前普遍應用的支座主要包括盆式橡膠支座、板式橡膠支座和球型鋼支座。但各種橡膠材質制成的支座由于豎向承載力較低，耐久性較差，不能單獨應用于上部結構很重并對水平位移要求較大的大型構筑物中，例如：大跨度空間結構及大跨度橋，此時，就需用到球型鋼支座。

從以往橋梁的破壞情況來看，大部分破壞發生在橋梁的支座處，支座作為主要的傳力構件，支座失效將導致整個橋梁的整體倒塌，造成不可估量的嚴重后果，支座性能的長期穩定性的對于橋梁整體安全性具有重要的意義。

但就目前來說，還沒有一種可以監測支座健康狀況的設備，或者具有壓力監測功能的支座，也曾有人試圖采用傳感器來檢測支座的受力情況，但是一般的傳感器無法放到支座中，即使可以放至支座中，也會影響支座的受力，產生不良影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種球型鋼支座，可以實時監測球型鋼支座的受力情況，從而判斷球型鋼支座的健康狀況；具有較好的耐疲勞性能，穩定性高；體積小，對支座的力學性能影響較小。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種球型鋼支座，包括：頂支座板、底支座板以及可滑動緊固在頂支座板和底支座板之間的球型鋼板，底支座板朝向球型鋼板的一側嵌入不銹鋼膜片，不銹鋼膜片上裝設合金電阻，合金電阻通過分子鍵與不銹鋼膜片連接一體，形成用以感應支座豎向壓力的惠斯登電橋的合金薄膜應變單元，其中：外界荷載作用在球型鋼支座上引起合金薄膜應變單元的形變，合金薄膜應變單元將產生用以監測球型鋼支座豎向壓力的電壓信號。

優選的，球型鋼板的底部設為凸出的球型弧面，底支座板的頂部為內凹的球型弧面，與球型鋼板的球型弧面相匹配。

優選的，球型鋼板的頂側覆蓋有平面滑板，球型鋼板的底側覆蓋有球面滑板，合金薄膜應變單元設在底支座板和球面滑板之間，并可抵頂在球面滑板上。

優選的，球型鋼板的底部覆蓋球面滑板，球面滑板設在凸出的球型弧面和內凹的球型弧面之間，合金薄膜應變單元嵌裝在底支座板上，與底支座板的內凹的球型弧面保持平齊，并抵頂在球面滑板上。

優選的，平面滑板和球面滑板使用聚四氟乙烯材料制成。

優選的，頂支座板和/或底支座板的邊緣分別設有用以限制頂支座板和/或底支座板滑動范圍的導向裝置。

優選的，頂支座板兩條對邊邊緣向外伸出并向下延伸有外沿部分，導向裝置為設置在外沿部分與底支座板之間的高阻尼橡膠條。

優選的，頂支座板及底支座板上分別設有用以與構筑物固定安裝的套筒。

優選的，底支座板設有用以供合金薄膜應變單元具有的高溫屏蔽極細導線引出的微孔。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一種技術方案是：一種球型鋼支座，球型鋼支座包括：頂支座板、底支座板以及可滑動緊固在頂支座板和底支座板之間的球型鋼板，底支座板朝向球型鋼板的一側嵌入合金電阻，合金電阻通過分子鍵與底支座板連接一體，形成用以感應支座豎向壓力的惠斯登電橋的合金薄膜應變單元，其中：外界荷載作用在球型鋼支座上引起合金薄膜應變單元的形變，合金薄膜應變單元將產生用以監測球型鋼支座豎向壓力的電壓信號；球型鋼板的頂側覆蓋有平面滑板，球型鋼板的底側覆蓋有球面滑板，合金薄膜應變單元設在底支座板和球面滑板之間，并可抵壓在球面滑板上。

優選的，球型鋼板的底部設為凸出的球型弧面，底支座板的頂部為內凹的球型弧面，與球型鋼板的球型弧面相匹配，球面滑板設在凸出的球型弧面和內凹的球型弧面之間。

優選的，平面滑板和/或球面滑板使用聚四氟乙烯材料制成。

本發明所提供的一種球型鋼支座，具有如下有益效果：首先，可以實時監測支座的受力情況，從而判斷支座的健康狀況。并且可以通過對監測數據的后期處理實現預警功能，即當支座應力超過允許值或剛度突然發生變化時，能夠自動報警，避免橋梁等建筑的倒塌，避免慘劇的發生。

其次，在球型鋼支座中設置合金薄膜應變單元，合金薄膜應變單元與支座的滑動面間設有由低摩擦材料制成的滑板，且連為一個整體；合金薄膜應變單元與整個球型鋼支座融為一體，不影響支座的力學性能，且合金薄膜應變單元體積較小，不影響支座的力學性能。

再次，本發明中的合金薄膜應變單元具有較好疲勞性能，交變應力循環次數可以在5000萬次以上，能夠長時期在-40?~150攝氏度的工作溫度下穩定工作。本發明的一種球型鋼支座，構造簡單，成本低，應用廣泛。

附圖說明