[發(fā)明專利]橋梁支座彈性體載荷力測量方法及支座彈性體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510920002.7
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105403333B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏志紅;何峰;藍(lán)鎮(zhèn)立;謝貴久;謝明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號: G01L1/04
• 分類號: G01L1/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;厲田

本發(fā)明公開了一種橋梁支座彈性體載荷力測量方法，方法包括：S1：用位移測量裝置測量支座彈性體的位移；S2：建立支座彈性體位移與支座彈性體載荷力之間的對應(yīng)關(guān)系；S3：根據(jù)位移測量裝置測得的位移數(shù)據(jù)和步驟S2中的對應(yīng)關(guān)系得出支座彈性體的載荷力。支座彈性體包括在支座本體內(nèi)，支座本體頂部設(shè)有用于與橋面相接的承載面，底部設(shè)有用于與橋墩相接的支撐面，彈性體內(nèi)部設(shè)有位移測量裝置，位移測量裝置頂部與彈性體頂部附近固接，位移測量裝置的底部與彈性體底部附近固接，位移測量裝置可測量彈性體頂部相對底部的位移量。該橋梁支座彈性體具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、測量精確、漂移小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)長期實(shí)時測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及應(yīng)力檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁支座彈性體載荷力測量方法及支座彈性體。

背景技術(shù)

橋梁支座安裝在橋面與橋墩的結(jié)合部，上接橋面，下接橋墩，是橋梁載荷的集中部位。支座中的彈性體是支座承載結(jié)構(gòu)的主體，也是承載橋面壓力的主體。橋梁由于設(shè)計、建造質(zhì)量，或地理環(huán)境、自然環(huán)境變化引起的損害及垮塌事故時有發(fā)生，橋梁安全健康監(jiān)測一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。橋梁結(jié)構(gòu)材料應(yīng)力檢測則是橋梁安全監(jiān)測的主要內(nèi)容和難點(diǎn)。橋梁結(jié)構(gòu)材料的組成較復(fù)雜，主要有混泥土和鋼，等壓力線上各種材料的許用壓力是根據(jù)強(qiáng)度最低的材料的許用極限設(shè)計的，且設(shè)計安全系數(shù)較大，因此，對彈性鋼來說，承載時產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變是非常小的。以支座材料來說，橋梁最大載荷下的最大應(yīng)力一般不超過80MPa，而其中的彈性鋼(常用40Cr)的彈性限通常大于780MPa，可見，載荷下鋼的應(yīng)變微小，滿載時一般小于400με。

目前，國內(nèi)外測量橋梁結(jié)構(gòu)材料微應(yīng)力和應(yīng)變的方法有粘貼應(yīng)變計和光纖光柵法等，現(xiàn)有方法難以實(shí)現(xiàn)被測量到敏感元件的無損連接，需采用粘貼膠或螺釘將應(yīng)變片、光柵片等固定到被測材料上，采用焊接方法只能焊接敏感元件的邊線，不能實(shí)現(xiàn)面接觸，且焊接的溫度通常會損害敏感元件。現(xiàn)有方法中使用的螺釘和粘貼膠的狀態(tài)是極其不穩(wěn)定的，只要發(fā)生nm級的位置變化或形變就可引起輸出明顯的響應(yīng)，膠體和螺紋微觀縫隙是引起測量遲滯的主要原因，膠體還存在較嚴(yán)重的蠕變和老化問題。因此，現(xiàn)有方法主要用于對橋梁結(jié)構(gòu)材料微應(yīng)力的短期測量，一段時間后再次測量時需要卸載后重新校準(zhǔn)零點(diǎn)，測量誤差較大，漂移嚴(yán)重，不適用于長期連續(xù)監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、測量穩(wěn)定精確、可實(shí)現(xiàn)長期實(shí)時測量的橋梁支座彈性體載荷力測量方法及支座彈性體。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種橋梁支座彈性體載荷力測量方法，包括以下步驟：

S1：用位移傳感模塊測量支座彈性體的位移；

S2：建立支座彈性體位移與支座彈性體載荷力之間的對應(yīng)關(guān)系；

S3：根據(jù)位移傳感模塊測得的位移數(shù)據(jù)和步驟S2中的對應(yīng)關(guān)系得出支座彈性體的載荷力。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

步驟S2中的對應(yīng)關(guān)系為：支座彈性體的變形與載荷服從胡克定律：其中，F(xiàn)為載荷力，E為彈性體的彈性模量，A為受力面積，l為彈性體長度，Δl為彈性體收縮率。

一種用于實(shí)現(xiàn)上述測量方法的橋梁支座彈性體，包括支座本體，所述支座本體頂部設(shè)有用于與橋面相接的承載面，底部設(shè)有用于與橋墩相接的支撐面，所述支座本體內(nèi)部設(shè)有位移測量裝置，所述位移測量裝置頂部與支座本體固接，并稍低于接觸面，位移測量裝置的底部與支座本體固接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述位移測量裝置包括接觸部件和位移傳感器，所述位移傳感器與支座本體固接并靠近支撐面，所述接觸部件一端與位移傳感器連接、另一端與支座本體固接。

所述接觸部件包括接觸板和導(dǎo)向桿，所述接觸板設(shè)置在導(dǎo)向桿頂部并與支座本體固接，所述導(dǎo)向桿底部與位移傳感器連接。