[發(fā)明專利]分布式智能球型測力支座

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711194272.X
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107841941A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳樹禮;李炯;徐瑞祥;韓文濤;孫寶臣;李劍芝
• 申請（專利權(quán)）人: 豐澤工程橡膠科技開發(fā)股份有限公司;石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04;G01L1/22
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13100
• 代理人: 賈巍超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種分布式智能球型測力支座，適用于高速鐵路橋梁球型支座，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)豎向荷載自動動態(tài)測試的分布式智能支座，改造上座板結(jié)構(gòu)，內(nèi)置超低高度輪輻測力傳感器，將測力傳感器安裝在上座板內(nèi)部，實現(xiàn)豎向力動態(tài)測試。

背景技術(shù)

支座是將橋梁上部結(jié)構(gòu)承受的荷重傳遞到下部結(jié)構(gòu)并具有適應(yīng)橋跨變位功能的重要結(jié)構(gòu)，而球型支座是其中最主要的一種類型。隨著時間推移、車速提高和荷載不斷增加，支座病害逐漸顯露并日趨嚴(yán)重，常見的支座病害主要包括：支座脫空、剪切變形超限、橡膠開裂、橡膠不均勻鼓凸變形、轉(zhuǎn)角過大、橫向位移過大、鋼板銹蝕、連接螺栓斷裂和連接座板開裂等，其中支座受力問題則是引起這些病害發(fā)生的直接原因，支座的安全問題直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)運營安全，保障支座安全至關(guān)重要。

橋梁支座作為梁部的支點，是各種荷載集中的部位，荷載在該處轉(zhuǎn)化為支座所承受的豎向力、縱向力和橫向水平力，在一定程度上反應(yīng)了橋梁結(jié)構(gòu)的實際載荷情況，實時監(jiān)測橋梁支座反力變化情況，可以了解橋梁撓度、受力及橋上線路的狀態(tài)情況，也可為橋梁狀態(tài)評價提供依據(jù)，判斷其是否處于正常范圍。

目前，國內(nèi)外研發(fā)的智能測力支座大都以在支座球體或球冠位置附近安裝應(yīng)變片或其它類型傳感器實現(xiàn)豎向力測試，且具有造價昂貴、制造困難、應(yīng)用面小等缺點，尚沒有一種性價比高、受力明確、耐久性強的可用于高速鐵路橋梁的球型智能測力支座。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計了一種分布式智能球型測力支座，其解決的技術(shù)問題是：不改變球型支座主體結(jié)構(gòu)，僅輕微改動支座上座板，內(nèi)置特殊設(shè)計超低高度測力傳感器，進(jìn)而組合開發(fā)出一種分布式智能測力支座，實現(xiàn)支座豎向力動態(tài)測試，克服已有智能支座造價高、性能不穩(wěn)定或不易推廣等不足。

一種分布式智能球型測力支座，包括測力上座板、位于測力上座板下方的球冠襯板、設(shè)置在球冠襯板上端面與測力上座板下端面之間的球面滑板、設(shè)置在球冠襯板下方的下支座板、連接板、以及連接螺栓；

測力上座板包括位于墩臺上方的上支座板、至少四個設(shè)置在上支座板上端凹槽內(nèi)的測力傳感器、以及扣合在上支座板上端凹槽上開口處的上應(yīng)變板；上應(yīng)變板的下表面與測力傳感器上表面接觸設(shè)置，上應(yīng)變板的上表面與橋梁下表面接觸設(shè)置；

連接板下端與下支座板連接，連接螺栓水平設(shè)置在下支座板上端，連接螺栓的端面與上支座板接觸設(shè)置；

球冠襯板的下凸球面位于在下支座板的上凹面內(nèi)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

在下支座板的上凹面設(shè)置有與球冠襯板的下凸球面密封接觸的密封圈。

在球冠襯板的下凸球面與下支座板的上凹面之間設(shè)置有石墨粉。

上支座板的下止口扣在下支座板上方。

測力傳感器為超低高度輪輻式測力傳感器；測力傳感器為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，其外徑與軸向高度比為0.25。

在測力上座板上外置有R232或USB的數(shù)據(jù)接口；

測力傳感器與數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)連接。

測力上座板具有承載和測力雙重功能；支座承載能力和耐久性不受任何影響。

在下支座板與墩臺之間設(shè)置有下底座，上支座板的外側(cè)設(shè)置有防止雜物進(jìn)入到下底座上止口內(nèi)的外遮擋圍板，下底座 位于下支座板的上止口內(nèi)；在上止口四周內(nèi)側(cè)壁上分別水平設(shè)置有水平支座，在水平支座內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，水平支座的端部口內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向鋼球，在導(dǎo)向鋼球與壓力傳感器之間設(shè)置有傳力彈簧。

壓力傳感器為四個方向的四個壓力傳感器；所述四個壓力傳感器組成惠更斯電橋結(jié)構(gòu)。

本專利具有以下特點：(1) 支座主體結(jié)構(gòu)未發(fā)生任何改變，僅上座板結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變，整個結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、受力明確、耐久性好、便于加工制造，在滿足橋梁支座基本功能前提下，實現(xiàn)了測力功能；(2)利用上座板作為測力構(gòu)件，實現(xiàn)了豎向荷載動態(tài)測試；(3) 研發(fā)的超低高度輪輻式測力傳感器具有精度高、量程大和造價低特點，配合相關(guān)采集設(shè)備，可以實現(xiàn)自動化監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)測；(4) 采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，多個測力支座可采用串聯(lián)方式或并聯(lián)方式組合在一起，實現(xiàn)互聯(lián)互通，共同組建大數(shù)據(jù)集成網(wǎng)絡(luò)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明智能支座總裝示意圖。

圖2是本發(fā)明測力上座板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明測力上座板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明水平支座的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。