[發明專利]可進行界面剝離監測的橡膠隔震墊及其界面剝離監測系統

在審

• 申請號: 201810027412.2
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108037073A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 馮謙;江健;王浩;梁亞斌;宋鋼兵
• 申請（專利權）人: 武漢地震工程研究院有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了可進行界面剝離監測的橡膠隔震墊及其界面剝離監測系統，所述橡膠隔震墊包括若干層橡膠層、若干層鋼板層、若干剪切型壓電陶瓷驅動器、若干剪切型壓電陶瓷接收器、上封板、下封板、上連接板以及下連接板；若干橡膠層和若干鋼板層交替疊加構成橡膠隔震墊主體；橡膠隔震墊主體的上表面和下表面分別固定有上封板和下封板，上封板的上表面固定有上連接板，下封板的下表面固定有下連接板；至少一界面的兩側分別布設有剪切型壓電陶瓷驅動器和剪切型壓電陶瓷接收器。本發明將剪切型壓電陶瓷傳感器應用到橡膠隔震墊中界面的剝離監測，可對界面剝離程度的微小變化進行準確監測。

技術領域

本發明涉及橡膠隔震墊健康監測技術領域，尤其涉及可進行界面剝離監測的橡膠隔震墊及其界面剝離監測系統。

背景技術

到目前為止，國內外應用于建筑結構、橋梁、設備等的隔震工程中，絕大多數采用“疊層橡膠支座”隔震技術。應用這一技術的建筑物或橋梁在我國、日本、美國等均己成功經受了地震考驗。因此，它是一項較成熟的、可以廣泛推廣應用的隔震技術。疊層鋼板和橡膠層緊密粘結，以確保鋼板對橡膠的變形約束，使橡膠具有較高的豎向受壓承載力和一定的抗拉能力，較大的水平變形能力和耐反復荷載疲勞的能力。橡膠隔震墊的失效和破壞很大程度上是由于橡膠和鋼板的界面產生了剝離，但是目前在相關領域并沒有一種行之有效的方法對此情況進行監測。

壓電陶瓷(PZT)是一種能夠將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料，以其特有的傳感和作動功能而成為近年來在土木工程界廣泛研究和應用的智能材料之一。其因具有響應快，頻率范圍寬，易裁剪，價格低廉等特點而在工程結構監測方面存在著巨大的應用潛力。

發明內容

針對橡膠隔震墊中鋼板層與橡膠層的界面剝離監測領域的空白，本發明通過將剪切型壓電陶瓷傳感器嵌入橡膠隔震墊，提供了可進行界面剝離監測的橡膠隔震墊及其界面剝離監測系統。

本發明提供的可進行界面剝離監測的橡膠隔震墊，包括若干層橡膠層、若干層鋼板層、若干剪切型壓電陶瓷驅動器、和剪切型壓電陶瓷驅動器對應的若干剪切型壓電陶瓷接收器、上封板、下封板、上連接板以及下連接板；

若干橡膠層和若干鋼板層交替疊加構成橡膠隔震墊主體，所述橡膠隔震墊主體的最上一層和最下一層均為橡膠層；

所述橡膠隔震墊主體的上表面和下表面分別固定有上封板和下封板，所述上封板的上表面固定有上連接板，所述下封板的下表面固定有下連接板；

至少一界面的兩側分別布設有剪切型壓電陶瓷驅動器和剪切型壓電陶瓷接收器，所述界面為橡膠層與鋼板層間的界面或橡膠層與封板間的界面，所述封板為上封板或下封板；

所述剪切型壓電陶瓷驅動器的輸入端和所述剪切型壓電陶瓷接收器的輸出端均通過電信號傳輸線纜引出。

進一步的，當界面為橡膠層與鋼板層間的界面時，在界面一側的鋼板層表面開設與所述剪切型壓電陶瓷接收器匹配的若干對稱布置的凹槽，一凹槽內置一剪切型壓電陶瓷接收器；在界面另一側的橡膠層內埋設與所述剪切型壓電陶瓷接收器一一對應的剪切型壓電陶瓷驅動器。

進一步的，當界面為橡膠層與封板間的界面時，在界面一側的封板表面開設與所述剪切型壓電陶瓷接收器匹配的若干對稱布置的凹槽，一凹槽內置一剪切型壓電陶瓷接收器；在界面另一側的橡膠層內埋設與所述剪切型壓電陶瓷接收器一一對應的剪切型壓電陶瓷驅動器。

進一步的，所述剪切型壓電陶瓷接收器的輸出端通過電信號傳輸線纜引出，具體為：

在鋼板層或封板表面各凹槽旁開設線纜通道，一電信號傳輸線纜穿過一線纜通道連接該線纜通道旁凹槽內的剪切型壓電陶瓷接收器。

本發明提供的橡膠隔震墊界面剝離監測系統，包括橡膠隔震墊、信號發生器、信號采集器和電腦終端，其中：