[發明專利]可進行界面應力監測的橡膠隔震墊及其界面應力監測系統

在審

• 申請號: 201810028154.X
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108061614A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 江健;王浩;譚杰;梁亞斌;宋鋼兵
• 申請（專利權）人: 湖北震泰建設工程質量檢測有限責任公司
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;E04B1/98;E04H9/02;E01D21/00
• 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應力監測的橡膠隔震墊及其界面應力監測系統，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傳感器、上封板、下封板、上連接板以及下連接板；橡膠層和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上封板和下封板，上封板的上表面固定上連接板，下封板的下表面固定下連接板；若干剪切型壓電陶瓷傳感器布置于至少一鋼板層和橡膠層的界面上、或若干剪切型壓電陶瓷傳感器布設于上封板和/或下封板與橡膠層的界面上。本發明將剪切型壓電陶瓷傳感器嵌入橡膠隔震墊的界面，通過比較剪切型壓電陶瓷傳感器產生的電信號幅值，即可實現橡膠隔震墊界面應力的高效監測。

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應力監測的橡膠隔震墊及其界面應力監測系統。

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、一定的抗拉能力、較大的水平變形能力以及耐反復荷載疲勞的能力。了解鋼板和橡膠界面的應力狀態是保證橡膠隔震墊長期穩定運行的重要條件，同時也能為橡膠隔震墊的設計提供科學的依據。但是，目前在相關領域并沒有一種行之有效的實時監測鋼板和橡膠連接界面應力狀態的方法。

壓電陶瓷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，而在工程結構監測領域有著巨大的應用潛力。

發明內容

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

本發明提供的可進行界面應力監測的橡膠隔震墊，包括若干層橡膠層、若干層鋼板層、若干剪切型壓電陶瓷傳感器、上封板、下封板、上連接板以及下連接板；其中：

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

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；

若干剪切型壓電陶瓷傳感器布置于至少一鋼板層和橡膠層的界面上、或若干剪切型壓電陶瓷傳感器布設于上封板和/或下封板與橡膠層的界面上；

布置有剪切型壓電陶瓷傳感器的鋼板層、上封板、下封板上設有與剪切型壓電陶瓷傳感器數量匹配的線纜通道，一電信號傳輸線纜穿過一線路通道連接一剪切型壓電陶瓷傳感器。

進一步的，所述若干剪切型壓電陶瓷傳感器布設于至少一鋼板層和橡膠層的界面上，具體為：

至少一鋼板層的上表面或下表面開設有與所述剪切型壓電陶瓷傳感器匹配的若干凹槽，一凹槽內置一剪切型壓電陶瓷傳感器。

進一步的，所述若干剪切型壓電陶瓷傳感器布設于上封板和/或下封板與橡膠層的界面上，具體為：

上封板的下表面和/或下封板的上表面開設有與所述剪切型壓電陶瓷傳感器匹配的若干凹槽，一凹槽內置一剪切型壓電陶瓷傳感器。

進一步的，所述剪切型壓電陶瓷傳感器采用防水絕緣層封裝。

本發明提供的橡膠隔震墊界面應力監測系統，包括橡膠隔震墊、信號采集器和電腦終端，其中：