[發(fā)明專利]一種智能摩擦擺隔震支座

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010636443.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111794088A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬長飛;汪正興;荊國強(qiáng);王翔;劉鵬飛;王梓宇;吳肖波;伊建軍;周志坤;汪澤洋;高天;王金枝
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司;中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 邱云雷

本申請涉及一種智能摩擦擺隔震支座，其包括上座板、球擺、下座板、彈性體，上座板頂端用于與主橋連接，并承載主橋；球擺的頂端與上座板可滑動連接，底端可在下座板上擺動；彈性體連接于下座板的底端，并用于連接于橋墩上；應(yīng)變傳感器設(shè)于彈性體上，并用于測量彈性體的應(yīng)變；角速度測量儀設(shè)于球擺上，并用于測量球擺的轉(zhuǎn)動角速率位移測量裝置設(shè)于上座板或球擺上，并用于測量上座板或球擺的水平位移D；控制器與應(yīng)變傳感器、角速度測量儀和位移測量裝置均相連，并用于根據(jù)彈性體的應(yīng)變，計算得到隔震支座所承受的豎向荷載W；以及根據(jù)W、以及D，基于預(yù)設(shè)的計算公式計算該支座的水平受力F，實現(xiàn)了摩擦擺隔震支座工作性能實時監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及橋梁支座領(lǐng)域，特別涉及一種智能摩擦擺隔震支座。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量的増大，橋梁支座的損傷、破壞己經(jīng)成為我國現(xiàn)役橋梁的主要病害之一。目前隔震支座在橋梁領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而隔震支座中的摩擦擺隔震支座由于其隔震效果顯著、承受載荷大、技術(shù)較為成熟，因此已在全球多個國家的實際橋梁工程中得到了大量的應(yīng)用。摩擦擺隔震支座作為橋梁結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)直接的主要傳力構(gòu)件，其損傷、破壞將加速橋梁壽命的衰減，直接對橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性造成威脅。鑒于摩擦擺隔震支座一般處于惡劣、隱蔽的工程環(huán)境中，人工檢測方法的局限性導(dǎo)致很多病害不能被及時發(fā)現(xiàn)和處理。研發(fā)智能隔震支座，實現(xiàn)對重要橋梁承載能力的實時評估與風(fēng)險預(yù)測，保障橋梁的安全和正常運(yùn)營，己成為關(guān)乎國計民生的重要課題。

相關(guān)技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N201010554176.3的中國專利，公開了一種豎向智能測力支座，通過在下擺外圓柱面設(shè)置若干電阻應(yīng)變元件，測得支座的豎向荷載，但是由于下擺的橫截面積大，應(yīng)變元件測量得到的應(yīng)變小，測量精度低，導(dǎo)致測量得到的支座的豎向荷載的精度低。申請?zhí)枮镃N201020646318.4的中國專利，公開了一種帶有三維測力裝置的可轉(zhuǎn)動型曲面鋼支座，通過在水平、垂直方向上分設(shè)測力裝置來測量支座的三維受力情況，但是由于接觸面不可能完全光滑，測得的支座水平受力實際上是沒有包含接觸面之間的靜摩擦力的，且豎向承載力包括了結(jié)構(gòu)恒載、二期荷載及活載，實際上橋梁結(jié)構(gòu)承受的活載遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的恒載及二期荷載，這樣為了測量支座的實際承載力狀況，豎向測力的量程較大，這必然會降低測量的精度，支座測量的豎向荷載不能精確地反映橋梁結(jié)構(gòu)承受的活載變化情況；申請?zhí)枮镃N201821039461.X的中國專利，公開了一種智能球形測力支座，采用了多向力傳感器測量隔震支座的三維受力情況，但是目前市面上多向力傳感器的測力范圍有限(一般3000kN)，測量得到的隔震支座的水平受力的范圍有限，這就限定了該發(fā)明專利僅適用中小跨度的橋梁，但不能滿足大中跨度的橋梁的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供一種智能摩擦擺隔震支座，解決了相關(guān)技術(shù)中測量隔震支座的水平方向受力范圍小，不適用大中跨度橋梁的問題。

第一方面，提供了一種智能摩擦擺隔震支座，其包括：

上座板，其頂端用于與主橋連接，并承載所述主橋；所述上座板的底端開設(shè)有一夾持空間；

球擺，其卡設(shè)于所述夾持空間內(nèi)，所述球擺的頂端與所述上座板可滑動連接，底端朝下凸設(shè)形成第一凸球面；

下座板，其頂端朝下凹設(shè)形成與所述第一凸球面相適配的第一凹球面，以使所述球擺可在所述下座板上擺動；

彈性體，其連接于所述下座板的底端，并用于連接于橋墩上；

應(yīng)變傳感器，其設(shè)于所述彈性體上，并用于測量所述彈性體的應(yīng)變；

角速度測量儀，其設(shè)于所述球擺上，并用于測量所述球擺的轉(zhuǎn)動角速率

位移測量裝置，其設(shè)于所述上座板或所述球擺上，并用于測量所述上座板或所述球擺的水平位移D；