[發明專利]可監控橋梁姿態和應力水平的支座監測系統以及監測方法

有效

• 申請號: 202011144276.9
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112284375B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 石賢增;王錢泱;許榮盛;康小方;常先睿;李子涵
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01L1/16;E01D19/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了可監控橋梁姿態和應力水平的支座監測系統，包括智能支座及監控中心，智能支座包括下支座板、鋼盆、橡膠板、中間鋼板、改性聚四氟乙烯板、不銹鋼冷軋鋼板及頂板，鋼盆通過梯形自鎖螺紋副及抱箍與下支座板連接；橡膠板與中間鋼板之間設智能檢測模塊，智能檢測模塊包括絕緣無紡布、壓電陶瓷片及高溫屏蔽極細導線，壓電陶瓷片的金屬薄膜通過高溫屏蔽極細導線連接電荷放大器、數據處理和發送單元；監控中心包括服務器、橋梁運維中心、前端控制模塊、入口車流引導裝置及車道引導裝置。本發明提供一種操作簡單、連接穩定且能實時精準地監控梁體姿態和支座各方位應力水平的智能支座系統，并提供主動實時排除橋梁傾覆風險的遠程監測預警方法。

技術領域

本發明涉及橋梁抗傾覆設計技術領域，尤其涉及一種可監控橋梁姿態和應力水平的支座監測系統以及監測方法。

背景技術

目前對于橋梁抗傾覆大多采用在支座處進行構造措施加固防止傾覆，無法實時監測應力水平和箱梁姿態，即使有采用傳感單元的盆式支座，但是一般的傳感單元體積較大，難以放入支座中，即使放入也會對支座的力學性能造成安全隱患，并且常規的采用傳感單元的支座無法實現支座各個方位的受力情況，繼而無法實現精準的對支座某個方向脫空做出判斷及預警。

除此之外，現有技術在橋梁抗傾覆領域還有采用各種傳感器進行監測的，但是少有采用支座監測系統的，即使采用也不具備精準判斷脫空方位和遠程監測干預及實時排除反饋功能。

另一方面，現有技術對于傳統橋梁支座的標高調整主要是機械式（增加墊板，螺旋調高）和填充聚氨酯調高等方式；墊板調高是通過在支座頂板或者支座底板加墊所需高度的鋼墊板來實現調整高度的目的，施工前需根據調高量來設計加工相應厚度的鋼墊板，并且每次還需要錨固螺栓錨固上頂板或底板，存在著施工繁瑣、無法實現無級調高等缺點。常規螺旋調高是在支座中部設置帶有螺紋副的調高襯板，雖可實現無級調高的功能，但在支座中部調高后需要壓漿填充所留的調高空間，這樣勢必造成無法在進行調低，當后期需要降低支座高度的時候，只能更換一整個支座，成本較高；填充聚氨酯調高是通過在支座底板預留孔道，通過泵注改性液態聚氨酯橡膠等人工材料，利用液固轉化原理抬高橡膠板以達到調高支座的目的，雖然構造簡單，可實現無級調高，但對支座鋼盆高度以及底板厚度有一定的要求，并且若需多次調高，也需要設置多個壓注孔道，對支座密封性要求高，也對支座性能有一定的影響。

以上技術問題也是橋梁設計及構造過程中的幾個難點問題，總結起來其根本問題是，現有技術尚缺乏能夠精準判斷脫空方位和遠程監測干預并實時排除反饋功能的支座監測系統，亟待改進。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的可監控橋梁姿態和應力水平的支座監測系統以及監測方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

可監控橋梁姿態和應力水平的支座監測系統，包括設置在橋墩與橋梁主梁之間的智能支座以及與智能支座進行數據通訊的監控中心，智能支座自下而上依次包括下支座板、鋼盆、橡膠板、中間鋼板、改性聚四氟乙烯板、不銹鋼冷軋鋼板及頂板，下支座板上表面的周邊位置環形分布有錨固螺栓，下支座板的錨固螺栓底端穿過下支座板并螺紋套接有套筒，下支座板的錨固螺栓頂端的螺帽部與下支座板上表面之間設有墊圈，套筒頂端面與下支座板下表面之間設有墊圈，下支座板的錨固螺栓底端錨固連接在橋墩的墩臺上，下支座板上表面的中心位置設有圓形凸臺，圓形凸臺的圓柱面設有螺紋槽；

鋼盆由圓筒體以及架設在圓筒體中部的隔板組成，圓筒體由隔板分隔成上部的光滑筒體部和下部的螺紋筒體部，螺紋筒體部的內側壁設有與圓形凸臺的圓柱面螺紋配合套接的梯形自鎖螺紋副，圓筒體的底端面與下支座板上表面之間墊設有環形墊塊，環形墊塊的外側壁包接有抱箍；

橡膠板密封套接在光滑筒體部的底部，橡膠板頂面的邊緣墊有黃銅密封圈，中間鋼板的下部套接在光滑筒體部內部，且中間鋼板外側壁下部與光滑筒體部內側壁上部之間有縫隙，中間鋼板與光滑筒體部之間縫隙的頂部設置有氯丁橡膠防塵圈，氯丁橡膠防塵圈具體是翻邊圓環狀；